CN103140777A - 用于处理地球物理数据的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种对来自地球的勘测区域的勘测的地球物理数据进行处理以提供所述勘测区域的下层地质的表示的方法，该方法包括：输入所述勘测区域的2-D地震数据；使用所述输入的地震数据，产生对所述勘测区域的所述下层地质的多个反射界面加以描述的第一表示；输入所述勘测区域的势场数据；使用所述输入的势场数据，产生对所述勘测区域的所述下层地质的多个密度界面加以描述的第二表示；将所述多个密度界面的所述表示与所述多个反射界面的所述表示相组合，来重新定位所述多个反射界面中的至少一个；并且使用所述组合的第一和第二表示，产生对所述勘测区域的所述下层地质加以描述的最终表示。

Description

用于处理地球物理数据的系统和方法

技术领域

本发明涉及用于处理地球物理数据以提供勘测区域的下层地质的表示的方法、设备和计算机程序代码，地球物理数据例如是来自势场勘测的势场数据。

背景技术

通过测量针对重力勘测的势场数据来执行势场勘测，该势场数据可以包括以下一个或多个：重力计数据(测量重力场)或重力梯度计数据(测量重力场梯度)、向量磁力计数据、真磁梯度计数据以及本领域技术人员公知的其他类型的数据。地球物理势场勘测的共同目的是搜索潜在指示有价值矿床的识别特征。

勘测的备选类型是地震测量，在地震测量中，由典型地间距小的多个地震计监视的源及其反射产生信号。在图1中示出了一种类型的地震测量，图1示出了通过从源S经由3D声阻抗场(impedance)12(也被称作体积V)向至少一个接收器R传播声学或弹性波(线AA’)的2D地震截面的产生。源S与接收器R之间沿着线AA’的中心点标记为CM。波14沿着自源S的所有方向传播，并且从不同声阻抗的区域之间合适的定向界面上的点P反射回。为了清楚起见，在图1中仅示出了一个接收器和一个界面。但是通常有多个接收器和界面。当波通过时接收器记录移动或压力变化。当按照2D(例如沿着线AA’)记录地震数据时，通常假定反射的射线沿着与AA’相交的垂面10行进。这一点通过从源S经由用箭头标记的P行进至接收器R的线来示意。端面上的箭头表示沿着地震线AA’的轴观看到的射线路径。因此，端面上的向下箭头表示从S到P的射线路径，并且向上箭头表示从P到R的射线路径。清楚地，射线路径在地震线的‘平面’内。

已知将由势场勘测产生的勘测与地震勘测结果相结合。例如，在US2003/0060981中，使用势场数据导出参数化的模型。地震数据可以用作再次运行反演处理时的附加约束。可以重复该反演处理，直到势场反向以及地震成像处理的结果收敛到单个解为止，该反演处理之后是地震成像，之后是另一反演处理和地震成像步骤。

对于图1所示的2-D地震勘测，为了使垂面成为反射回到线AA’的射线的排他行进路径，必须布置恒定声阻抗的区域，使得这些区域沿着与AA’正交的方向没有倾斜(即，地下结构中不同材料的层必须水平)。对于地下结构而言通常具有违背这种假定的3D变化。相应地，这种假定通常不正确。在已知现有领域中还没有解决这种不正确的假定，因此申请人已经认识到需要一种改进的勘测技术。

Conocophillips公司的US2003/060981和WO03/023447描述了非线性受约束反演方法，来根据重力和重力张量数据确定盐界面的基层(base)。Conocophillips公司的US2004/172199和WO00/60379描述了对于航空、地面和矿井应用使用泊松方程对重力和重力张量数据进行建模。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种对来自地球的勘测区域的勘测的地球物理数据进行处理以提供所述勘测区域的下层地质的表示的方法，所述方法包括：

输入所述勘测区域的地震数据；

使用所述输入的地震数据，产生对所述勘测区域的所述下层地质的多个反射界面加以描述的第一表示；

输入所述勘测区域的势场数据；

使用所述输入的势场数据，产生对所述勘测区域的所述下层地质的多个密度界面加以描述的第二表示；

将所述多个密度界面的所述表示与所述多个反射界面的所述表示相组合，来重新定位所述多个反射界面中的至少一个；并且

使用所述组合的第一和第二表示，产生对所述勘测区域的所述下层地质加以描述的最终表示。

根据本发明的第二方面，提供了一种对来自地球的勘测区域的勘测的地球物理数据进行处理以提供所述勘测区域的下层地质的三维表示的设备，所述设备包括：

第一输入，输入所述勘测区域的地震数据；

第二输入，输入所述勘测区域的势场数据；以及

处理器，配置为：

使用所述输入的地震数据，产生对所述勘测区域的所述下层地质的多个反射界面加以描述的第一表示；

使用所述输入的势场数据，产生对所述勘测区域的所述下层地质的多个密度界面加以描述的第二表示；

将所述多个密度界面的所述表示与所述多个反射界面的所述表示相组合，来重新定位至少一个所述反射界面；并且

使用所述组合的第一和第二表示，产生对所述勘测区域的所述下层地质加以描述的最终表示。

本发明使得通过包括势场数据来改善经由地震数据的解释导出的初始表示。如以下更详细描述的，地震数据不包括改善解释的必要信息。

以下特征应用于两个方面。

可以通过确定与所述输入地震数据不兼容的至少一个反射界面来组合第一和第二表示。存在多个这样的不兼容反射界面。可以针对所述至少一个不兼容反射界面中的每一个确定可能的反射位置的轨迹(locus)。可以使用任何适合的偏移算子来确定所述轨迹中的每一个，例如

$\frac{(x-x_0)(x-x_0-x_s-x_g)}{{\left(\mathrm{Vt}\right)}^2}+\frac{(y-y_0)(y-y_0-y_s-y_g)+\mathrm{\Δz}(2z_0+\mathrm{\Δz})}{{\left(\mathrm{Vt}\right)}^2-{(x_s-x_g)}^2-{(y_s-y_g)}^2}=0$

其中，Δz＝z-z₀。

V(z)是随着深度z变化的地震速度。

t是从源(位置(x_s，y_s，0))到接收器(位置(x_g，y_g，0))的行进时间，分布点是(x₀，y₀，z₀)，并且

$x\left(p\right)={\∫}_{z_1}^{z_2}\frac{\mathrm{pV}\left(z\right)}{\sqrt{1-p^2{V}^2\left(z\right)}}\mathrm{dz}$

$t\left(p\right)={\∫}_{z_1}^{z_2}\frac{\mathrm{dz}}{V\left(z\right)\sqrt{1-p^2{V}^2\left(z\right)}}$

其中

$p=\frac{\sin \mathrm{\θ}\left(z\right)}{V\left(z\right)}.$

可以确定具有至少一个所述密度界面中的可能反射位置的每一个所述轨迹的相交。这是确定的兼容反射界面与密度界面之间的相交。可以使用被称作Gardner关系的速度和密度之间的经验关系或者使用Gardner关系的修改或者使用任何等同的备选方案来确定兼容性。

其中，存在多个所述不兼容的反射界面，所述反射位置的所述多个轨迹与所述至少一个密度界面之间的所述相交可以是表面。对于表面而并非线，应认识到在用于导出轨迹的构造中存在不确定的固有缺陷。

优选地，所述输入地震数据是2-D地震数据，并且可以沿着线AA’收集。

第一表示可以是包括多个层和所述多个层的多个边界的2-D速度模型，多个层中的每一个具有其关联的速度，多个边界形成所述多个反射界面。如上所述，这样的第一表示通常使用以下假定来确定：沿着线AA’收集的地震数据在线AA’之下的垂面内行进，并因此反射界面位于所述垂面内。然而，实际上，不兼容的反射界面不位于所述平面内，而是偏离了被称作与所述平面偏离的交叉线的距离。然而，所述2-D速度模型示出了线AA’之下的垂面，所述平面外反射界面示为所述2-D速度模型内的界面。因此所述模型内的所述界面的位置不正确。

最终表示可以是所述第一表示的修改版本。其中，所述最终表示是示出了线AA’之下垂面的2-D速度模型，尽管所述反射界面位于该平面之外，但是必须在所述模型内表示所述反射界面。因此所述多个反射界面中的至少一个可以重新定位为，位于所述第二表示的密度界面与线AA’之下的所述垂面之间的相交上。尽管平面外的反射界面仍视为位于模型的2-D平面内，但是这样的修正模型比仅使用地震数据的第一表示更精确。

势场数据可以是重力和/或重力梯度数据。可以从配备一系列地球物理测量设备的舰船或飞行器来进行势场勘测，一系列地球物理测量设备包括一个或多个势场测量仪器，例如，向量重力计、重力梯度、磁力计、磁梯度计、或其他仪器。

第二表示可以是具有多个层的3D密度模型，多个层中的每一个具有其关联的密度。可以使用来自第一表示的约束来产生第二表示。最终表示可以是基于3-D第二表示的下层地质的3-D表示，其中至少一个反射界面重新定位到沿着可能反射界面的所述多个轨迹与所述至少一个密度界面的所述相交表面的线。

上述方法可以用于确定石油、碳氢化合物或其他类似的有价值矿床的位置。

飞行器或舰船可以具备任何系列的附加标准航空地球物理勘测仪器，例如，GPS、DGPS、高度计、纬度测量、压力测量、超光谱扫描仪、电磁测量(EM)、时域电磁系统(TDEM)、向量磁力计、加速度计、重力计、和包括其他势场测量设备的其他设备。

例如，可以根据当时的最佳实践，使用固定或可移动基站中的仪器来校正来自仪器的输出。这样的设备可以包括GPS和磁仪器和高质量陆地重力计。根据任何上述方法收集的数据可以与任何基于地面或基于卫星的勘测数据相结合，来帮助提高分析，这样的数据包括地形、谱、磁或其他数据。

本发明还提供了用于实现上述方法的处理器控制代码，尤其是在如磁盘、CD-ROM或DVD-ROM、编程的存储器(如只读存储器(固件))之类的数据载体上，或在如光或电信号载体之类的数据载体上。用于实现本发明实施例的代码(和/或数据)可以包括以传统编程语言(解释语言或编译语言)(如C)编写的源、对象或可执行代码、或者汇编代码、用于建立或控制ASIC(专用集成电路)或FPGA(现场可编程门阵列)的代码、或硬件描述语言(如Verilog(商标)或VHDL(极高速集成电路硬件描述语言))的代码。本领域技术人员将认识到，这种代码和/或数据可以分布在互相通信的多个耦合组件之间，例如分布在网络上。

附图说明

现在参照附图，仅通过示例来进一步描述本发明的这些和其他方面，在附图中：

图1是经由3D声阻抗场行进的“平面内”反射射线路径的示意图；

图2是经由3D声阻抗场行进的“平面外”反射射线路径的示意图；

图3是用于改进地震勘测的方法的流程图；

图4a和4b是图2(即，成像平面)的3D声阻抗场的端面的两个示意图，图2示出了在2d地震区域(x＝0)外部行进的射线；

图5是示出了由地震数据和势场数据产生的表示的组合的示意图；

图6是用于进行勘测的舰船的示意图。

具体实施方式

如上所述参照图1，为了使垂面成为反射回到线AA’的射线的排他行进路径，必须布置恒定声阻抗的区域，使得这些区域沿着与AA’正交的方向没有倾斜。然而，并不始终是这种情况。图2示出了在2D地震截面AA’上出现的“平面外”事件的相干反射。如果使用以下假定对这样反射进行建模：事件(即，反射表面)在平面内，则该事件通常是定位错误的。相应地，从这些事件导出的地震速度可能是不切实际的值。这是因为使得地震记录缩减到截面的几何构造具有其中实现的‘平面内’假定。

在图3的流程图中示出了用于提高地震事件的估计的处理；地震事件是使用地震勘测检测的反射。在步骤S200，获取要勘测区域的2-D地震数据。还获取相同区域的势场数据(步骤S204)。势场数据可以包括电磁数据、磁数据、重力数据和/或重力梯度数据。然后在步骤S204处，从地震数据中识别定位错误的地震事件。这可以通过识别不符合地震数据产生的模型的反射来进行。可以存在要重新定位的多个地震事件。在步骤S206处，如以下更详细描述，绘制表示反射界面的反射段轨迹。

再次参照图2，如果在3D声阻抗场12中已知声学或声学弹性速度，则能够对横穿源S与接收器R之间的‘平面外’迹线的能量射线路径进行近似。由从源S经由用箭头标记的P’行进到接收器R的线来示意平面外射线路径24。在点PP’之间指示可能反射点的轨迹(即，反射段轨迹)。轨迹PP’位于用虚线标记的曲面上。点P位于与直接在中心点CM下面2D地震截面AA’的相交的垂面10中。点P’位于与垂面10平行的平面内，两个平面之间的垂直距离标记为“O”。该距离被称作反射点偏移。

在最简单构造中，通过选择与源和接收器之间的CMP位置中间位置相对应的1D速度函数来简化速度场。射线路径24行进到与垂面偏移距离O的点P’，垂面与剖面AA’相交。使用沿着交叉线方向布置的2D迁移算法来构造可能的反射点F集合。可能的反射点26之一位于与点P’相同的平面中，该平面与垂面10平行。端面上的箭头表示沿地震线AA’的轴观看的射线路径。因此，端面上的向下箭头表示从S到P’的射线路径，以及向上箭头表示从P’到R的射线路径。清楚地，射线路径在地震线的‘平面外’。

图4a和4b示出了根据地震数据产生并且与图2中的体积V的端面视图相对应的两个不同的简单地质模型。该模型是与2D地震截面AA’平面垂直的平面中的地质组成的成像平面。图4a和4b绘制了与深度(z轴)偏移的反射点偏移(x轴)。反射点偏移也被称作交叉线差(即，从图2的垂直距离“O”)。图2的2D地震线AA’由y轴表示(与图的平面垂直)，其中x＝0。一般水平线30表示对于开始于(0，0，0)的射线路径24的地震界面(或被称作事件)。虚线表示分布点(x₀，0，z₀)的迁移运算符(migration operator)，其中源和接收器位置由(0，0，0)定义。

遵照Snell定律(Sheriff和Geldart，1995)跟踪射线路径24。

射线路径由方程1定义，并且行进时间由方程2定义。

$x\left(p\right)={\∫}_{z_1}^{z_2}\frac{\mathrm{pV}\left(z\right)}{\sqrt{1-p^2{V}^2\left(z\right)}}\mathrm{dz}$ (方程1)

$t\left(p\right)={\∫}_{z_1}^{z_2}\frac{\mathrm{dz}}{V\left(z\right)\sqrt{1-p^2{V}^2\left(z\right)}}$ (方程2)

其中，

并且V(z)是随着深度z变化的地震速度。

方程3定义考虑了分布点(x₀，y₀，z₀)、源位置(x_s，y_s，0)、接收器位置(x_g，y_g，0)和恒定速度模型的迁移运算符(Hu，2000；Schusterand和Hu，2000)的分析近似：

$\frac{(x-x_0)(x-x_0-x_s-x_g)}{{\left(\mathrm{Vt}\right)}^2}+\frac{(y-y_0)(y-y_0-y_s-y_g)+\mathrm{\Δz}(2z_0+\mathrm{\Δz})}{{\left(\mathrm{Vt}\right)}^2-{(x_s-x_g)}^2-{(y_s-y_g)}^2}=0$

方程(3)

其中，Δz＝z-z₀

V是模型的速度，t是从源到接收器的行进时间。

由于方程3使用恒定速度的假定，因此，使用从源到接收器的RMS速度来计算图4a和4b上的虚曲线。

存在可以用于产生反射点轨迹的许多其他不同迁移运算符。

图4a示出了其中所有界面30是水平并且在每个界面之间具有恒定地震速度的最简单模型。通过比较，图4b示出了在叠加速度场中具有已知可变性的更复杂几何形状。通过示出具有空间变化的最深界面来示出可变性。图4a和4b均示出了当沿着地震线AA’的轴观看时体积的端面中的射线路径和界面(即，示出了2-D反射界面的初始表示)。在图4a中，已经确定了深度200、300和450m处的界面，并且下个步骤是使用反射点轨迹确定700m处的界面。在图4b中，已经确定的了深度300、500和600m处的界面。通过反射点轨迹确定900m处的界面。

该2-D几何构造获得正态分布到与AA’相交的垂面的似乎可能反射点集合。在没有附加约束的情况下，不能仅根据地震数据进一步精确估计反射器位置。

再次参照图3，下个步骤S208是使用势场数据确定勘探区域的密度结构。可以按照相同方式使用所有不同类型的数据，只要至少局部地导出按照数据收集的速度场和材料属性之间的关系。该关系可以沿着AA’局部一致、在整个勘测期间一致，或者在更大空间比例上一致。可以通过以下任一个操作来构造体积V中的密度结构：交互式、迭代建模和计算的模型重力响应与所观察的值的比较，或者对允许适合的约束的情况下的重力观察反演。在WO2009/092992、WO2009/016348、WO2008/117081、WO2008/93139、WO2007/085875和WO2007/012895中教导了本发明人开发的具体用于处理重力梯度数据的处理技术。这些申请通过引用合并于此。

在步骤S210，可以将反射段集合与从体积V上获取的重力或重力梯度勘测的解释中导出的密度界面集合相结合。给定声学阻抗I是速度V和密度ρ的乘积，则反射界面意味着存在声阻抗对比：

I-v_iρ_i  (方程4)

可能地，密度界面、速度界面以及由此阻抗对比由于观察到以及Gardner的关系中记录的速度和密度的经验关系而位于相同位置：

ρ＝0.31v^0.2  (方程5)

如图5所示，与两个模型相交的这两个界面集合可兼容，并因此会引起改进的反射点位置估计。图5示出了作为从重力或重力梯度场解释中导出的界面的表面S。表面S在线R^|-R^||上与成像平面M(这是例如在图4a或4b中示出的平面)相交。

成像平面M具有速度模型，速度模型具有四个层，每个层具有不同的层速度v₁，v₂，v₃，v₄。速度v_n与在重力或重力梯度解释中使用的密度ρ_n兼容。上面两层之间的界面是水平的，而其他界面更复杂。F-F^|是线A-A^|上公共中点位置CM的可能反射位置的轨迹。如上所述，使用位置CM处的速度模型根据地震数据计算该轨迹。

存在要考虑的多个界面，并因此存在多个中点位置和多个轨迹。对于沿着A-A^|的所有公共中点位置，表面G是表面S与多个轨迹F-F^|之间的相交。对于表面而不是线段，应认识到在用于导出轨迹F-F^|和重力或重力梯度的解释的射线路径构造中存在不确定的固有缺陷。

线I-I^|是使用假定平面内反射的标准2-D地震技术而确定的2D地震截面上的反射事件的位置。然而，使用地震数据和势场建模的组合，反射事件实际上在表面G中。输出可以采用位于解释器所创建的表面上的真实反射位置的3D曲线形式，即，表面G的曲线。这样的输出方法适合真实势场的解释方法，例如WO2009/092992、WO2009/016348、WO2008/117081、WO2008/93139、WO2007/085875和WO2007/012895中教导的那些方法。备选地，可以存在2D输出，示出了地震截面平面内界面的真实位置。这在图5中由线R-R^|示意，线R-R^|是与包含A-A^|的垂面和表面S的相交相对应的重新定位事件。线R-R^|与地震事件不一致。这样的输出方法是传送返回地震实践的结果的方式。这两种方法是输出信息的重要方法。

参照图3，如可选步骤S214处所示，当使用反演技术时，可以向反演算法添加‘平面内’地震数据和反射段轨迹，以提供约束。在公开文献中也描述了受约束的势场数据反演，例如，在Dobrin和Savit(1988)，P626-632中包含的描述和目录以及Blakely(1996)chapter10给出的描述。在该上下文中，约束是指防止非线性反演方案从被分类为受约束的界面上的点集合移动。传统上，对反演给出‘线约束’或‘点约束’，在‘线约束’中，界面的位置由地震数据定义，在‘点约束’中位置由钻井测量定义。在所提出的方案中，提供可能的界面位置集合，以及允许定位表面的反演以与该集合相交。该位置集合对应于图4a和4b中所示地震线上每个位置的轨迹。

所采用的反演方案(步骤S208和/或步骤S212)可以是针对界面位置的非线性反演求解，根据观察的重力场测量和计算的重力场测量之间的差，使用分析函数集合来计算界面的更新位置。备选地，反演可以是随机反演，根据与输入模型有关的变型集合创建界面的可能位置的概率图，输入模型的正向计算响应与观察可比较。

也可以使用文献(′Dip Angle determination of fault planes fromGravity data′by E.M Abdelrahman等人，PAGEOPH，Vol130，No4(1989))中给出的分析函数来预测意在输入地震速度和重力梯度图并输出反射位置的简要‘1D’反演。这里，本发明针对上述界面的所有材料假定1D(即，界面均是水平的，速度在横向是恒定的)，并且对反射轨迹的正切和根据重力最小值和重力最大值之间的差和最大值和最小值的分离所计算的倾角的等式求解。

可以使用层向下方法对多个反射界面建模。因此如图3所示，在步骤S216，确定是否已经检测到任何额外反射界面，如果是，则重复步骤S206到结束，直到输出结果为止。最后的输出是对地震截面上反射点(事件的源)的定位的改进。该改进可以表示为反射点的交叉线位移。仅从2D地震数据不可获得该信息。

现在参照图6，图6示出了进行势场勘测以获得根据如上所述的方法进行处理的数据的航空器10的示例。如上所述，勘测也可以是海上勘测，其中航空器可以由船代替。用于进行勘查的航空器10或其他舰船包括在其上安装了重力梯度计14(和/或矢量磁力计)的惯性平台12。重力梯度计14将势场勘测数据提供给数据采集系统16。惯性平台12配备有惯性测量单元(IMU)18，该惯性测量单元18也将数据提供给数据采集系统16，典型包括姿态数据(例如，倾斜、滚动和偏航数据)、角速率和角加速度数据、以及航空器加速度数据。航空器还配备有差分GPS系统20和LIDAR系统22或类似装置，以提供与航空器在下层地形上的高度有关的数据。优选地，从(D)GPS，可选地为了精确与IMU组合的活动位置和时间数据。

航空器10也可以配备其他仪器24，如磁力计、TDEM(时域电磁系统)系统和/或超光谱成像系统，再次馈入数据采集系统。数据采集系统16也具有来自一般航空器仪器26的输入，该一般航空器仪器26可以包括例如高度计、航空和/或地面速度数据等。例如，数据采集系统16可以提供一些初始数据预处理，以便针对航空器运动校正LIDAR数据，和/或将来自IMU18和DGPS20的数据进行组合。数据采集系统16也可以配备有通信链路16a和/或非易失性存储器16b，从而能够存储所采集的势场和位置数据以用于以后的处理。也可以提供网络接口(未示出)。

一般(但不必须)离线执行数据处理以产生势场勘测的地图数据，有时在不同的国家收集勘测数据。如图所示，数据处理系统50包括处理器52，该处理器52耦合至代码和数据存储器54、输入/输出系统56(例如，包括针对网络和/或存储介质和/或其他通信的接口)以及包括例如键盘和/或鼠标的用户接口58。可以在可拆卸存储介质60上提供存储在存储器54中的代码和/或数据。在操作中，数据包括从势场勘测中采集的数据，代码包括根据以下描述的过程对该数据进行处理以产生地图数据的代码。

在本说明书中，是指航空勘测，更具体地是指重力梯度勘测，然而，本发明描述的技术不限于这些类型的勘测，并且可以应用于包括其他势场勘测的其他勘测。势场数据包括但不限于，梯度计数据、重力梯度计数据、向量磁力计数据和真磁梯度计数据。这样的数据由一系列关系在数学上表征，这些关系管理标量如何根据空间而变化，以及不同类型的测量如何相关。对仪器的选择简化到仪器测量具有最大信噪比的期望量。可以根据标量导出势场的元素和表示。

对于重力，相关势能是重力标量势Φ(r)，定义为

$\mathrm{\Φ}\left(r\right)=\∫\∫\∫\frac{\mathrm{G\ρ}\left(r^{\′}\right)}{|r-r^{\′}|}{d}^3{r}^{\′}$

其中，r、ρ(r′)、G分别是重力场测量的位置、位置r’处的质量密度、以及重力常数。重力(所体验到的重力场)是标量势的空间导数。重力是方向已知(重力向下作用)的矢量。对于任何所选的Cartesian坐标系统，通过三个分量来表示重力：

$g=(g_x,g_y,g_z)=(\frac{\∂\mathrm{\Φ}\left(r\right)}{\∂x},\frac{\∂\mathrm{\Φ}\left(r\right)}{\∂y},\frac{\∂\mathrm{\Φ}\left(r\right)}{\∂z})$

对于这三个分量，每个分量沿三个方向中的每个方向而改变，因而产生了九个量，形成了重力梯度张量：

$G=\left(\begin{array}{ccc}{G}_{\mathrm{xx}}& G_{\mathrm{xy}}& G_{\mathrm{xz}}\\ G_{\mathrm{yx}}& G_{\mathrm{yy}}& G_{\mathrm{yz}}\\ G_{\mathrm{zx}}& G_{\mathrm{zy}}& G_{\mathrm{zz}}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{ccc}\frac{\∂}{\∂x}\frac{\∂\mathrm{\Φ}\left(r\right)}{\∂x}& \frac{\∂}{\∂x}\frac{\∂\mathrm{\Φ}\left(r\right)}{\∂y}& \frac{\∂}{\∂x}\frac{\∂\mathrm{\Φ}\left(r\right)}{\∂z}\\ \frac{\∂}{\∂y}\frac{\∂\mathrm{\Φ}\left(r\right)}{\∂x}& \frac{\∂}{\∂y}\frac{\∂\mathrm{\Φ}\left(r\right)}{\∂y}& \frac{\∂}{\∂y}\frac{\∂\mathrm{\Φ}\left(r\right)}{\∂\mathrm{zx\Φ}}\\ \frac{\∂}{\∂z}\frac{\∂\mathrm{\Φ}\left(r\right)}{\∂x}& \frac{\∂}{\∂z}\frac{\∂\mathrm{\Φ}\left(r\right)}{\∂y}& \frac{\∂}{\∂z}\frac{\∂\mathrm{\Φ}\left(r\right)}{\∂z}\end{array}\right)$

还建立势场的数学理论-基本方程和关系遵循对标量势函数、其导数、其傅立叶变换和其它数学量的属性的分析。

图1和2中示意的1D构造假定，与地震线正交的速度场是在源和接收器点之间的整个体积V上是恒定的。在这种情况下，能够适应分析方程1、2和3来构造反射段的轨迹。作为备选方案，可以构造方程3的弯曲射线公式化，其中反射界面的倾角超过30度。

在反射之前可获得对射线穿过的体积V的一部分中速度场的更好估计可用(例如，根据重力或重力梯度数据的初步反演)的情况下，可以使用穿过模型行进的射线来构造轨迹。

毫无疑问，技术人员将想到许多其他有效备选方案。将理解，本发明不限于所描述的实施例，并且包括落入所附权利要求的精神和范围内的、对于本领域技术人员而言显而易见的修改。

Claims (11)

1.一种对来自地球的勘测区域的勘测的地球物理数据进行处理以提供所述勘测区域的下层地质的表示的方法，所述方法包括：

输入所述勘测区域的2-D地震数据；

使用所述输入的地震数据，产生对所述勘测区域的所述下层地质的多个反射界面加以描述的第一表示；

输入所述勘测区域的势场数据；

使用所述输入的势场数据，产生对所述勘测区域的所述下层地质的多个密度界面加以描述的第二表示；

将所述多个密度界面的所述表示与所述多个反射界面的所述表示相组合，来重新定位所述多个反射界面中的至少一个；并且

使用所述组合的第一和第二表示，产生对所述勘测区域的所述下层地质加以描述的最终表示。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述组合包括：确定与所述输入地震数据不兼容的至少一个反射界面，并且确定所述至少一个不兼容反射界面的可能反射位置的轨迹。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述组合步骤包括：确定可能反射位置的所述轨迹与至少一个所述密度界面的相交，并且参照所述相交重新定位所述至少一个不兼容反射界面。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述组合包括：确定与所述输入数据不兼容的多个反射界面，确定所述多个不兼容反射界面中的每一个的可能反射位置的轨迹，其中可能反射位置的所述多个轨迹与所述至少一个密度界面的相交是表面。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括：输入沿着线A-A^|收集的地震数据，并且产生第一表示作为2-D速度模型，所述2-D速度模型包括多个层和所述多个层之间形成所述多个反射界面的多个边界，每个层具有与其关联的速度，其中，重新定位的所述多个反射界面中的至少一个不位于线A-A^|之下的垂面中。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，最终表示是所述第一表示的修改版本，其中，在2-D速度模型内所述多个反射界面中的至少一个已被重新定位至位于所述第二表示的密度界面与线A-A^|之下垂面之间的相交上。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，势场数据是重力和/或重力梯度数据。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，第二表示是具有多个层的3-D密度模型，每个层具有与其关联的密度。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，第二表示是使用来自所述第一表示的约束产生的。

10.一种载体，承载当运行在处理器上时实现前述权利要求中任一项所述的方法的处理器控制代码。

11.一种对来自地球的勘测区域的勘测的地球物理数据进行处理以提供所述勘测区域的下层地质的三维表示的设备，所述设备包括：

第一输入，输入所述勘测区域的地震数据；

第二输入，输入所述勘测区域的势场数据；以及

处理器，配置为：

使用所述输入的地震数据，产生对所述勘测区域的所述下层地质的多个反射界面加以描述的第一表示；

使用所述输入的势场数据，产生对所述勘测区域的所述下层地质的多个密度界面加以描述的第二表示；

将所述多个密度界面的所述表示与所述多个反射界面的所述表示相组合，来重新定位至少一个所述反射界面；并且

使用所述组合的第一和第二表示，产生对所述勘测区域的所述下层地质加以描述的最终表示。

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