BE1025285A1 - Méthode de migration de faisceau de Kirchhoff dans une topographie complexe - Google Patents

Méthode de migration de faisceau de Kirchhoff dans une topographie complexe Download PDF

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Abstract

La présente invention divulgue une méthode de migration de faisceau de Kirchhoff dans une topographie complexe. La méthode de migration de faisceau de Kirchhoff comprend les étapes suivantes de saisie de fichiers de paramètres pertinents, de modèle de vitesse de migration et d’enregistrements sismiques ; de division des enregistrements sismiques de chaque coup en une pluralité de volumes de données de domaines temporels différents avec un centre de fenêtre en tant que noyau puis en décomposant les données en ondes planes ; de tracé de rayons à partir de points de coups dans des directions différentes, et de calcul des informations correspondantes des noeuds de grille dans le cadre d'un faisceau radial sectionnel pour stocker chaque rayon ; de tracé des rayons à partir du centre de la fenêtre dans des différentes directions, et de calcul de l'information correspondante des noeuds de grille dans le cadre d'un faisceau radial sectionnel pour stocker chaque rayon ; de sélection du faisceau à partir des points de coups et du centre de la fenêtre pour le calcul de l'imagerie ; et d’accumulation des résultats d'imagerie de toutes les paires de faisceaux afin d'obtenir les résultats d'imagerie de migration. Selon la méthode de migration de faisceau de Kirchhoff, la couverture de faisceaux dans un modèle peu profond est augmentée, ainsi que la qualité d’imagerie de la méthode de migration de faisceau de Kirchhoff dans une structure peu profonde d’un modèle de topographie complexe.

Description

Méthode de migration de faisceau de Kirchhoff dans une topographie complexe
Domaine technique de l'invention
L'invention concerne une méthode d'imagerie de migration sismique, en particulier une méthode de migration de faisceau de Kirchhoff dans une topographie complexe.
Arrière plan technologique de l'invention
L'exploration sismique terrestre est généralement effectuée dans une topographie complexe (montagnes, collines, plateaud de gobi et de loess), où la topographie pose des problèmes, se produisant souvent, en ce que la surface altimétrique est plus grande, la couverture de données sismiques est insuffisante, et le rapport signal/bruit (SNR) des données sismiques collectées est faible. Les problèmes peuvent poser certaines difficultés en ce qui concerne l'imagerie de données sismiques, et affecter l'efficacité de calcul et la précision d'image de l'imagerie sismique.
L'article « Chinese Journal of Geophysics » (Stage 4, 2012-), rédigé par Yue Yubo et al, décrit la migration de faisceau gaussien dans une topographie complexe (« amplitudepreserved Gaussian beam migration under complex topography »), et introduit la méthode de migration de faisceau Gaussien dans une topographie complexe. En prenant en compte l'altitude, l'angle d'inclinaison et les intervalles de traçage réels de la topographie dans une étape de décomposition d'ondes planes locales, la méthode de migration se trouve améliorée pour ce qui concerne la topographie. Le modèle topographique simple en couches et le modèle de contreforts canadiens («Canadian Foothills model ») sont utilisés pour tester la migration de faisceau gaussien dans une topographie complexe et la migration de faisceau gaussien permet d'obtenir des images de qualité supérieure.
La thèse de doctorat de l'Université de Jilin (Chine), 2017, décrit : la migration de faisceau de Kirchhoff dynamique focalisé » (« Kirchhoff Dynamic Focused Beam Migration), introduit la notion de méthode de migration de faisceau de Kirchhoff dynamique focalisé dans une topographie complexe, et introduit la notion de propagateur de faisceau focalisé dynamique dans la migration de faisceau de Kirchhoff dans une topographie complexe pour contrôler la largeur du faisceau. La méthode est appliquée au modèle de contreforts canadiens («Canadian Foothills model »), et une image supérieure par rapport à la méthode d'origine est obtenue. La demande de brevet CN 102590857A divulgue une migration en profondeur présommation d'onde bidirectionnelle dans une topographie vraie, qui permet d'obtenir tout d'abord l'altitude réelle des données sismiques pour redéfinir le modèle de vitesse, qui
BE2017/5993 effectue le calcul reporté dans les conditions topographiques réelles, puis régule les données sismiques pour l'extrapolation du champ d'onde, utilise la topographie de conditions limites, et enfin utilise les conditions pertinentes pour l'imagerie afin de surmonter l'impact de la topographie, et qui permet d'obtenir des résultats d'imagerie de haute qualité dans les conditions topographiques complexes.
On peut voir à partir des exemples qu'une méthode d'imagerie conventionnelle peut améliorer dans une certaine mesure les résultats d'imagerie de migration dans une topographie complexe, mais le processus de réalisation est complexe, et l'efficacité de calcul est également faible.
Résumé de l'invention
L'invention vise à résoudre le problème technique consistant à proposer une méthode de migration de faisceau de Kirchhoff dans une topographie complexe. En adoptant un nouveau faisceau de manière sectionnelle et en utilisant une fonction de fenêtre carrée en cosinus dans l'empilement oblique local, il améliore non seulement l'effet d'imagerie de la migration sismique dans une topographie complexe, mais améliore également l'efficacité de traitement des données sismiques.
Afin de résoudre le problème technique, l'invention concerne une méthode de migration de faisceau de Kirchhoff dans une topographie complexe, caractérisée en ce qu'elle comprend les étapes suivantes :
étape 1 : de saisie de fichiers de paramètres pertinents, de modèle de vitesse de migration et d'enregistrements sismiques, où les fichiers de paramètres comprennent les points de grille, l'espacement de grilles, la fréquence de référence, la fréquence maximale, la largeur initiale du faisceau, les points d'échantillonnage d'enregistrement sismique, les traces de chaque coup et l'espacement des traces ; étape 2 : de division des enregistrements sismiques de chaque coup en une pluralité de volumes de données de domaines temporels différents avec un centre de fenêtre en tant que noyau en fonction d'une distance d =
, puis en décomposant les données en ondes planes, où Vavg est la valeur moyenne de la vitesse de migration produite, fmin est la fréquence de référence, et fmax est la fréquence maximale ;
étape 3 : de tracé de rayons à partir de points de coups dans des directions différentes, et de calcul des informations correspondantes des noeuds de grille dans
BE2017/5993 le cadre d'un faisceau radial sectionnel pour stocker chaque rayon, où l'information comprend le temps de trajet et l'amplitude ; de calcul des rayons à partir des points de coups dans des différentes directions, et de résolution des équations de tracé de dxi rayons cinématiques <
dr dPi v 2 ^Pi , _ par une méthode de Runge_d 1 d-! d dxi i v ) dxi
Kutta pour obtenir l'information sur le rayon, dans lesquelles x, représente les coordonnées spatiales, p, représente la lenteur, τ représente le temps de propagation de l'onde sismique, et ν représente la valeur de la vitesse à des points discrets ; après l'obtention des informations aux points discrets sur le rayon, acquisition de l'information des noeuds de grille dans le faisceau par approximation paraxiale, où l'information comprend le temps de parcours et l'amplitude ;
de calcul de la largeur du faisceau par une méthode sectionnelle :
c 2 ^Vavg ! fmin > 2 ^Vavg ! fmin >2Δαν~ w = <
2Δα-σ, 2χΓ' u
où Δα est la différence d'angle des rayons adjacents, et σ est l'intégrale de la vitesse le long du trajet des rayons ;
étape 4 : de tracé des rayons à partir du centre de la fenêtre dans des différentes directions, et de calcul de l'information correspondante des noeuds de grille dans le cadre d'un faisceau radial sectionnel pour stocker chaque rayon, où l'information comprend le temps de trajet et l'amplitude ; de même, de calcul de la largeur du faisceau par la méthode sectionnelle à l'étape 3 ;
étape 5 : de sélection du faisceau à partir des points de coups et du centre de la fenêtre pour le calcul de l'imagerie ;
Is (x) = Σ ƒ dP\f dPbcA -Ds(L· P = P',τ = τ' ) où Is(X) représente la valeur d'imagerie au point x, ps représente la valeur de lenteur des rayons tracés à partir du point de coup, pbcreprésente les valeurs de lenteur des rayons tracés à partir du centre de la fenêtre, A représente une fonction de poids, et Ds représente un résultat de décomposition d'onde plane locale ; et
BE2017/5993 étape 6 : d'accumulation des résultats d'imagerie de toutes les paires de faisceaux afin d'obtenir les résultats d'imagerie de migration finale.
En outre, à l'étape 3, la plage d'angle d'émission des rayons est comprise entre -60 degrés et +60 degrés, et l'intervalle d'angle d'émission entre deux rayons adjacents est
Par comparaison aux technologies conventionnelles, la méthode de migration de faisceau de Kirchhoff présente les effets bénéfiques suivants: grâce à l'adoption du propagateur de faisceau radial sectionnel, la couverture du faisceau dans la couche peu profonde est augmentée, et la régularité du résultat de la migration dans la surface topographique est plus forte, et l'invention peut plus clairement refléter la structure de failles. Brève description des dessins
La figure 1 est un schéma opérationnel de la méthode de migration du faisceau de Kirchhoff dans une topographie complexe.
La figure 2 est un diagramme en largeur du faisceau de migration de faisceau de Kirchhoff d'origine.
La figure 3 est un diagramme en largeur du faisceau de migration de faisceau de Kirchhoff de l'invention.
La figure 4 montre le modèle de Marmousi dans une topographie, où x représente la distance horizontale et z représente la profondeur.
La figure 5 montre le résultat initial de la migration du faisceau de Kirchhoff du modèle de Marmousi dans la topographie.
La figure 6 montre le nouveau résultat de migration du faisceau de Kirchhoff du modèle de Marmousi dans la topographie.
Modes de réalisation
L'invention va être décrite plus en détail en relation avec les dessins et les modes de réalisation qui suivent.
La Figure 1 montre un schéma opérationnel de la méthode de migration du faisceau de Kirchhoff dans une topographie complexe, et montre une méthode de mise en œuvre de l'invention, dans laquelle la méthode comprend les étapes spécifiques suivantes :
1) de saisie de fichiers de paramètres pertinents, de modèle de vitesse de migration et d'enregistrements sismiques, où les fichiers de paramètres comprennent les points de grille, l'espacement de grilles, la fréquence de référence, la fréquence maximale, la
BE2017/5993 largeur initiale du faisceau, les points d'échantillonnage d'enregistrement sismique, les traces de chaque coup et l'espacement des traces ;
2) de division des enregistrements sismiques de chaque coup en une pluralité de volumes de données de domaines temporels différents avec un centre de fenêtre en tant que noyau en fonction d'une distance
in fmax , puis en décomposant les données en ondes planes, où Vms est la valeur moyenne de la vitesse de migration produite, fmin est la fréquence de référence, et fmax est la fréquence maximale ;
3) d'émission de rayons dans des directions différentes à partir de points de coups, où la plage d'angle d'émission des rayons est comprise entre -60 degrés et +60 degrés, et l'intervalle d'angle d'émission entre deux rayons adjacents est Δρ =
2V avg
et de résolution des équations de tracé de rayons cinématiques par une méthode de
Runge-Kutta pour obtenir l'information sur le rayon central, comme indiqué cidessous :
dx, 2Π —- = v Un, dr dv dx, dans lesquelles Xi représente les coordonnées spatiales, pi représente la lenteur, τ représente le temps de propagation de l'onde sismique, et ν représente la valeur de la vitesse à des points discrets ; après l'obtention des informations aux points discrets sur le rayon, acquisition de l'information des noeuds de grille dans le faisceau par approximation paraxiale, où l'information comprend le temps de parcours et l'amplitude ;
une formule de calcul initiale (comme montré à la Figure 2) pour la largeur de faisceau est w = 2Δασ, où Δα est la différence d'angle des rayons adjacents, V0 est la V0 valeur de la vitesse à la position de depart des rayons, et σ = I Vds est l'intégrale de la
J ray vitesse le long du trajet des rayons, mais une telle méthode de determination de la largeur de faisceau ne permet que difficilement d'atteindre les demandes en couverture de faisceau pour la partie peu profonde du modèle ;
BE2017/5993 de calcul de la largeur du faisceau par une méthode sectionnelle (comme montré à la
Figure 3):
2 ^VÜVg //min 5 2 ftVavg / fmin >2^CI-v— V Cl
2\ασ 2πΥ„ / f. <2Λασ
4) de tracé des rayons à partir du centre de la fenêtre dans des différentes directions, et de calcul de l'information correspondante des noeuds de grille dans le cadre d'un faisceau radial sectionnel pour stocker chaque rayon, où l'information comprend le temps de trajet et l'amplitude ; de même, de calcul de la largeur du faisceau par la méthode sectionnelle à l'étape 3 ;
5) de sélection d'un faisceau à partir du point de coup et du centre de la fenêtre, et de mise en œuvre du calcul de l'imagerie selon la formule :
A (x) Σ ƒd/>S'dPbcA 'D s (L,p = p’s τ') où ls(X) représente la valeur d'imagerie au point x, ps représente la valeur de lenteur des rayons tracés à partir du point de coup, pbc représente les valeurs de lenteur des rayons tracés à partir du centre de la fenêtre, A représente une fonction de poids, et Ds représente un résultat de décomposition d'onde plane locale ; et
6) d'accumulation des résultats d'imagerie de toutes les paires de faisceaux afin d'obtenir les résultats d'imagerie de migration finale.
Le schéma et les effets bénéfiques de l'invention vont être vérifiés par l'intermédiaire du modèle de Marmousi dans une topographie complexe. La figure 4 montre le modèle de vitesse de Marmousi avec 737 nœuds de grille dans la direction horizontale et un espacement de grilles horizontal de 12,5 m, et avec 750 nœuds de grille dans la direction verticale et un espacement de grilles vertical de 4 m. Les enregistrements sismiques sont constitués de 240 coups avec un espacement de 90 m et de 101 traces de réception par coup avec un espacement de 25 m. Le décalage est compris dans la plage de valeurs allant de 0 m à 2500 m avec 800 points d'échantillonnage par trace avec un intervalle d'échantillonnage de 4 ms. La Figure 5 montre le résultat de la migration de faisceau de Kirchhoff avec une formule de calcul conventionnelle de la largeur du faisceau, et la Figure 6 montre le résultat de la migration correspondant à la formule de calcul de la largeur du faisceau radial sectionnel de l'invention. Comme le montre le graphique des résultats de migration, le résultat de migration selon la méthode de l'invention a une plus
BE2017/5993 grande régularité pour ce qui concerne l'énergie de migration dans la surface topographique, un rapport signal/bruit plus élevé, une structure géologique plus claire et la structure de failles avec un cercle blanc peut être clairement identifiée.
La méthode de l'invention est une méthode d'imagerie de données sismiques importante pour une topographie complexe. Compte tenu de la lacune de la formule de calcul de la largeur de faisceau conventionnelle dans le modèle peu profond et de la difficulté de satisfaire aux conditions spéciales dans une topographie complexe, l'introduction d'une méthode de calcul de la largeur de faisceau sectionnel dans une méthode de migration de faisceau de Kirchhoff dans une topographie complexe améliore l'effet d'imagerie de la méthode de migration dans la partie peu profonde du modèle.

Claims (2)

  1. Revendications
    1. Méthode de migration de faisceau de Kirchhoff dans une topographie complexe, caractérisée en ce qu'elle comprend les étapes suivantes :
    étape 1 : de saisie de fichiers de paramètres pertinents, de modèle de vitesse de migration et d'enregistrements sismiques, où les fichiers de paramètres comprennent les points de grille, l'espacement de grilles, la fréquence de référence, la fréquence maximale, la largeur initiale du faisceau, les points d'échantillonnage d'enregistrement sismique, les traces de chaque coup et l'espacement des traces ;
    étape 2 : de division des enregistrements sismiques de chaque coup en une pluralité de volumes de données de domaines temporels différents avec un centre de fenêtre
    Fav en tant que noyau en fonction d'une distance d = , , puis en
    A/2 fmin fmax décomposant les données en ondes planes, où Vms est la valeur moyenne de la vitesse de migration produite, fmin est la fréquence de référence, et fmax est la fréquence maximale ;
    étape 3 : de tracé de rayons à partir de points de coups dans des directions différentes, et de calcul des informations correspondantes des noeuds de grille dans le cadre d'un faisceau radial sectionnel pour stocker chaque rayon, où l'information comprend le temps de trajet et l'amplitude ; de calcul des rayons à partir des points de coups dans des différentes directions, et de résolution des équations de tracé de dxi rayons cinématiques <
    dr dPi v 2 TPi , _ par une méthode de Runge_d 1 d-! dL dxi d v ) dxi
    Kutta pour obtenir l'information sur le rayon, dans lesquelles x, représente les coordonnées spatiales, p, représente la lenteur, τ représente le temps de propagation de l'onde sismique, et ν représente la valeur de la vitesse à des points discrets ; après l'obtention des informations aux points discrets sur le rayon, acquisition de l'information des noeuds de grille dans le faisceau par approximation paraxiale, où l'information comprend le temps de parcours et l'amplitude, de calcul de la largeur du faisceau par une méthode sectionnelle :
    BE2017/5993 2TrVavg !fmin 5 2ffVaVg /fmin >2^ci-v—
  2. 2Δασ 2πΥ„ / f. <2Δασ où Δα est la différence d'angle des rayons adjacents, et σ est l'intégrale de la vitesse le long du trajet des rayons;
    étape 4 : de tracé des rayons à partir du centre de la fenêtre dans des différentes directions, et de calcul de l'information correspondante des noeuds de grille dans le cadre d'un faisceau radial sectionnel pour stocker chaque rayon, où l'information comprend le temps de trajet et l'amplitude ; de même, de calcul de la largeur du faisceau par la méthode sectionnelle à l'étape 3 ;
    étape 5 : de sélection du faisceau à partir des points de coups et du centre de la fenêtre pour le calcul de l'imagerie,
    Is (x) = ΣΙ dP^ dPbcA -D s (L,p = p' ,τ τ' ) où ls(X) représente la valeur d'imagerie au point x, ps représente la valeur de lenteur des rayons tracés à partir du point de coup, pbc représente les valeurs de lenteur des rayons tracés à partir du centre de la fenêtre, A représente une fonction de poids, et Ds représente un résultat de décomposition d'onde plane locale; et étape 6 : d'accumulation des résultats d'imagerie de toutes les paires de faisceaux afin d'obtenir les résultats d'imagerie de migration finale.
    2. Méthode de migration de faisceau de Kirchhoff dans une topographie complexe selon la revendication 1, caractérisé en ce que, à l'étape 3, la plage d'angle d'émission des rayons est comprise entre -60 degrés et +60 degrés, et l'intervalle d'angle d'émission entre deux rayons adjacents est Δρ = min max
    BE2017/5993
    Début
    Ψ
    Saisie de paramètres, de modèles et d'enregistrements sismiques
    Ψ
    Division des enregistrements de coups en une pluralité de centres de faisceaux et de décomposition des données en ondes planes
    Ψ
    Tracé des rayons centraux à partir de la source et calcul de l'information relative
    Ψ
    Tracé des rayons centraux à partir des centres de faisceaux et calcul de l'information relative
    5 ψ
    Migration de toutes les paires de rayons
    Ψ
    Accumulation des résultats de toutes les paires de rayons pour obtenir les résultats finaux
    Ψ
    Présentation des résultats
BE2017/5993A 2017-11-06 2017-12-22 Méthode de migration de faisceau de Kirchhoff dans une topographie complexe BE1025285B1 (fr)

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