CN107505653B - 一种确定叠前偏移时间结果的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于一种确定叠前偏移时间结果的方法和装置，属于海洋地震勘测领域。该方法包括：获取采集到的每一地震道的地震数据，对地震数据中的水检分量和陆检分量中的垂直分量进行预处理，得到每一地震道对应的海水一次回响地震数据，根据历史记录的以海平面为基准面的离散点的区域叠加速度，经过三维插值处理和平滑处理，建立以海平面为基准面的速度模型，对于每个采样点，根据速度模型，确定采样点的vrms，根据采样点的vrms，确定采样点的vrms'，根据每个采样点的vrms和vrms'，确定每个采样点对应的海底地震下行波旅行时t，确定克希霍夫叠前时间偏移结果的CIP道集。采用本发明，可以使计算出的叠前偏移时间结果更准确。
Description
技术领域
本发明是关于计算机技术领域，尤其是关于一种确定叠前偏移时间结果的方法和装置。
背景技术
在海洋地震领域中，近年来常用的方式是海平面拖缆观测方式，是将炮点和检波点都设置在海平面，并且使用克希霍夫叠前时间偏移方法计算得到叠前时间偏移，但是由于海平面拖缆观测方式容易受到潮汐和海面波浪的影响，使观测数据不准确。人们提出了海底地震观测方式，在海底地震观测方式中，炮点设置在海平面，检波点设置在海底。海底地震观测方式可以分为两类，第一类是OBC(Ocean Bottom Cable，海底电缆)方式，即将四分量检波器包裹在一根电缆内，由电缆船在定位仪的引导下将海底电缆放置在海底，第二类OBN(Ocean Bottom Node，海底节点)方式，每个节点是一个自带动力系统地震波记录设备，包括水检和陆检各一个，在卫星导航船的引导下能够准确的定位。
在海平面拖缆观测方式中，在使用克希霍夫叠前时间偏移方法计算叠前偏移时间时，会使用到旅行时长，旅行时长指炮点发射的地震波到被检波点检测到所用的时长，但是在海平面拖缆观测方式中，计算旅行时长的方法是建立在海面为水平基准面的前提下。对于海底地震观测方式，由于炮点设置在海面，而检波点设置在海底，检波点与炮点不在同一平面上，这样，使用海平面拖缆观测方式中的旅行时长的计算方法计算出的旅行时不准确，进而导致计算出的叠前偏移时间不准确。
发明内容
为了克服相关技术中存在的问题，本发明提供了一种确定叠前偏移时间结果的方法和装置。技术方案如下：
第一方面，提供一种确定叠前偏移时间结果的方法，所述方法包括：
步骤1：获取采集到的每一地震道的地震数据，其中，所述每一地震道的地震数据包括水、陆检四分量；
步骤2：对所述地震数据中的水检分量和陆检分量中的垂直分量进行预处理，得到每一地震道对应的海水一次回响地震数据；
步骤3：根据历史记录的以海平面为基准面的离散点的区域叠加速度，经过三维插值处理和平滑处理，建立以海平面为基准面的速度模型，其中，所述速度模型反映海平面以下各位置点与vrms的对应关系，vrms为以海平面为基准面的均方根速度；
步骤4：根据每一地震道的地震数据中的检波点的位置信息，确定每个检波点以海平面为镜面的镜像位置的位置信息；
步骤5：对于所述每一地震道的地震数据中每个采样点，根据所述速度模型，确定所述采样点的vrms，根据所述采样点的vrms，确定所述采样点的vrms'，其中，vrms'为以平行于海平面且包含所述采样点对应的检波点的镜像位置的平面为基准面的均方根速度；
步骤6：根据所述每个采样点对应的检波点的镜像位置的位置信息、vrms和vrms'，确定所述每个采样点对应的海底地震下行波旅行时t，其中，
hs为炮点到成像点的水平距离，hr为检波点到成像点的水平距离；t0为以海平面为基准面的成像时间，vm为海水速度，dr为检波点位置处的海水深度，ts为炮点下行波旅行时，tr为检波点下行波旅行时，所述成像点是海底反射地震波的位置点在海平面上的垂直投影点；
步骤7：根据所述每个采样点对应的海底地震下行波旅行时，确定克希霍夫叠前时间偏移结果的CIP道集。
可选的，所述根据所述采样点的vrms，确定所述采样点的vrms'，包括：
根据所述采样点的vrms，以公式确定所述采样点的vrms'，其中，dm为所述成像点位置处的海水深度。
可选的，所述海水一次回响地震数据中至少包括共中心点CMP线号、CMP号、炮点X坐标、炮点Y坐标、检波点X坐标、检波点Y坐标和检波点位置处的海水深度。
可选的，所述根据所述每个采样点对应的海底地震下行波旅行时，确定克希霍夫叠前时间偏移结果的CIP道集，包括：
根据预先存储的多个偏移孔径，对所述海水一次回响地震数据进行成像，在所述多个偏移孔径中，确定成像效果最佳的偏移孔径为目标偏移孔径；
根据所述目标偏移孔径、每一地震道的CMP线号和CMP号，确定每一地震道对应的成像范围；
根据所述每个采样点的海底地震下行波旅行时，使用克希霍夫叠前偏移时间算法，确定每一地震道对应的成像范围中每个面元dxdy的偏移地震道；
基于所述每个面元dxdy的偏移地震道，确定克希霍夫叠前时间偏移结果的CIP道集。
可选的，所述根据所述目标偏移孔径、每一地震道的CMP线号和CMP号，确定每一地震道对应的成像范围，包括：
对于每一地震道，将所述地震道的CMP线号与目标偏移孔径相减，得到所述地震道的成像范围中最小的CMP线号，将所述地震道的CMP线号与目标偏移孔径相加，得到所述地震道的成像范围中最大的CMP线号，并将所述地震道的CMP号与目标偏移孔径相减，得到所述地震道的成像范围中最小的CMP号，将所述地震道的CMP号与目标偏移孔径相加，得到所述地震道的成像范围中最大的CMP号。
第二方面，提供一种确定叠前偏移时间结果的装置，所述装置包括：
获取模块，用于执行步骤1：获取采集到的每一地震道的地震数据，其中，所述每一地震道的地震数据包括水、陆检四分量；
处理模块，用于执行步骤2：对所述地震数据中的水检分量和陆检分量中的垂直分量进行预处理，得到每一地震道对应的海水一次回响地震数据；
建模模块，用于执行步骤3：根据历史记录的以海平面为基准面的离散点的区域叠加速度，经过三维插值处理和平滑处理，建立以海平面为基准面的速度模型，其中，所述速度模型反映海平面以下各位置点与vrms的对应关系，vrms为以海平面为基准面的均方根速度；
第一确定模块，用于执行步骤4：根据每一地震道的地震数据中的检波点的位置信息，确定每个检波点以海平面为镜面的镜像位置的位置信息；
第二确定模块，用于执行步骤5：对于所述每一地震道的地震数据中每个采样点，根据所述速度模型，确定所述采样点的vrms，根据所述采样点的vrms，确定所述采样点的vrms'，其中，vrms'为以平行于海平面且包含所述采样点对应的检波点的镜像位置的平面为基准面的均方根速度；
第三确定模块，用于执行步骤6：根据所述每个采样点对应的检波点的镜像位置的位置信息、vrms和vrms'，确定所述每个采样点对应的海底地震下行波旅行时t，其中，
hs为炮点到成像点的水平距离，hr为检波点到成像点的水平距离；t0为以海平面为基准面的成像时间，vm为海水速度，dr为检波点位置处的海水深度，ts为炮点下行波旅行时，tr为检波点下行波旅行时，所述成像点是海底反射地震波的位置点在海平面上的垂直投影点；
第四确定模块，用于执行步骤7：根据所述每个采样点对应的海底地震下行波旅行时，确定克希霍夫叠前时间偏移结果的CIP道集。
可选的，所述第二确定模块，用于：
根据所述采样点的vrms，以公式确定所述采样点的vrms'，其中，dm为所述成像点位置处的海水深度。
可选的，所述海水一次回响地震数据中至少包括共中心点CMP线号、CMP号、炮点X坐标、炮点Y坐标、检波点X坐标、检波点Y坐标和检波点位置处的海水深度。
可选的，所述第四确定模块，用于：
根据预先存储的多个偏移孔径，对所述海水一次回响地震数据进行成像，在所述多个偏移孔径中，确定成像效果最佳的偏移孔径为目标偏移孔径；
根据所述目标偏移孔径、每一地震道的CMP线号和CMP号，确定每一地震道对应的成像范围；
根据所述每个采样点的海底地震下行波旅行时，使用克希霍夫叠前偏移时间算法，确定每一地震道对应的成像范围中每个面元dxdy的偏移地震道；
基于所述每个面元dxdy的偏移地震道，确定克希霍夫叠前时间偏移结果的CIP道集。
可选的，所述第四确定模块，用于：
对于每一地震道，将所述地震道的CMP线号与目标偏移孔径相减，得到所述地震道的成像范围中最小的CMP线号，将所述地震道的CMP线号与目标偏移孔径相加，得到所述地震道的成像范围中最大的CMP线号，并将所述地震道的CMP号与目标偏移孔径相减，得到所述地震道的成像范围中最小的CMP号，将所述地震道的CMP号与目标偏移孔径相加，得到所述地震道的成像范围中最大的CMP号。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
基于上述处理，在海底地震下行波的旅行时的计算过程中，将检波点镜像到以海平面以镜面的镜像位置，而且由于用对成像时间进行校正，从而可以计算出海底地震下行波旅行时。而且计算海底地震下行波旅行时，使用以检波点的镜像位置所在平面为基准面的均方根速度，而不是以海平面为基准面的均方根速度，从而使海底反射波旅行时更准确，进而可以使计算出的叠前偏移时间结果更准确。
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是本发明实施例提供的一种采集地震数据的场景示意图；
图2是本发明实施例提供的一种确定叠前时间偏移结果的方法流程图；
图3是本发明实施例提供的一种地震波的传输示意图；
图4是本发明实施例提供的一种地震波的传输示意图；
图5是本发明实施例提供的一种确定叠前时间偏移结果的方法流程图；
图6是本发明实施例提供的一种地震波的传输示意图；
图7是本发明实施例提供的一种确定叠前时间偏移结果的装置结构示意图；
图8是本发明实施例提供的一种终端的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、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。
本发明实施例提供了一种确定叠前偏移时间结果的方法，该方法的执行主体可以为终端。其中，终端可以是电脑等，终端上可以安装有计算旅行时应用程序，该终端中可以设置有处理器、存储器、收发器、屏幕等。处理器可以用于确定叠前偏移时间结果的过程进行处理，存储器可以用于存储在确定叠前偏移时间结果的过程中需要存储的数据，收发器可以用于接收以及发送消息，屏幕可以用于显示计算结果等。
在进行实施前，首先介绍一下本发明实施例采集地震数据的场景，如图1所示，多个炮点设置在海水表面上，炮点设置有发射地震波的设备，可以用于发射地震波，如图1中倒三角形所示，多个检波点设置在海底，如图1中正三角形所示，检波点设置有接收被反射的地震波的设备，可以用于接收被反射回来的地震波，检波点可以接收的反射地震波的位置点的区域为一个开口朝下的抛物线。多个炮点可以依次发射地震波，每个炮点发射地震波后，每个检波点可以在预设时长内每隔预设子时长采集一次地震数据，预设时长和预设子时长可以由技术人员预设，如预设时长为1秒，预设子时长为20毫秒等，这样，对于一个炮点和任一检波点，有50个采样点，一般一个炮点和一个检波点对应组成一个地震道，该地震道的地震数据的道头中记录有炮点和检波点的标识、以及检波点的海水深度等，海水深度指检波点距离正上方海平面的距离。
如图2所示，该方法的处理流程可以包括如下的步骤：
步骤1，获取采集到的每一地震道的地震数据。
其中，每一地震道的地震数据包括多个采样点对应的水、陆检四分量，水检分量包括一个分量，为P分量，即压力分量，陆检分量包括三个分量为X分量、Y分量、Z分量，水检分量和陆检分量共同构成四分量。X分量和Y分量一般平行于海平面，Z分量垂直于海平面。
在实施中，用户想要计算克希霍夫叠前时间偏移结果时，可以控制终端获取地震数据采集系统采集到的每一地震道的地震数据，地震数据采集系统中炮点和检波点分别设置在海面和海底。
步骤2，对地震数据中的水检分量和陆检分量中的垂直分量进行预处理，得到每一地震道对应的海水一次回响地震数据。
其中，海水一次回响指炮点将地震波发射出去，经过海底反射到海平面上，再经海平面反射到海底的检波点，被接收到的情况，如图3所示。
在实施中，对于每一地震道，终端可以对地震数据中的水检分量进行去噪声、反褶积、振幅匹配，得到预处理后的水检分量，即得到预处理后的P分量，然后对地震数据中的陆检分量中的垂直分量，进行去噪声、反褶积、振幅匹配，得到预处理后的垂直分量，即得到预处理后的Z分量，最后对预处理后的P分量和Z分量进行自适应相减，构成了该地震道对应的海水一次回响地震数据，也就是每一地震道的海底下行波地震数据。
可选的，海水一次回响地震数据中至少包括共中心点CMP线号、CMP号、炮点X坐标、炮点Y坐标、检波点X坐标、检波点Y坐标和检波点位置处的海水深度。
在实施中，海水一次回响地震数据中可以包括CMP(Common Middle Point)线号、CMP号、炮点的位置信息(炮点X坐标和炮点Y坐标)、检波点的位置信息(检波点X坐标、检波点Y坐标和检波点位置处的海水深度)。检波点位置处的海水深度为检波点距离海平面的距离。
需要说明的是，上述提到的炮点的位置信息和检波点的位置信息，都是相对于同一三维直角坐标系的。
步骤3，根据历史记录的以海平面为基准面的离散点的区域叠加速度，经过三维插值处理和平滑处理，建立以海平面为基准面的速度模型。
在实施中，终端中存储有海平面拖缆观测方式获取到的地震数据，终端可以使用该地震数据，计算得到多个离散点的以海平面为基准面的区域叠加速度，或者以海平面为基准面的均方根速度，离散点可以为技术人员等间距设置的多个点。终端可以将多个离散点的以海平面为基准面的叠加速度或者均方根速度，使用三维插值算法，并进行平滑处理，建立起以海平面为基准面的速度模型，具体处理是：对于每个离散点的CMP线号和CMP号，首先对成像时间进行插值(如将成像时间插值为每两毫秒一个值等)，然后对CMP号进行插值(如将CMP号插值为连续的CMP号)。并对CMP线号进行插值(如将CMP线号插值为连续的CMP线号)，这样会得到多个CMP线号、CMP号和成像时间的对应关系，建立起以海平面为基准面的速度模型。由于CMP线号、CMP号表示海平面上某个位置点的位置坐标，成像时间表示地震波从CMP线号、CMP号表示的位置点到海底某个位置点的传输时间，可以反映该位置点与海平面之间的距离，这样，速度模型中包括海底各位置点与vrms的对应关系。
步骤4，根据每一地震道的地震数据中的检波点的位置信息，确定每个检波点以海平面为镜面的镜像位置的位置信息。
在实施中，对于每一地震道，可从道头中读取到该地震道的检波点的位置信息(检波点的X坐标、Y坐标和海水深度)，然后以海平面为镜面，确定该检波点的镜像位置的位置信息，镜像位置的位置信息中X坐标、Y坐标与检波点的X、Y坐标相同，只不过Z坐标发生改变，变为检波点Z坐标的相反数。
步骤5，对于每一地震道的地震数据中每个采样点，根据速度模型，确定采样点的vrms，根据采样点的vrms，确定采样点的vrms'。
在实施中，对于每个采样点，终端可以确定出该采样点对应的成像点所在位置，成像点所在位置，然后确定成像时间，基于成像点的位置和成像时间，即可从步骤3确定的速度模型中，获取到该采样点的vrms。然后使用该采样点的vrms、成像点所在位置计算出该采样点的vrms'，vrms'为以平行于海平面且包含采样点对应的检波点的镜像位置的平面为基准面的均方根速度。
可选的，可以使用公式将采样点的vrms转换为vrms'，相应的处理可以如下，
根据采样点的vrms，以公式确定采样点的vrms'，其中，dm为成像点位置处的海水深度。
在实施中，对于每个采样点，终端可以确定该采样点的成像点位置处的海水深度dm，然后将海水深度dm和vrms代入公式来确定出该采样点的vrms'。这样，就可以确定出每个采样点的vrms'。
另外，本发明实施例中，还可以对海底各位置点的海水深度进行建模处理，得到海底模型，终端可以使用每一地震道的道头中的检波点的海水深度，使用三维插值处理，并进行平滑处理，得到海底模型，海底模型中包括海水深度和海底各位置点的对应关系。上述提到的海水深度dm，就可以使用采样点对应的成像点的位置处，代入海底模型，确定出成像点的位置处的海水深度dm。
步骤6，根据每个采样点的vrms和vrms'，确定每个采样点对应的海底地震下行波旅行时t，其中，
在实施中，对于每一地震道的地震数据，终端可以计算每个采样点的海底反射波旅行时，如图4所示，以任一地震道的任一采样点为例进行说明，M炮点的地震波的设备发射地震波，经反射到达海面的O点，又被海面反射，被海底的N检波点的接收设备接收到。由于N检波点到海面的距离与海面到镜像位置的距离相同，所以从O点到镜像位置的距离与O点到N检波点的位置相同，所以N检波点下行波的传输长度可以近似等于海底反射地震波的位置点到O点的距离与O点到N检波点的镜像位置的距离之和。
地震波从M炮点至反射地震波的位置点的海底地震下行波旅行时用ts表示，从反射地震波的位置点至N检波点的上行波旅行时用tr表示，N检波点的水深信息用dr表示，M炮点到反射地震波的位置点投影在海平面上的位置点的距离用hs表示，N检波点到反射地震波的位置点投影在海平面上的位置点的距离用hr表示，以海平面为基准面的成像时间使用t0表示，也就是地震波从反射地震波位置点在海平面上的垂直投影到反射地震波位置点传输所需时长，该采样点对应的反射地震波的位置点以海平面为基准面的均方根速度用vrms表示，该采样点对应的反射地震波的位置点以N检波点的镜像位置所在平面为基准面的均方根速度用vrms'表示。
在图4中，由于都采用均方根速度，所以t0、ts和构成直角三角形，所以有由于都采用均方根速度，所以和tr构成直角三角形，可以表示为地震波从镜像位置到镜像位置在海面上的投影点的传输时长，所以有这样，该采样点的海底地震反射波旅行时为式子中vm为海水速度，一般是一个定值等于1500米/秒。基于同样的方式，可以确定出每一地震道的每个采样点的海底地震下行波旅行时。
这样，在上述海底地震下行波的旅行时的计算过程中，用对成像时间进行校正，从而可以计算出海底地震下行波旅行时。而且计算海底地震下行波旅行时，使用以镜像海底为基准面的均方根速度，而不是以海平面为基准面的均方根速度，从而使海底反射波旅行时更准确。
步骤7，根据每个采样点对应的海底地震下行波旅行时，确定克希霍夫叠前时间偏移结果的CIP道集。
在实施中，终端确定每个采样点对应的海底地震下行波旅行时后，可以使用每个采样点对应的海底地震下行波旅行时，代入以下公式确定克希霍夫叠前时间偏移结果的CIP(Common Image point，共成像点)道集。其中，R表示地面点(x0,y0,z0＝0)到地下点(x,y,z)的距离。
可选的，如图5所示，步骤7的详细处理过程可以如下：
步骤7.1，根据预先存储的多个偏移孔径，对海水一次回响地震数据进行成像，在多个偏移孔径中，确定成像效果最佳的偏移孔径为目标偏移孔径。
在实施中，技术人员可以在终端中预先存储多个偏移孔径，如偏移孔径为10个地震道、20个地震道、25个地震道等。终端可以获取预先存储的偏移孔径，基于获取的每个偏移孔径，对每个地震道对应的海水一次回响数据，进行叠前偏移处理，也就是成像处理，并确定成像效果最佳的偏移孔径，将成像效果最佳的偏移孔径，确定为目标偏移孔径。例如，预先存储的多个偏移孔径为10个地震道、20个地震道、25个地震道，偏移孔径为20个地震道时，成像效果最佳，则目标偏移孔径为20个地震道。
步骤7.2，根据目标偏移孔径、每一地震道的CMP线号和CMP号，确定每一地震道对应的成像范围。
在实施中，对于每一地震道，终端可以从该地震道的道头中读取CMP线号和CMP号，然后使用目标偏移孔径、每一地震道的CMP线号和CMP号，确定出该地震道对应的成像范围。
需要说明的是，上述提到的偏移孔径如果是直径，要除以2，如果提到的是半径，则不做处理。
可选的，步骤7.2的详细处理过程可以如下：
对于每一地震道，将地震道的CMP线号与目标偏移孔径相减，得到地震道的成像范围中最小的CMP线号，将地震道的CMP线号与目标偏移孔径相加，得到地震道的成像范围中最大的CMP线号，并将地震道的CMP号与目标偏移孔径相减，得到地震道的成像范围中最小的CMP号，将地震道的CMP号与目标偏移孔径相加，得到地震道的成像范围中最大的CMP号。
在实施中，对于每一地震道，终端可以从该地震道的道头中读取CMP线号和CMP号，然后将该地震道的CMP线号与目标偏移孔径相减，得到该地震道的成像范围中最小的CMP线号，并将该地震道的CMP线号与目标偏移孔径相加，得到该地震道的成像范围中最大的CMP线号。并且终端也可以将该地震道的CMP号与目标偏移孔径相减，得到该地震道的成像范围中最小的CMP号，并将该地震道的CMP号与目标偏移孔径相加，得到该地震道的成像范围中最大的CMP号。也可以使用以下公式表示：
式子中，trace Line表示地震道的线号，trace Cmp表示地震道的道号，min Line表示成像范围最小线号，max Line表示成像范围最大线号，min Cmp表示成像范围最小道号，max Cmp表示成像范围最大道号，Aper表示目标偏移孔径。
需要说明的是，一般CMP线号和CMP号表示海平面上两个相互垂直的方向，x方向和y方向，所以成像范围为海平面上一个小的矩形区域。
步骤7.3，根据每个采样点的海底地震下行波旅行时，使用克希霍夫叠前偏移时间算法，确定每一地震道对应的成像范围中每个面元dxdy包含的偏移地震道。
在实施中，终端可以将每一地震道的成像范围(矩形区域)分割为多个小面元dxdy，小面元dxdy可以认为是一个成像点位置，终端可以使用公式将每一地震道的每个采样点的地震数据使用如下公式进行处理
得到偏移到每个面元dxdy包含的偏移地震道。如果一个面元dxdy中包含多个偏移地震道，还可以对多个偏移地震道进行叠加等处理。
例如，终端现在确定第40地震道的成像范围中每个面元dxdy包含的偏移地震道，第40地震道包括30个采样点，终端可以将第40地震道的30个采样点的地震数据，分别进行偏移处理，偏移到每个面元，相当于每个面元dxdy有30个采样点的偏移地震数据。
步骤7.4，基于每个面元dxdy的偏移地震道，确定克希霍夫叠前时间偏移结果的CIP道集。
在实施中，终端确定出每个面元dxdy的偏移地震道后，可以将这些偏移地震道进行合并等处理，确定出克希霍夫叠前时间偏移结果的CIP道集。
另外，为了使确定出的克希霍夫叠前时间偏移结果的CIP道集更准确，在计算得到CIP道集后，可以判断CIP道集同相轴是否满足要求，如果满足要求，可以确定克希霍夫叠前时间偏移计算结束，满足要求指CIP道集的波峰在同一直线上，且平行于水平线，如果不满足要求，不满足要求指CIP道集的波峰不在同一直线上，则根据CIP道集同相轴的弯曲程度调整每个采样点的vrms，对vrms进行优化处理，然后将基于调整后的vrms，重新计算每个采样点的海底地震下行波旅行时，基于每个采样点的海底地震下行波旅行时，重新确定克希霍夫叠前时间偏移结果的CIP道集，直到CIP道集同相轴满足要求，即如果CIP道集同相轴不满足要求，转至执行步骤5，即循环执行步骤5至步骤7，直到CIP道集同相轴满足要求。
另外，现有技术中，如图6所示，由于每个检波点可以接收的反射地震波的位置点的区域为一个开口朝下的抛物线，而且检波点的间距比较大，海底浅层有些位置点的反射地震波(如图6中阴影部分)，并不能被接收到，进而对海底浅层的成像不完整。而本发明实施中，由于将检波点镜像到海平面的上方，所以也可以对海底浅层进行成像。
本发明实施例中，步骤1：获取采集到的每一地震道的地震数据，其中，每一地震道的地震数据包括多个采样点对应的水、陆检四分量，步骤2：对地震数据中的水检分量和陆检分量中的垂直分量进行预处理，得到每一地震道对应的海水一次回响地震数据，步骤3：根据历史记录的以海平面为基准面的离散点的区域叠加速度，经过三维插值处理和平滑处理，建立以海平面为基准面的速度模型，其中，速度模型反映海平面以下各位置点与vrms的对应关系，vrms为以海平面为基准面的均方根速度，步骤4：根据每一地震道的地震数据中的检波点的位置信息，确定每个检波点以海平面为镜面的镜像位置的位置信息，步骤5：对于每个采样点，根据速度模型，确定采样点的vrms，根据采样点的vrms，确定采样点的vrms'，其中，vrms'为以平行于海平面且包含采样点对应的检波点的镜像位置的平面为基准面的均方根速度，步骤6：根据每个采样点的vrms和vrms'，确定每个采样点对应的海底地震下行波旅行时t，其中，
hs为炮点到成像点的水平距离，hr为检波点到成像点的水平距离；t0为以海平面为基准面的成像时间，vm为海水速度，dr为检波点位置处的海水深度，ts为炮点下行波旅行时，tr为检波点下行波旅行时，成像点是海底反射地震波的位置点在海平面上的垂直投影点，步骤7：根据每个采样点对应的海底地震下行波旅行时，确定克希霍夫叠前时间偏移结果的CIP道集。这样，在海底地震下行波的旅行时的计算过程中，将检波点镜像到以海平面以镜面的镜像位置，而且由于用对成像时间进行校正，从而可以计算出海底地震下行波旅行时。而且计算海底地震下行波旅行时，使用以检波点的镜像位置所在平面为基准面的均方根速度，而不是以海平面为基准面的均方根速度，从而使海底反射波旅行时更准确，进而可以使计算出的叠前偏移时间结果更准确。
基于相同的技术构思，本发明实施例还提供了一种确定叠前偏移时间结果的装置，如图7所示，该装置包括：
获取模块710，用于执行步骤1：获取采集到的每一地震道的地震数据，其中，所述每一地震道的地震数据包括水、陆检四分量；
处理模块720，用于执行步骤2：对所述地震数据中的水检分量和陆检分量中的垂直分量进行预处理，得到每一地震道对应的海水一次回响地震数据；
建模模块730，用于执行步骤3：根据历史记录的以海平面为基准面的离散点的区域叠加速度，经过三维插值处理和平滑处理，建立以海平面为基准面的速度模型，其中，所述速度模型反映海平面以下各位置点与vrms的对应关系，vrms为以海平面为基准面的均方根速度；
第一确定模块740，用于执行步骤4：根据每一地震道的地震数据中的检波点的位置信息，确定每个检波点以海平面为镜面的镜像位置的位置信息；
第二确定模块750，用于执行步骤5：对于每一地震道的地震数据中每个采样点，根据所述速度模型，确定所述采样点的vrms，根据所述采样点的vrms，确定所述采样点的vrms'，其中，vrms'为以平行于海平面且包含所述采样点对应的检波点的镜像位置的平面为基准面的均方根速度；
第三确定模块760，用于执行步骤6：根据所述每个采样点对应的检波点的镜像位置的位置信息、vrms和vrms'，确定所述每个采样点对应的海底地震下行波旅行时t，其中，
hs为炮点到成像点的水平距离，hr为检波点到成像点的水平距离；t0为以海平面为基准面的成像时间，vm为海水速度，dr为检波点位置处的海水深度，ts为炮点下行波旅行时，tr为检波点下行波旅行时，所述成像点是海底反射地震波的位置点在海平面上的垂直投影点；
第四确定模块770，用于执行步骤7：根据所述每个采样点对应的海底地震下行波旅行时，确定克希霍夫叠前时间偏移结果的CIP道集。
可选的，所述第二确定模块750，用于：
根据所述采样点的vrms，以公式确定所述采样点的vrms'，其中，dm为所述成像点位置处的海水深度。
可选的，所述海水一次回响地震数据中至少包括共中心点CMP线号、CMP号、炮点X坐标、炮点Y坐标、检波点X坐标、检波点Y坐标和检波点位置处的海水深度。
可选的，所述第四确定模块770，用于：
根据预先存储的多个偏移孔径，对所述海水一次回响地震数据进行成像，在所述多个偏移孔径中，确定成像效果最佳的偏移孔径为目标偏移孔径；
根据所述目标偏移孔径、每一地震道的CMP线号和CMP号，确定每一地震道对应的成像范围；
根据所述每个采样点的海底地震下行波旅行时，使用克希霍夫叠前偏移时间算法，确定每一地震道对应的成像范围中每个面元dxdy的偏移地震道；
基于所述每个面元dxdy的偏移地震道，确定克希霍夫叠前时间偏移结果的CIP道集。
可选的，所述第四确定模块770，用于：
对于每一地震道，将所述地震道的CMP线号与目标偏移孔径相减，得到所述地震道的成像范围中最小的CMP线号，将所述地震道的CMP线号与目标偏移孔径相加，得到所述地震道的成像范围中最大的CMP线号，并将所述地震道的CMP号与目标偏移孔径相减，得到所述地震道的成像范围中最小的CMP号，将所述地震道的CMP号与目标偏移孔径相加，得到所述地震道的成像范围中最大的CMP号。
本发明实施例中，步骤1：获取采集到的每一地震道的地震数据，其中，每一地震道的地震数据包括多个采样点对应的水、陆检四分量，步骤2：对地震数据中的水检分量和陆检分量中的垂直分量进行预处理，得到每一地震道对应的海水一次回响地震数据，步骤3：根据历史记录的以海平面为基准面的离散点的区域叠加速度，经过三维插值处理和平滑处理，建立以海平面为基准面的速度模型，其中，速度模型反映海平面以下各位置点与vrms的对应关系，vrms为以海平面为基准面的均方根速度，步骤4：根据每一地震道的地震数据中的检波点的位置信息，确定每个检波点以海平面为镜面的镜像位置的位置信息，步骤5：对于每个采样点，根据速度模型，确定采样点的vrms，根据采样点的vrms，确定采样点的vrms'，其中，vrms'为以平行于海平面且包含采样点对应的检波点的镜像位置的平面为基准面的均方根速度，步骤6：根据每个采样点的vrms和vrms'，确定每个采样点对应的海底地震下行波旅行时t，其中，
hs为炮点到成像点的水平距离，hr为检波点到成像点的水平距离；t0为以海平面为基准面的成像时间，vm为海水速度，dr为检波点位置处的海水深度，ts为炮点下行波旅行时，tr为检波点下行波旅行时，成像点是海底反射地震波的位置点在海平面上的垂直投影点，步骤7：根据每个采样点对应的海底地震下行波旅行时，确定克希霍夫叠前时间偏移结果的CIP道集。这样，在海底地震下行波的旅行时的计算过程中，将检波点镜像到以海平面以镜面的镜像位置，而且由于用对成像时间进行校正，从而可以计算出海底地震下行波旅行时。而且计算海底地震下行波旅行时，使用以检波点的镜像位置所在平面为基准面的均方根速度，而不是以海平面为基准面的均方根速度，从而使海底反射波旅行时更准确，进而可以使计算出的叠前偏移时间结果更准确。
需要说明的是：上述实施例提供的确定叠前偏移时间结果的装置在确定叠前偏移时间结果时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的确定叠前偏移时间结果的装置与确定叠前偏移时间结果的方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
请参考图8，其示出了本发明实施例所涉及的终端的结构示意图，该终端可以用于实施上述实施例中提供的确定叠前偏移时间结果的方法。具体来讲：
终端800可以包括RF(Radio Frequency，射频)电路110、包括有一个或一个以上计算机可读存储介质的存储器120、输入单元130、显示单元140、传感器150、音频电路160、WiFi(wireless fidelity，无线保真)模块170、包括有一个或者一个以上处理核心的处理器180、以及电源190等部件。本领域技术人员可以理解，图8中示出的终端结构并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。其中：
RF电路110可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，特别地，将基站的下行信息接收后，交由一个或者一个以上处理器180处理；另外，将涉及上行的数据发送给基站。通常，RF电路110包括但不限于天线、至少一个放大器、调谐器、一个或多个振荡器、用户身份模块(SIM)卡、收发信机、耦合器、LNA(Low Noise Amplifier，低噪声放大器)、双工器等。此外，RF电路110还可以通过无线通信与网络和其他设备通信。所述无线通信可以使用任一通信标准或协议，包括但不限于GSM(Global System of Mobile communication，全球移动通讯系统)、GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务)、CDMA(CodeDivision Multiple Access，码分多址)、WCDMA(Wideband Code Division MultipleAccess,宽带码分多址)、LTE(Long Term Evolution,长期演进)、电子邮件、SMS(ShortMessaging Service，短消息服务)等。
存储器120可用于存储软件程序以及模块，处理器180通过运行存储在存储器120的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器120可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据终端800的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器120可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。相应地，存储器120还可以包括存储器控制器，以提供处理器180和输入单元130对存储器120的访问。
输入单元130可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与用户设置以及功能控制有关的键盘、鼠标、操作杆、光学或者轨迹球信号输入。具体地，输入单元130可包括触敏表面131以及其他输入设备132。触敏表面131，也称为触摸显示屏或者触控板，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触敏表面131上或在触敏表面131附近的操作)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。可选的，触敏表面131可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器180，并能接收处理器180发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触敏表面131。除了触敏表面131，输入单元130还可以包括其他输入设备132。具体地，其他输入设备132可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种。
显示单元140可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及终端800的各种图形用户接口，这些图形用户接口可以由图形、文本、图标、视频和其任意组合来构成。显示单元140可包括显示面板141，可选的，可以采用LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)、OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)等形式来配置显示面板141。进一步的，触敏表面131可覆盖显示面板141，当触敏表面131检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器180以确定触摸事件的类型，随后处理器180根据触摸事件的类型在显示面板141上提供相应的视觉输出。虽然在图8中，触敏表面131与显示面板141是作为两个独立的部件来实现输入和输入功能，但是在某些实施例中，可以将触敏表面131与显示面板141集成而实现输入和输出功能。
终端800还可包括至少一种传感器150，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器可包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板141的亮度，接近传感器可在终端800移动到耳边时，关闭显示面板141和/或背光。作为运动传感器的一种，重力加速度传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别手机姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；至于终端800还可配置的陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。
音频电路160、扬声器161，传声器162可提供用户与终端800之间的音频接口。音频电路160可将接收到的音频数据转换后的电信号，传输到扬声器161，由扬声器161转换为声音信号输出；另一方面，传声器162将收集的声音信号转换为电信号，由音频电路160接收后转换为音频数据，再将音频数据输出处理器180处理后，经RF电路110以发送给比如另一终端，或者将音频数据输出至存储器120以便进一步处理。音频电路160还可能包括耳塞插孔，以提供外设耳机与终端800的通信。
WiFi属于短距离无线传输技术，终端800通过WiFi模块170可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等，它为用户提供了无线的宽带互联网访问。虽然图8示出了WiFi模块170，但是可以理解的是，其并不属于终端800的必须构成，完全可以根据需要在不改变发明的本质的范围内而省略。
处理器180是终端800的控制中心，利用各种接口和线路连接整个手机的各个部分，通过运行或执行存储在存储器120内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器120内的数据，执行终端800的各种功能和处理数据，从而对手机进行整体监控。可选的，处理器180可包括一个或多个处理核心；优选的，处理器180可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器180中。
终端800还包括给各个部件供电的电源190(比如电池)，优选的，电源可以通过电源管理系统与处理器180逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源190还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。
尽管未示出，终端800还可以包括摄像头、蓝牙模块等，在此不再赘述。具体在本实施例中，终端800的显示单元是触摸屏显示器，终端800还包括有存储器，以及一个或者一个以上的程序，其中一个或者一个以上程序存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行述一个或者一个以上程序包含用于进行执行上述确定叠前偏移时间结果的处理。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上仅为本发明的较佳实施例，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 (10)
1.一种确定叠前偏移时间结果的方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1：获取采集到的每一地震道的地震数据，其中，所述每一地震道的地震数据包括水、陆检四分量；
步骤2：对所述地震数据中的水检分量和陆检分量中的垂直分量进行预处理，得到每一地震道对应的海水一次回响地震数据；
步骤3：根据历史记录的以海平面为基准面的离散点的区域叠加速度，经过三维插值处理和平滑处理，建立以海平面为基准面的速度模型，其中，所述速度模型反映海平面以下各位置点与vrms的对应关系，vrms为以海平面为基准面的均方根速度；
步骤4：根据每一地震道的地震数据中的检波点的位置信息，确定每个检波点以海平面为镜面的镜像位置的位置信息；
步骤5：对于所述每一地震道的地震数据中每个采样点，根据所述速度模型，确定所述采样点的vrms，根据所述采样点的vrms，确定所述采样点的vrms'，其中，vrms'为以平行于海平面且包含所述采样点对应的检波点的镜像位置的平面为基准面的均方根速度；
步骤6：根据所述每个采样点对应的检波点的镜像位置的位置信息、vrms和vrms'，确定所述每个采样点对应的海底地震下行波旅行时t，其中，
hs为炮点到成像点的水平距离，hr为检波点到成像点的水平距离；t0为以海平面为基准面的成像时间，vm为海水速度，dr为检波点位置处的海水深度，ts为炮点下行波旅行时，tr为检波点下行波旅行时，所述成像点是海底反射地震波的位置点在海平面上的垂直投影点；
步骤7：根据所述每个采样点对应的海底地震下行波旅行时，确定克希霍夫叠前时间偏移结果的CIP道集。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述采样点的vrms，确定所述采样点的vrms'，包括：
根据所述采样点的vrms，以公式确定所述采样点的vrms'，其中，dm为所述成像点位置处的海水深度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述海水一次回响地震数据中至少包括共中心点CMP线号、CMP号、炮点X坐标、炮点Y坐标、检波点X坐标、检波点Y坐标和检波点位置处的海水深度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述每个采样点对应的海底地震下行波旅行时，确定克希霍夫叠前时间偏移结果的CIP道集，包括：
根据预先存储的多个偏移孔径，对所述海水一次回响地震数据进行成像，在所述多个偏移孔径中，确定成像效果最佳的偏移孔径为目标偏移孔径；
根据所述目标偏移孔径、每一地震道的CMP线号和CMP号，确定每一地震道对应的成像范围；
根据所述每个采样点的海底地震下行波旅行时，使用克希霍夫叠前偏移时间算法，确定每一地震道对应的成像范围中每个面元dxdy的偏移地震道；
基于所述每个面元dxdy的偏移地震道，确定克希霍夫叠前时间偏移结果的CIP道集。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标偏移孔径、每一地震道的CMP线号和CMP号，确定每一地震道对应的成像范围，包括：
对于每一地震道，将所述地震道的CMP线号与目标偏移孔径相减，得到所述地震道的成像范围中最小的CMP线号，将所述地震道的CMP线号与目标偏移孔径相加，得到所述地震道的成像范围中最大的CMP线号，并将所述地震道的CMP号与目标偏移孔径相减，得到所述地震道的成像范围中最小的CMP号，将所述地震道的CMP号与目标偏移孔径相加，得到所述地震道的成像范围中最大的CMP号。
6.一种确定叠前偏移时间结果的装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于执行步骤1：获取采集到的每一地震道的地震数据，其中，所述每一地震道的地震数据包括水、陆检四分量；
处理模块，用于执行步骤2：对所述地震数据中的水检分量和陆检分量中的垂直分量进行预处理，得到每一地震道对应的海水一次回响地震数据；
建模模块，用于执行步骤3：根据历史记录的以海平面为基准面的离散点的区域叠加速度，经过三维插值处理和平滑处理，建立以海平面为基准面的速度模型，其中，所述速度模型反映海平面以下各位置点与vrms的对应关系，vrms为以海平面为基准面的均方根速度；
第一确定模块，用于执行步骤4：根据每一地震道的地震数据中的检波点的位置信息，确定每个检波点以海平面为镜面的镜像位置的位置信息；
第二确定模块，用于执行步骤5：对于所述每一地震道的地震数据中每个采样点，根据所述速度模型，确定所述采样点的vrms，根据所述采样点的vrms，确定所述采样点的vrms'，其中，vrms'为以平行于海平面且包含所述采样点对应的检波点的镜像位置的平面为基准面的均方根速度；
第三确定模块，用于执行步骤6：根据所述每个采样点对应的检波点的镜像位置的位置信息、vrms和vrms'，确定所述每个采样点对应的海底地震下行波旅行时t，其中，
hs为炮点到成像点的水平距离，hr为检波点到成像点的水平距离；t0为以海平面为基准面的成像时间，vm为海水速度，dr为检波点位置处的海水深度，ts为炮点下行波旅行时，tr为检波点下行波旅行时，所述成像点是海底反射地震波的位置点在海平面上的垂直投影点；
第四确定模块，用于执行步骤7：根据所述每个采样点对应的海底地震下行波旅行时，确定克希霍夫叠前时间偏移结果的CIP道集。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块，用于：
根据所述采样点的vrms，以公式确定所述采样点的vrms'，其中，dm为所述成像点位置处的海水深度。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述海水一次回响地震数据中至少包括共中心点CMP线号、CMP号、炮点X坐标、炮点Y坐标、检波点X坐标、检波点Y坐标和检波点位置处的海水深度。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第四确定模块，用于：
根据预先存储的多个偏移孔径，对所述海水一次回响地震数据进行成像，在所述多个偏移孔径中，确定成像效果最佳的偏移孔径为目标偏移孔径；
根据所述目标偏移孔径、每一地震道的CMP线号和CMP号，确定每一地震道对应的成像范围；
根据所述每个采样点的海底地震下行波旅行时，使用克希霍夫叠前偏移时间算法，确定每一地震道对应的成像范围中每个面元dxdy的偏移地震道；
基于所述每个面元dxdy的偏移地震道，确定克希霍夫叠前时间偏移结果的CIP道集。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第四确定模块，用于：
对于每一地震道，将所述地震道的CMP线号与目标偏移孔径相减，得到所述地震道的成像范围中最小的CMP线号，将所述地震道的CMP线号与目标偏移孔径相加，得到所述地震道的成像范围中最大的CMP线号，并将所述地震道的CMP号与目标偏移孔径相减，得到所述地震道的成像范围中最小的CMP号，将所述地震道的CMP号与目标偏移孔径相加，得到所述地震道的成像范围中最大的CMP号。
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2017
- 2017-08-30 CN CN201710761804.7A patent/CN107505653B/zh active Active
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|---|
| 地震资料叠前偏移技术进展;李晶 等;《地球物理学进展》;20110630;第26卷(第3期);966-982 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107505653A (zh) | 2017-12-22 |
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