CN104704393A - 用于产生地下目标的局部图像的系统和方法 - Google Patents

Abstract

对于感兴趣的地质体内的已经从其中采集了地震信息的目标产生全波场图像。所述图像通过生成用于从目标处或目标附近处的地点传播到表面的波场的格林函数来生成，而不需要对感兴趣的整个地质体成像。

Description

用于产生地下目标的局部图像的系统和方法

技术领域

本公开涉及产生感兴趣的地质体的一部分的全波场图像。

背景技术

地质地球结构的地震建模提供用于石油和矿物资源的开采的信息。此类建模可被用以确定不同地震采集和/或成像方案对于感兴趣的地下目标处的最终图像的可解释性和/或地震照明的效果。

已知许多采集和成像方案。此类方案倾向于在计算资源(例如，处理、存储等)方面是代价高的，或者倾向于提供关于地震照明和/或可解释性的边际结果。

发明内容

本公开的一个方面涉及产生感兴趣的地质体的一部分的局部图像的计算机实施的方法。所述方法包括获得感兴趣的地质体的地球模型，所述地球模型已经基于在根据一个或多个采集参数执行的一个或多个地震测量期间采集的地震数据生成；获得感兴趣的地质体中的源地点，其中所述感兴趣的地质体中的源地点的位置基于所述感兴趣的地质体中的要为其生成局部图像的一部分在所述感兴趣的地质体中的位置；获得所述感兴趣的地质体中或上的一组接收器地点和地震源地点，其中所述接收器地点和地震源地点的位置从所述源地点朝向所述感兴趣的地质体的表面；对地球模型模型执行合成所述源地点处的地震源的合成地震采集；从所述合成地震采集的结果确定第一组格林函数，所述第一组格林函数描述从所述源地点传播到所述组接收器地点和所述地震源地点的所述地震波场。

本公开的另一方面涉及被配置成产生所述感兴趣的地质体的一部分的局部图像的系统。所述系统包括被配置成执行计算机程序模块的一个或多个处理器。所述计算机程序模块包括地球模型模块、源地点模块、测量地点模块、合成地震模块、以及格林函数模块。所述地球模型模块被配置成获得所述感兴趣的地质体的地球模型，所述地球模型已经基于在根据一个或多个采集参数执行的一个或多个地震测量期间采集的地震数据生成。所述源地点模块被配置成获得感兴趣的地质体中的源地点，其中所述感兴趣的地质体中的源地点的位置基于所述感兴趣的地质体中的要为其生成局部图像的一部分在所述感兴趣的地质体中的位置。所述测量地点模块被配置成获得所述感兴趣的地质体中或上的一组接收器地点和地震源地点，其中所述接收器地点和地震源地点的位置从所述源地点朝向所述感兴趣的地质体的表面。所述合成地震模块被配置成对地球模型执行合成所述源地点处的地震源的合成地震采集。所述格林函数模块被配置成从所述合成地震采集的结果确定第一组格林函数，所述第一组格林函数描述从所述源地点传播到所述组接收器地点和所述地震源地点的所述地震波场。

本公开的还有的另一个方面涉及存储有被配置成使得一个或多个处理器执行产生感兴趣的地质体的一部分的局部图像的方法的计算机可读指令的非暂时性电子存储介质。所述方法包括获得感兴趣的地质体的地球模型，所述地球模型已经基于在根据一个或多个采集参数执行的一个或多个地震测量期间采集的地震数据生成；获得感兴趣的地质体的源地点，其中所述感兴趣的地质体中的源地点的位置基于所述感兴趣的地质体中的要为其生成局部图像的一部分在所述感兴趣的地质体中的位置；获得所述感兴趣的地质体中或上的一组接收器地点和地震源地点，其中所述接收器地点和地震源地点的位置从所述源地点朝向所述感兴趣的地质体的表面；对地球模型执行合成所述源地点处的地震源的合成地震采集；从所述合成地震采集的结果确定第一组格林函数，所述第一组格林函数描述从所述源地点传播到所述组接收器地点和所述地震源地点的所述地震波场。

本文公开的方法和/或系统的这些和其他目标、特征、和特性，以及操作的方法和结构和部分组合的相关元件的功能和制造经济，在参考形附图并考虑下述描述和附加权利要求后都将变得清晰，所述附图形成了本说明书的一部分，其中相同的标号指代不同图中对应的部分。然而，很易明白所述附图仅用于说明和描述目的并且不旨在作为限制本发明的定义。如在本说明书和权利要求中使用的，除非上下文另外清晰规定，单数形式的“一”，“一个”和“所述”都包括复数形式。

附图说明

图1示出了产生感兴趣的地质体的一部分的局部图像的方法；

图2示出了从源地点穿过感兴趣的地质体到表面的一组轨迹；

图3示出了生成感兴趣的地质体的一部分的图像的方法；

图4示出了被配置成产生感兴趣的地质体的一部分的局部图像的系统。

具体实施方式

图1示出了产生感兴趣的地质体的一部分的局部图像的方法10。方法10便于使用全地震波场产生所述感兴趣的地质体的局部图像，而与传统技术相比其所需的计算资源呈指数下降。所述局部图像可针对所述体的特定部分而不是针对整个体，但是这可以通过与实施全地震波场的感兴趣的地质体的全图像相比局部图像的显著降低的成本来补偿。

在操作12处，获得所述感兴趣的地质体的地球模型。所述地球模型依赖于在一个或多个地震测量期间采集的地震数据。所述一个或多个地震测量可以已经根据一个或多个采集参数执行。所述采集参数可以包括，例如，一个或多个地震源地点、一个或多个地震接收器地点、地震波长、地震幅度、和/或其他参数。获得所述地球模型可以包括如下的一个或多个：从所述地震数据和/或其他信息确定所述地球模型，存取存储的地球模型，经网络接收地球模型，通过用户接口接收地球模型，和/或以其他方式获得地球模型。

在操作14处，识别要被成像的感兴趣的地质体的一部分。所述感兴趣的地质体的一部分可以基于通过用户接口接收到的输入来指定(例如，用户感兴趣的部分)。所述部分的体积、面积、维度、和/或其他尺寸特性可以基于采集参数(例如，地震波长)确定。例如，所述感兴趣的地质体的一部分可以是若干波长的宽度。可以对此维度有约束，因为所描述的用于获得所述感兴趣的地质体的一部分的图像的技术的精度和/或分辨率被限制为几个(例如，大约3-4)波长。虽然所述感兴趣的地质体的已为其获得图像的一部分的尺寸可以小于整个感兴趣的地质体，但是在计算资源(例如，处理、存储等)方面获得所述图像的成本也低于典型的基于波场的成像技术。

在操作16处，获得所述感兴趣的地质体中的源地点。所述源地点基于在操作14处识别的所述部分。所述源地点可以在操作14处识别的所述部分处或其附近。例如，所述源地点可以在离表面最远处的部分的边界处或其附近。获得所述源地点可以包括如下的一个或多个：基于操作14处识别的所述部分确定源地点，经网络接收源地点，通过用户接口从用户接收源地点，存取存储的源地点，和/或以其他方式获得源地点。

在操作18处，获得在所述感兴趣的地质体的地震测量中显著的感兴趣的地质体上或中的一组地点。这些地点可以包括一组接收器地点、一个或多个地震源地点、和/或其他地点。所述组接收器地点可以对应于由与操作12处获得的地球模型相关联的采集参数指定的接收器地点。例如，在操作18处获得的所述组接收器地点可以与用于收集生成地球模型的地震数据的一组接收器地点相同或相似。获得所述组接收器地点可以包括如下的一个或多个：确定一组接收器地点(例如，基于所述地震数据的采集参数)，经网络接收一组接收器地点，存取一组存储的接收器地点，通过用户接口接收一组接收器地点，和/或以其他方式获得一组接收器地点。

在操作20处，对地球模型执行合成地震采集。所述合成地震采集合成布置在所述源地点处的地震源，以及布置在所述组接收器地点处的地震接收器。所述合成地震采集的结果包括在所述接收器地点处捕获的合成地震数据。所述合成地震采集可以便于对与从所述源地点传播到原始地震采集的地震源地点的地震能量有关的地震信息的采集。

在操作22处，确定格林函数，所述格林函数描述在合成地震采集期间从源地点传播的合成地震波场。这可以包括用于从所述源地点行进到所述组接收器地点、到所述地震源地点、和/或其他地点的轨迹的格林函数。所述格林函数可以包括从操作12处获得的地球模型确定的第一组格林函数，和/或从具有(可能)较低准确性的速度场的地球模型确定的第二组格林函数。所述第二组格林函数可以代表对所述感兴趣的地质体的一部分的了解的不确定性。

作为说明，图2包括对从与操作20(图1示出)类似或相同的操作中获得的地震轨迹的描绘。在图2中，合成源位于源地点24。图2描绘了从源地点24到接收器地点26和从源地点24到地震源地点28的轨迹。如图2中可见，为其获得格林函数和/或轨迹的源地点24的周围区域可以稍微被限制。然而，图2还示出了可以便于在源地点24处或附近的感兴趣的地质体的特定部分的图像生成的方法10可以如何通过不确定和/或不考虑在此区域外的地震响应来增加效率。

返回图1，在操作30处，从操作22处生成的格林函数确定所述感兴趣的地质体的特定部分的局部图像。

在操作32处，将操作30处生成的局部图像分析成与对所述局部图像的采集效果相关的信息，与对所述局部图像的感兴趣的地质体的速度模型的效果相关的信息，与所述局部图像中的阴影区域相关的信息，和/或其他信息。与对所述局部图像的采集效果相关的所述信息可以包括对采集效果的灵敏度，和/或其他信息。与感兴趣的地质体的速度模型的效果相关的所述信息可以包括对速度模型中的不确定性的灵敏度，和/或其他信息。与所述局部图像中的阴影区域相关的所述信息可以包括用于在所生成图像中存在的一个或多个不可缩减的阴影区域的地点、形状、和/或其他信息。

图3示出了生成感兴趣的地质体的一部分的局部图像的方法40。在某些实施方式中，方法40可以被实施为方法10(图1示出并且在此描述)中的操作32。所述局部图像基于描述源地点与一组接收器地点(和/或地震源地点)之间的波场的格林函数来生成。

在操作42处，格林函数中对应轨迹对被识别和关联。这可以包括从第一组轨迹和第二组轨迹中识别和关联对应的轨迹对。

在操作44处，将关联的源轨迹对(从所述源地点到所述地震源地点的轨迹)与关联的接收器轨迹对(从所述源地点到所述组接收器地点的轨迹)卷积。此卷积基于原始地震采集的采集参数执行，以便对应于在原始采集期间的接收器和地震源地点的接收器轨迹和源轨迹被卷积，其中具有恰当的相延迟。在此卷积期间，可以使用射线追踪以支持在与特定地震源或接收器地点相关联的图像子体积内提供局部波向。

在操作46处，卷积的轨迹(和/或他们关联的图像)被聚合以生成所述感兴趣的地质体的一部分的图像。

依赖于哪些格林函数被关联，产生各种信息片段。将代表准确的速度场的格林函数与代表假定的但不准确的速度场的格林函数关联，并且接着卷积所述源与接收器端上的这些关联，那么可以知晓对速度误差的灵敏度。同样地，通过排外地但是仅针对源和接收器的子集将准确的速度格林函数关联，那么可以知道对采集变化的灵敏度。此外，通过排外地针对全部源和接收器地点空间将准确的速度格林函数关联，那么可以知道不可缩减的阴影区域在成像过程中的作用。

本文提出的方法10(图1中)和方法40(图3中)的操作旨在说明。在某些实施例中，方法10和/或40可以用未描述的一个或多个额外操作，和/或不用所讨论的操作的一个或多个完成。另外，本文所述的图1和/或图4中所示的方法10和/或40的操作中的顺序不旨在作为限制。

在某些实施方式中，方法10和/或40可以被实施在一个或多个处理设备中(例如，数字处理器、模拟处理器、设计成处理信息的数字电路、设计成处理信息的模拟电路、状态机、和/或用于电子处理信息的其他机构)。所述一个或多个处理设备可以包括响应于电子地存储在电子存储介质上的指令执行方法10和/或40的全部操作或某些操作的一个或多个设备。所述一个或多个处理设备可以包括通过硬件、固件、和/或软件被配置成要被特定设计用于执行方法10和/或40的一个或多个操作的一个或多个设备。

图4示出了被配置成产生感兴趣的地质体的一部分的局部图像的系统50。在某些实施方式中，系统50可被配置成执行本文描述的和图1和/或3中示出的方法10和/或40的全部操作或某些操作。如图4中所示，系统50可以包括如下的一个或多个：至少一个处理器52、电子存储器54、和/或其他组件。

处理器52被配置成执行一个或多个计算机程序模块。所述计算机程序模块包括如下的一个或多个：地球模型模块56、源地点模块58、测量地点模块60、合成地震模块62、格林函数模块64、图像模块66、灵敏度模块68、和/或其他模块。

地球模型模块56被配置成获得感兴趣的地质体的地球模型。所述地球模型已经基于在根据一个或多个采集参数执行的一个或多个地震测量期间采集的地震数据生成。在某些实施方式中，地球模型模块被配置成提供与方法10(在本文描述并且在图1中示出)的操作12相关联的某些或全部功能。

源地点模块58被配置成获得所述感兴趣的地质体中的源地点。所述源地点的位置基于要为其生成局部图像的所述感兴趣的地质体的一部分的位置。在某些实施方式中，源地点模块被配置成提供与方法10(在本文描述并且在图1中示出)的操作14和/或16相关联的某些或全部功能。

测量地点模块60被配置成获得在所述感兴趣的地质体的地震测量中显著的感兴趣的地质体上或中的地点。此类地点可以包括一组接收器地点、一个或多个地震源地点、和/或其他地点。在某些实施方式中，测量地点模块60被配置成提供与方法10(在本文描述并且在图1中示出)的操作18相关联的某些或全部功能。

合成地震模块62被配置成对地球模型执行合成地震采集，其合成所述源地点处的地震源和在所述组接收器地点和/或地震源地点处的地震接收器。在某些实施方式中，合成地震模块64被配置成提供与方法10(在本文描述并且在图1中示出)的操作20相关联的某些或全部功能。

格林函数模块64被配置成从由合成地震模块62执行的合成地震确定格林函数，所述格林函数用于所述源地点与所述组接收器地点和/或所述地震源地点之间的波场。这可以包括确定从操作12处获得的地球模型确定的第一组格林函数，和/或从具有(可能)较低准确性的速度场的地球模型确定的第二组格林函数。在某些实施例中，格林函数模块64被配置成提供与方法10(在本文描述并且在图1中示出)的操作22相关联的某些或全部功能。

图像模块66被配置成生成与所述源地点对应的感兴趣的地质体的一部分的图像。所述图像从由格林函数模块64确定的格林函数生成。在某些实施方式中，图像模块66被配置成提供与方法10(在本文描述并且在图1中示出)的操作30相关联的某些或全部功能。这可以包括与方法40(在本文描述并且在图3中示出)相关联的某些或全部功能。

灵敏度模块68被配置成提供与对所生成的图像的一个或多个采集效果相关的信息，与感兴趣的地质体的速度模型对所述图像的效果相关的信息，或者与所述图像中的阴影区域相关的信息。在某些实施方式中，灵敏度模块68被配置成提供与方法10(在本文描述并且在图1中示出)的操作32相关联的某些或全部功能。

处理器52被配置成在系统50中提供信息处理能力。因而，处理器52可以包括如下的一个或多个：数字处理器、模拟处理器、设计成处理信息的数字电路、设计成处理信息的模拟电路、状态机、和/或用于电子处理信息的其他机构。尽管图4中示出的处理器52是单个实体，但这仅用于说明目的。在某些实施方式中，处理器52可以包括多个处理单元。这些处理单元可以物理地位于相同设备内，或者处理器52可以代表多个协同操作的设备的处理功能。处理器52可以被配置成由软件；硬件；固件；软件、硬件、和/或固件的某些组合；和/或用于配置处理器52上的处理能力的其他机构来执行模块56、58、60、62、64、和/或66。

应当理解，尽管模块56、58、60、62、64、66和/或68在图4示出为共同位于单个处理单元内，但是在处理器52包括多个处理单元的实施方式中，模块56、58、60、62、64、66和/或68的一个或多个可以与其他模块远离放置。以下描述的由不同模块56、58、60、62、64、66和/或68提供的功能的描述是用于说明目的，并且不旨在作为限制，由于任意的模块56、58、60、62、64、66和/或68可以提供比描述的功能更多或更少的功能。例如，可以消除模块56、58、60、62、64、66和/或68的一个或多个，并且其某些或全部功能可以由模块56、58、60、62、64、66和/或68的其他模块来提供。作为另一个例子，处理器52可被配置成执行一个或多个额外模块，所述额外模块可以执行归属于下面的模块56、58、60、62、64、66和/或68的一个模块的某些或全部功能。

电子存储器54包括电子地存储信息的非暂时性电子存储介质。所述电子存储器54的电子存储介质可以包括与系统50集成地提供(即，基本不可移除)的系统存储器和/或经例如端口(例如，USB端口、火线端口等)或驱动器(例如，盘驱动器等)可移除动地连接到系统50的可移除存储器中的一个或两者。电子存储器54可以包括如下的一个或多个：光可读存储介质(例如，光盘等)、磁可读存储介质(例如，磁带、磁盘驱动器、软盘驱动器等)、基于电荷的存储介质(例如，EEPROM、RAM等)、固态存储介质(例如，闪存驱动器等)，和/或其他电子可读存储介质。电子存储器54可以包括虚拟存储资源，诸如经云和/或虚拟专用网络提供的存储资源。电子存储器54可以存储软件算法、由处理器52确定的信息、和/或使得系统50能够恰当工作的其他信息。电子存储器54可以是系统50内的单独组件，或者电子存储器54可以与系统50的一个或多个其他组件(例如，处理器52)集成地提供。

尽管本公开的系统和/或方法已经基于目前认为是最实际和优选的实施方案被详细描述以用于说明目的，要理解此类详细描述仅用于说明目的并且所述公开并不限于公开的实施方式，而是相反，旨在覆盖落入到所附权利要求的范围和精神内的修改和等价布置。例如，要理解，在可能的范围内，本公开预期任意实施方式的一个或多个特征可以与任意其他实施方式的一个或多个特征结合。

Claims (18)

1.一种产生感兴趣的地质体的一部分的局部图像的计算机实施的方法，所述方法被实施在包括一个或多个物理处理器的计算机系统中，所述方法包括：

获得所述感兴趣的地质体的地球模型，所述地球模型已经基于在根据一个或多个采集参数执行的一个或多个地震测量期间采集的地震数据生成；

获得所述感兴趣的地质体的源地点，其中所述感兴趣的地质体中的所述源地点的位置基于所述感兴趣的地质体中的要为其生成局部图像的一部分在所述感兴趣的地质体中的位置；

获得所述感兴趣的地质体中或上的一组接收器地点和地震源地点，其中所述接收器地点和地震源地点的位置从所述源地点朝向所述感兴趣的地质体的表面；

对所述地球模型执行合成所述源地点处的地震源的合成地震采集；

从所述合成地震采集的结果确定第一组格林函数，所述第一组格林函数描述从所述源地点传播到所述组接收器地点和所述地震源地点的地震波场。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括从所述第一组格林函数生成所述感兴趣的地质体的所述部分的局部图像。

3.根据权利要求2所述的方法，其中生成所述感兴趣的地质体的所述部分的局部图像包括使用所述一个或多个地震测量的采集参数卷积来自所述第一组格林函数的轨迹。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一组格林函数基于所述地球模型确定，并且其中所述方法还包括从所述合成地震采集的结果、基于穿过所述感兴趣的地质体的替代速度信息确定第二组格林函数。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括从所述第一组格林函数和所述第二组格林函数生成所述感兴趣的地质体的所述部分的局部图像。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括从所述局部图像确定与对所生成的局部图像的采集效果中的一个或多个相关的信息、与对所生成的局部图像的感兴趣的地质体的速度模型的效果相关的信息、或者所生成的局部图像中的阴影区域。

7.一种被配置成产生感兴趣的地质体的一部分的局部图像的系统，所述系统包括：

被配置成执行计算机程序模块的一个或多个处理器，所述计算机程序模块包括:

地球模型模块，所述地球模型模块被配置成获得所述感兴趣的地质体的地球模型，所述地球模型已经基于在根据一个或多个采集参数执行的一个或多个地震测量期间采集的地震数据生成；

源地点模块，所述源地点模块被配置成获得所述感兴趣的地质体的源地点，其中所述感兴趣的地质体中的所述源地点的位置基于所述感兴趣的地质体中的要为其生成局部图像的一部分在所述感兴趣的地质体中的位置；

测量地点模块，所述测量地点模块被配置成获得所述感兴趣的地质体中或上的一组接收器地点和地震源地点，其中所述接收器地点和地震源地点的位置从所述源地点朝向所述感兴趣的地质体的表面；

合成地震模块，所述合成地震模块被配置成对地球模型执行合成所述源地点处的地震源的合成地震采集；

格林函数模块，所述格林函数模块被配置成从所述合成地震采集的结果确定第一组格林函数，所述第一组格林函数描述从所述源地点传播到所述组接收器地点和所述地震源地点的地震波场。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述计算机程序模块还包括图像模块，所述图像模块被配置成从所述第一组格林函数生成所述感兴趣的地质体的所述部分的局部图像。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述图像模块被配置以便生成所述感兴趣的地质体的所述部分的局部图像包括使用所述一个或多个地震测量的采集参数卷积来自所述第一组格林函数的轨迹。

10.根据权利要求7所述的系统，其中所述格林函数模块被配置以便所述第一组格林函数基于所述地球模型被确定，并且其中所述格林函数模块还被配置成从所述合成地震采集的结果、基于穿过所述感兴趣的地质体的替代速度信息确定第二组格林函数。

11.根据权利要求10所述的系统，还包括图像模块，所述图像模块被配置成从所述第一组格林函数和所述第二组格林函数生成所述感兴趣的地质体的所述部分的局部图像。

12.根据权利要求10所述的系统，其中所述计算机程序模块还包括灵敏度模块，所述灵敏度模块被配置成从所述局部图像确定与对所生成的局部图像的采集效果中的一个或多个相关的信息、与对所生成的局部图像的感兴趣的地质体的速度模型的效果相关的信息、或者所生成的局部图像中的阴影区域。

13.一种存储有被配置成使得一个或多个处理器执行产生感兴趣的地质体的一部分的局部图像的方法的计算机可读指令的非暂时性电子存储介质，所述方法包括：

获得感兴趣的地质体的地球模型，所述地球模型已经基于在根据一个或多个采集参数执行的一个或多个地震测量期间采集的地震数据生成；

获得感兴趣的地质体中的源地点，其中所述感兴趣的地质体中的所述源地点的位置基于所述感兴趣的地质体中的要为其生成局部图像的一部分在所述感兴趣的地质体中的位置；

获得所述感兴趣的地质体中或上的一组接收器地点和地震源地点，其中所述接收器地点和地震源地点的位置从所述源地点朝向所述感兴趣的地质体的表面；

对所述地球模型执行合成所述源地点处的地震源的合成地震采集；

从所述合成地震采集的结果确定第一组格林函数，所述第一组格林函数描述从所述源地点传播到所述组接收器地点和所述地震源地点的地震波场。

14.根据权利要求13所述的电子存储介质，其中所述方法还包括从所述第一组格林函数生成所述感兴趣的地质体的所述部分的局部图像。

15.根据权利要求14所述的电子存储介质，其中生成所述感兴趣的地质体的所述部分的局部图像包括使用所述一个或多个地震测量的采集参数卷积来自所述第一组格林函数的轨迹。

16.根据权利要求13所述的电子存储介质，其中所述第一组格林函数基于所述地球模型被确定，并且其中所述方法还包括从所述合成地震采集的结果、基于穿过所述感兴趣的地质体的替代速度信息确定第二组格林函数。

17.根据权利要求16所述的电子存储介质，其中所述方法还包括从所述局部图像确定与对所生成的局部图像的采集效果中的一个或多个相关的信息、与对所生成的局部图像的感兴趣的地质体的速度模型的效果相关的信息、或者所生成的局部图像中的阴影区域。

18.根据权利要求17所述的电子存储介质，其中所述方法还包括从所述局部图像确定与对所生成的局部图像的采集效果中的一个或多个相关的信息、与对所生成的局部图像的感兴趣的地质体的速度模型的效果相关的信息、或者所生成的局部图像中的阴影区域。