[发明专利]一种改进型一步法三维CRS叠加方法

说明书

本发明属于油气勘探地震资料处理技术领域，具体涉及一种改进型一步法三维CRS叠加方法。为遗传算法和模拟退火混合的多种群精英分层式混合并行算法；分为三层：算法的顶层是根据模拟退火算法中的热槽法；算法中层则是n个独立运行的遗传算法；算法的底层采用模拟退火算法对中层选出的精英种群进行迭代。本发明通过多组二维参数反演三维参数，发现可将推出的三维参数公式进行改进，以实现对非均匀各向同性介质条件下的三维零偏移距共反射面叠加旅行时公式的改进，最后成功的简化了公式，降低了三维情况下对CRS叠加中的波场八个参数的求取难度。

技术领域：

本发明属于油气勘探地震资料处理技术领域，具体涉及一种改进型一步法三维CRS叠加方法。

背景技术：

近年来，随着勘探目标的复杂性增加，地震数据处理的要求也在不断增加，以满足在复杂地质条件下高精度成像的要求。因此，在强干扰环境下高效压制噪音，增强有效信号显得尤为重要，这使得适用于低信噪比数据的处理方法开始受到广泛关注和应用。共反射面元(CRS)叠加作为一种针对低信噪比数据的有效处理方法，在提升数据信噪比、改善成像效果方面一直发挥着其独有的优势，备受地球物理学界专家学者的关注。

共反射面元叠加与常规地震资料叠加方法相比的优势之处在于它仅受CRS波场参数及近地表速度控制，无需预知宏观速度模型。我们认为地下反射界面是由多个反射面元叠加构成，所以反射点的反射能量包括自身反射及附近其他反射面元贡献两个部分构成。基于共反射面元叠加公式对叠前数据进行CRS叠加后可得CRS叠加剖面、波场参数剖面及相干剖面。在叠加过程中，考虑到反射点附近一定范围内的反射面元，扩大了参与叠加的数据范围，增加了覆盖次数，提高数据信噪比，最终实现对成像效果的提高。对比看来，CRS叠加比CMP叠加更适合处理复杂的地质体；如低信噪比数据、倾斜层、山地资料等。

近年来，实际地震资料处理中二维CRS叠加理论逐步拓展到了三维，并得到了进一步的研究应用。三维CRS叠加中，包含八个参数：ZO射线在地表出射角(包括倾角和方位角)、法向入射点波(NIP波)和法向波(N)在地面的波前曲率矩阵(矩阵是22的对称矩阵)。参数的增多增加了叠加处理的计算难度，但正因为复杂参数的约束，CRS叠加效果才更加准确，也更能适用于低信噪比的复杂地质区域。通过相干分析求取的八参数之间存在耦合现象，因此，应用三维CRS时，高效的参数搜索策略是非常必要的，以准确地从叠前地震数据中确定8个参数。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是在应用三维CRS叠加时，因为公式的复杂、求取的参数数量多，通常使用三步法对8个参数依次进行求取，这种方法计算成本较低，但是它会系统性地累积误差，降低CRS属性参数的准确性，从而影响CRS叠加效果。

为解决上述问题，本发明提供了一种改进型的一步法三维CRS叠加技术，该方法首先基于Muller(2003)导出了非均匀各向同性介质条件下的三维零偏移距共反射面叠加旅行时公式。通过多组二维参数反演三维参数，发现可将推出的三维参数公式进行改进，以实现对非均匀各向同性介质条件下的三维零偏移距共反射面叠加旅行时公式的改进，最后成功的简化了公式，降低了三维情况下对CRS叠加中的波场八个参数的求取难度。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种改进型一步法三维CRS叠加方法，为遗传算法和模拟退火混合的多种群精英分层式混合并行算法；如图1所示，整个算法从上到下分为三层：算法的顶层是根据模拟退火算法中的热槽法，通过概率分布函数随机的产生三维CRS叠加中8个相关参数的若干个候选值，这些值随机的分配到中层n个遗传算法中形成的每个种群的初始状态，形成初始种群；算法中层则是n个独立运行的遗传算法，这样可以一定程度上保证解得多样性，每个种群独立交叉、变异、选择形成新解，这些局部最优解将组成精英种群为算法底层模拟退火算法提供初始值；算法的底层采用模拟退火算法对中层选出的精英种群进行迭代，对全局最优解进行搜索，迭代一定次数之后，判断是否满足停止准则，若满足，则输出全局最优解；否则，中层的遗传算法在模拟退火算法产生的解中随机抽取一定数量的解放入种群中继续进化，直至得出全局最优解，输出相干值最大的波场8参数。