CN106896408B - 一种角度域叠前时间偏移方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种角度域叠前时间偏移方法，属于地震勘探中反射地震资料处理技术领域，该方法首先通过偏移速度场和地震数据求取每个成像点处的拟成像地层倾角和偏移幅值，并在此基础上建立二维数组，得到拟成像倾角道集，然后借助该二维数组在每个成像点处求取拟成像地层倾角的两个边界，来确定精确的倾角成像区，在该精确的倾角成像区内通过二维数组对偏移幅值进行叠加，生成地震成像剖面，从而避免了成像过程中掺入对成像没有贡献的噪音信号，提高了成像剖面的信噪比，从而使成像更为准确。

Description

一种角度域叠前时间偏移方法

技术领域

本发明属于地震勘探中反射地震资料处理技术领域，尤其涉及地震资料处理过程中的角度域叠前时间偏移方法。

背景技术

在地震勘探反射地震资料处理过程中，叠前时间偏移是叠前偏移成像中的一个重要方法，它可以对一类断层较为发育但速度横向变化不是很剧烈的地质构造较好成像。叠前时间偏移计算效率高，使用的叠加(均方根)速度可以通过速度扫描等方式获得，避免了叠前深度偏移速度建模所面临的困难。发展至今，叠前时间偏移方法已经成为地震勘探领域广泛应用的关键技术。

叠前时间偏移有很多种实现方法，其中基尔霍夫(Kirchhoff)叠前时间偏移是目前应用最广泛的一种叠前时间偏移方法，它采用输入道的成像方式可实现目标成像。由于成像角度的事先设定，Kirchhoff叠前时间偏移是将偏移脉冲上的部分能量进行叠加，而事实上这些成像角度不够精确，导致参与叠加成像的信号中包含了对成像没有贡献的噪音信号，降低了成像剖面的信噪比，致使成像不准确。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供一种能够通过倾角道集提高地震成像剖面信噪比的叠前时间偏移方法。该方法通过在倾角道集上确定出倾角成像区，来确定精确的成像区，提高成像剖面的信噪比。

具体而言，包括以下的技术方案：

一种角度域叠前时间偏移方法，该方法包括：

步骤1：获取叠前地震数据，对所述地震数据进行预处理，得到选定成像线的偏移速度场；

步骤2：根据所述偏移速度场和所述地震数据，在所述选定成像线对应的每个成像点处求取拟成像地层倾角和偏移幅值；

步骤3：以时间深度和所述拟成像地层倾角为维度定义二维数组，形成时间深度维和拟成像倾角维，所述二维数组在所述时间深度维上包括若干时间采样点，在所述拟成像地层倾角维上包括若干倾角采样点，在对应每个所述时间采样点和所述倾角采样点存放所述偏移幅值，得到所述选定成像线的存放有所述偏移幅值的所述二维数组；

步骤4：根据存放有所述偏移幅值的所述二维数组，在每个所述时间采样点处求取所述倾角采样点的两个边界，确定所述二维数组在所述拟成像地层倾角维上的叠加区域；

步骤5：在每个所述时间采样点处，对所述叠加区域内的所述二维数组存放的所述偏移幅值分别进行叠加，得到所述选定成像线的成像数据体；

步骤6：根据所述成像数据体显示所述选定成像线的地震成像剖面。

优选地，所述步骤2根据所述偏移速度场和所述地震数据，在所述选定成像线对应的每个成像点处求取拟成像地层倾角和偏移幅值包括：

对每个所述成像点，令s_x代表炮点的水平坐标，令g_x代表检波点的水平坐标；令v代表从所述偏移速度场中获得的每个所述成像点处的偏移速度值ν，l₀和τ₀分别是所述成像点的水平坐标与时间深度值；定义以下距离变量：e₁＝s_x-l₀,e₂＝s_x+g_x-2l₀,进一步可得距离变量和e₄＝e₁·e₂，更进一得到e₅＝(e₁·e₃ ²-e₄·e₂)/(e₂ ²-e₃ ²)，在所述成像点处的拟成像地层倾角φ为：φ＝arctan((e₁+e₅)/(ντ₀))；

对每个所述成像点，利用所述偏移速度场，在每个所述成像点处求得地震波走时，根据所述地震波走时求得所述成像点处的所述偏移幅值。

优选地，所述步骤3以时间深度和所述拟成像地层倾角为维度定义二维数组，形成时间深度维和拟成像倾角维，所述二维数组在所述时间深度维上包括若干时间采样点，在所述拟成像地层倾角维上包括若干倾角采样点，在对应每个所述时间采样点和所述倾角采样点存放所述偏移幅值，得到所述选定成像线的存放有所述偏移幅值的所述二维数组包括：

定义所述选定成像线上等间距的若干离散点为CDP，在所述选定成像线上的每个CDP处，定义所述二维数组A[m][n]存放所述偏移幅值，所述二维数组的第一维为所述拟成像地层倾角维，所述拟成像地层倾角维具有m个所述倾角采样点，m定义为奇数，定义角度间隔为Δφ，则m可表示为m＝π/Δφ+1，定义正整数P，将表达式m/2+1的数值取整后赋予P，在所述拟成像地层倾角维中，m＝P位置存放0度的所述拟成像地层倾角；所述二维数组的第二维为所述时间深度维，所述时间深度维具有n个所述时间采样点数，定义时间深度为T，定义时间采样间隔为Δt，则n可表示为n＝T/Δt；

在每个所述CDP处，将所述成像点的所述偏移幅值根据所述成像点的所述时间深度值和所述拟成像地层倾角对应的所述时间采样点和所述倾角采样点存放到所述二维数组中，得到所述选定成像线的存放有所述偏移幅值的所述二维数组。

优选地，所述步骤4根据存放有所述偏移幅值的所述二维数组，在每个所述时间采样点处求取所述倾角采样点的两个边界，确定所述二维数组在所述拟成像地层倾角维上的叠加区域包括：

对所述二维数组A[m][n]上每个所述时间采样点，令i为所述倾角采样点的索引值，令b_i是对应所述倾角采样点的所述偏移幅值；

a)求取振幅加和关于x的函数其中x∈[1,P]，x为正整数，f₀为f(x)绝对值的平均值，对f(x)求取x的一次导数f'(x)，当f'(x)的绝对值不大于0.001*f₀时，记录下x的数值，该数值为所述时间采样点处所述倾角采样点的所述两个边界中的一个边界；

b)求取振幅加和关于x的函数其中x∈[P,m]，x为正整数，f₀为f(x)绝对值的平均值，对f(x)求取x的一次导数f'(x)，当f'(x)的绝对值不大于0.001*f₀时，记录下x的数值，该数值为所述时间采样点处所述倾角采样点的所述两个边界中的另一个边界；

c)对其他所述CDP位置处的所述拟成像倾角道集重复步骤a)与b)，可得到每个所述CDP位置处的所述二维数组的所述倾角采样点的两个边界，确定所述二维数组在所述拟成像地层倾角维上的叠加区域。

优选地，所述步骤5在每个所述时间采样点处，对所述叠加区域内的所述二维数组存放的所述偏移幅值分别进行叠加，得到所述选定成像线的成像数据体包括：

在每个所述CDP位置处的所述二维数组中，在每个所述时间采样点处，令Γ₁为所述倾角采样点的所述两个边界中的所述一个边界的数值，令Γ₂为所述倾角采样点的所述两个边界中的所述另一个边界的数值，求取每个所述时间采样点对应的振幅加和其中i∈[Γ₁,Γ₂]，i为正整数，得到所述选定成像线的成像数据体。

进一步地，所述步骤1获取叠前地震数据，对所述地震数据进行预处理，得到选定成像线的偏移速度场包括：

对所述地震数据进行干扰压制处理；

针对完成所述干扰压制处理后的所述地震数据，选取若干共中心点，抽取共中心点道集；

对所述共中心点道集作动校正速度拾取，并对所得的结果做插值平滑，作为初始的偏移速度场；

根据所述初始的偏移速度场，对完成所述干扰压制处理后的所述地震数据通过共偏移距域叠前时间偏移方法生成叠前时间偏移共反射点偏移距道集；

针对所述叠前时间偏移共反射点偏移距道集，利用所述初始偏移速度场进行反动校处理，对完成所述反动校处理后的数据做进行所述动校正速度拾取，对结果进行所述插值平滑处理，得到最终的所述偏移速度场。

优选地，所述对所述地震数据进行干扰压制处理包括压制规则干扰处理和压制随机干扰处理。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果：本发明提供了一种能够提高地震成像剖面信噪比的叠前时间偏移方法。该方法包括：获取叠前地震数据，对地震数据进行预处理，得到选定成像线的偏移速度场；根据偏移速度场，在选定成像线对应的每个成像点处求取拟成像地层倾角和偏移幅值；定义二维数组，将每个成像点的偏移幅值存放到该二维数组中；确定二维数组在拟成像地层倾角维上的叠加区域；对叠加区域内的二维数组存放的偏移幅值分别进行叠加，得到选定成像线的成像数据体；根据成像数据体显示选定成像线的地震成像剖面。该方法通过在二维数组上确定精确的叠加区域，避免了成像过程中掺入对成像没有贡献的噪音信号，提高了成像剖面的信噪比，从而使成像更为准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的位于剖面2km处的共反射点偏移距道集的示意图；

图2为本发明实施例提供的选定成像线上的一个CDP位置处的倾角道集示意图；

图3为本发明实施例提供的选定成像线上的一个CDP位置处的倾角道集对应的倾角成像区示意图；

图4为采用常规的叠前时间偏移方法得到叠前时间偏移剖面示意图；

图5为采用本发明实施例的方法得到的叠前时间偏移剖面示意图；

图6为图4的局部放大示意图；

图7为图5的局部放大示意图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。

本发明提供一种角度域叠前时间偏移方法，如图1-7所示，图1-7为冀东油田陆上区块采用该方法对某地震资料进行处理的示意图，下面结合该具体实施例对本发明的叠前时间偏移方法进行详细介绍如下，该方法包括：

步骤1：获取叠前地震数据，对该地震数据进行预处理，得到选定成像线的偏移速度场；

具体地，获取叠前地震数据，对该地震数据进行压制规则干扰处理和压制随机干扰处理等干扰压制处理；

针对干扰压制处理后的地震数据，选取若干共中心点，抽取共中心点道集；

对共中心点道集作动校正速度拾取，并对所得的结果做插值平滑，作为初始的偏移速度场；

根据初始的偏移速度场，对完成干扰压制处理后的地震数据通过共偏移距域叠前时间偏移方法生成叠前时间偏移共反射点偏移距道集，如图1所示，图1为位于剖面2km处的共反射点偏移距道集；

针对叠前时间偏移共反射点偏移距道集，利用初始偏移速度场进行反动校处理，对完成反动校处理后的数据做进行动校正速度拾取，对结果进行插值平滑处理，得到最终的偏移速度场。

步骤2：根据偏移速度场和地震数据，在选定成像线对应的每个成像点处求取拟成像地层倾角和偏移幅值；

具体地，对每个成像点，令s_x代表炮点的水平坐标，令g_x代表检波点的水平坐标；令v代表从偏移速度场中获得的每个成像点处的偏移速度值ν，l₀和τ₀分别是成像点的水平坐标与时间深度值；

定义以下距离变量：e₁＝s_x-l₀,e₂＝s_x+g_x-2l₀,

进一步可得距离变量：和e₄＝e₁·e₂，

更进一得到：e₅＝(e₁·e₃ ²-e₄·e₂)/(e₂ ²-e₃ ²)，

因此，在成像点处的拟成像地层倾角φ为：φ＝arctan((e₁+e₅)/(ντ₀))；

对每个成像点，利用偏移速度场，在每个成像点处求得地震波走时，根据地震波走时求得成像点处的偏移幅值。

步骤3：以时间深度和拟成像地层倾角为维度定义二维数组，形成时间深度维和拟成像倾角维，该二维数组在时间深度维上包括若干时间采样点，在拟成像地层倾角维上包括若干倾角采样点，在对应每个时间采样点和倾角采样点存放偏移幅值，得到该选定成像线的存放有偏移幅值的二维数组，即求取选定成像线上的倾角道集；

具体地，定义选定成像线上等间距的若干离散点为CDP(Common Depth Point，共深度点)，在选定成像线上的每个CDP处，定义二维数组A[m][n]存放偏移幅值，该二维数组的第一维设定为拟成像地层倾角维，且在拟成像地层倾角维上具有m个倾角采样点，m定义为奇数，定义角度间隔为Δφ，则m可表示为m＝π/Δφ+1，定义正整数P，将表达式m/2+1的数值取整后赋予P，在拟成像地层倾角维中，m＝P位置存放0度的拟成像地层倾角；

该二维数组的第二维设定为时间深度维，且在时间深度维上具有n个时间采样点数，定义时间深度为T，定义时间采样间隔为Δt，则n可表示为n＝T/Δt；

在每个CDP处，将每个成像点的偏移幅值根据该成像点所处的时间深度值和拟成像地层倾角对应的时间采样点和倾角采样点存放到二维数组中，得到选定成像线的存放有偏移幅值的二维数组。将二维数组上的时间采样点和倾角采样点分别换算成时间深度和拟成像地层倾角，则该存放有偏移幅值的二维数组即为如图2所示的倾角道集图，图2为选定成像线上的一个CDP位置处的倾角道集示意图。

步骤4：根据存放有偏移幅值的二维数组，在每个时间采样点处求取倾角采样点的两个边界，确定二维数组在拟成像地层倾角维上的叠加区域，即求取每个CDP位置处的倾角道集对应的倾角成像区；

具体地，对二维数组A[m][n]上每个时间采样点，令i为倾角采样点的索引值，令b_i是对应倾角采样点的偏移幅值；

a)求取振幅加和关于x的函数其中x∈[1,P]，x为正整数，f₀为f(x)绝对值的平均值，对f(x)求取x的一次导数f'(x)，当f'(x)的绝对值不大于0.001*f₀时，记录下x的数值，该数值为时间采样点处倾角采样点的两个边界中的一个边界；

b)求取振幅加和关于x的函数其中x∈[P,m]，x为正整数，f₀为f(x)绝对值的平均值，对f(x)求取x的一次导数f'(x)，当f'(x)的绝对值不大于0.001*f₀时，记录下x的数值，该数值为时间采样点处倾角采样点的两个边界中的另一个边界；

c)对其他CDP位置处的拟成像倾角道集重复步骤a)与b)，可得到每个CDP位置处的二维数组的倾角采样点的两个边界，确定二维数组在拟成像地层倾角维上的叠加区域。

将得到的两个边界对应标注到CDP位置处的倾角道集示意图中，即可得到如图3所示的选定成像线上的一个CDP位置处的倾角道集对应的倾角成像区。

步骤5：在每个时间采样点处，对叠加区域内的二维数组存放的偏移幅值分别进行叠加，得到选定成像线的成像数据体；

具体地，在每个CDP位置处的二维数组中，在每个时间采样点处，令Γ₁为倾角采样点的两个边界中的一个边界对应的数值，令Γ₂为倾角采样点的两个边界中的另一个边界对应的数值，在该二维数组中求取每个时间采样点对应的振幅加和其中i∈[Γ₁,Γ₂]，i为正整数，得到选定成像线的成像数据体，即完成在倾角成像区内对成像点的偏移幅值进行叠加。

步骤6：根据成像数据体显示选定成像线的地震成像剖面，使成像更直观，如图4-7所示，图4为常规的叠前时间偏移方法得到叠前时间偏移剖面示意图，图5为本发明方法得到的叠前时间偏移剖面示意图，图6为图4在某位置处的局部放大示意图，图7为图5在相同位置处的局部放大示意图。通过对比可知，本发明方法得到的剖面信噪比更高，同相轴连续性更好，细节展示更加自然，整体剖面成像质量得到提高。

本发明实施例首先通过偏移速度场和地震数据求取每个成像点处的拟成像地层倾角和偏移幅值，并在此基础上建立二维数组，得到拟成像倾角道集，然后借助该二维数组在每个成像点处的求取拟成像地层倾角的两个边界，来确定精确的倾角成像区，在该精确的倾角成像区内通过二维数组对偏移幅值进行叠加，生成地震成像剖面，从而避免了成像过程中掺入对成像没有贡献的噪音信号，提高了成像剖面的信噪比，从而使成像更为准确。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种角度域叠前时间偏移方法，其特征在于，该方法包括：

步骤1：获取叠前地震数据，对所述地震数据进行预处理，得到选定成像线的偏移速度场；

步骤2：根据所述偏移速度场和所述地震数据，在所述选定成像线对应的每个成像点处求取拟成像地层倾角和偏移幅值；

步骤3：以时间深度和所述拟成像地层倾角为维度定义二维数组，形成时间深度维和拟成像倾角维，所述二维数组在所述时间深度维上包括若干时间采样点，在所述拟成像地层倾角维上包括若干倾角采样点，在对应每个所述时间采样点和所述倾角采样点存放所述偏移幅值，得到所述选定成像线的存放有所述偏移幅值的所述二维数组，

所述步骤3包括：

定义所述选定成像线上等间距的若干离散点为CDP，在所述选定成像线上的每个CDP处，定义所述二维数组A[m][n]存放所述偏移幅值，所述二维数组的第一维为所述拟成像地层倾角维，所述拟成像地层倾角维具有m个所述倾角采样点，m定义为奇数，定义角度间隔为Δφ，则m可表示为m＝π/Δφ+1，定义正整数P，将表达式m/2+1的数值取整后赋予P，在所述拟成像地层倾角维中，m＝P位置存放0度的所述拟成像地层倾角；所述二维数组的第二维为所述时间深度维，所述时间深度维具有n个所述时间采样点数，定义时间深度为T，定义时间采样间隔为Δt，则n可表示为n＝T/Δt；

在每个所述CDP处，将所述成像点的所述偏移幅值根据所述成像点的所述时间深度值和所述拟成像地层倾角对应的所述时间采样点和所述倾角采样点存放到所述二维数组中，得到所述选定成像线的存放有所述偏移幅值的所述二维数组；

步骤4：根据存放有所述偏移幅值的所述二维数组，在每个所述时间采样点处求取所述倾角采样点的两个边界，确定所述二维数组在所述拟成像地层倾角维上的叠加区域，

所述步骤4包括：

对所述二维数组A[m][n]上每个所述时间采样点，令i为所述倾角采样点的索引值，令b_i是对应所述倾角采样点的所述偏移幅值；

a)求取振幅加和关于x的函数其中x∈[1,P]，x为正整数，f₀为f(x)绝对值的平均值，对f(x)求取x的一次导数f'(x)，当f'(x)的绝对值不大于0.001*f₀时，记录下x的数值，该数值为所述时间采样点处所述倾角采样点的所述两个边界中的一个边界；

b)求取振幅加和关于x的函数其中x∈[P,m]，x为正整数，f₀为f(x)绝对值的平均值，对f(x)求取x的一次导数f'(x)，当f'(x)的绝对值不大于0.001*f₀时，记录下x的数值，该数值为所述时间采样点处所述倾角采样点的所述两个边界中的另一个边界；

c)对其他所述CDP位置处的所述拟成像倾角道集重复步骤a)与b)，可得到每个所述CDP位置处的所述二维数组的所述倾角采样点的两个边界，确定所述二维数组在所述拟成像地层倾角维上的叠加区域；

步骤5：在每个所述时间采样点处，对所述叠加区域内的所述二维数组存放的所述偏移幅值分别进行叠加，得到所述选定成像线的成像数据体；

步骤6：根据所述成像数据体显示所述选定成像线的地震成像剖面。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2根据所述偏移速度场和所述地震数据，在所述选定成像线对应的每个成像点处求取拟成像地层倾角和偏移幅值包括：

对每个所述成像点，令s_x代表炮点的水平坐标，令g_x代表检波点的水平坐标；令v代表从所述偏移速度场中获得的每个所述成像点处的偏移速度值ν，l₀和τ₀分别是所述成像点的水平坐标与时间深度值；定义以下距离变量：e₁＝s_x-l₀,e₂＝s_x+g_x-2l₀,进一步可得距离变量和e₄＝e₁·e₂，更进一得到e₅＝(e₁·e₃ ²-e₄·e₂)/(e₂ ²-e₃ ²)，在所述成像点处的拟成像地层倾角φ为：φ＝arctan((e₁+e₅)/(ντ₀))；

对每个所述成像点，利用所述偏移速度场，在每个所述成像点处求得地震波走时，根据所述地震波走时求得所述成像点处的所述偏移幅值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤5在每个所述时间采样点处，对所述叠加区域内的所述二维数组存放的所述偏移幅值分别进行叠加，得到所述选定成像线的成像数据体包括：

在每个所述CDP位置处的所述二维数组中，在每个所述时间采样点处，令Γ₁为所述倾角采样点的所述两个边界中的所述一个边界的数值，令Γ₂为所述倾角采样点的所述两个边界中的所述另一个边界的数值，求取每个所述时间采样点对应的振幅加和其中i∈[Γ₁,Γ₂]，i为正整数，得到所述选定成像线的成像数据体。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1获取叠前地震数据，对所述地震数据进行预处理，得到选定成像线的偏移速度场包括：

对所述地震数据进行干扰压制处理；

针对完成所述干扰压制处理后的所述地震数据，选取若干共中心点，抽取共中心点道集；

对所述共中心点道集作动校正速度拾取，并对所得的结果做插值平滑，作为初始的偏移速度场；

根据所述初始的偏移速度场，对完成所述干扰压制处理后的所述地震数据通过共偏移距域叠前时间偏移方法生成叠前时间偏移共反射点偏移距道集；

针对所述叠前时间偏移共反射点偏移距道集，利用所述初始偏移速度场进行反动校处理，对完成所述反动校处理后的数据做进行所述动校正速度拾取，对结果进行所述插值平滑处理，得到最终的所述偏移速度场。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述地震数据进行干扰压制处理包括压制规则干扰处理和压制随机干扰处理。