CN107526102A - 纵波与转换波联合偏移速度建模方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纵波与转换波联合偏移速度建模方法和装置。该方法包括分别在深度域迭代计算P波、PS波偏移速度与各向异性参数，从而达到纵波与PS波联合速度建模的目的。该装置包括与方法相对应的抽取单元、分析计算单元、输出单元与建模单元，应用本发明可以解决各向异性偏移成像困难的问题，且具有较高的计算效率。
Description
技术领域
本发明涉及油气地球物理技术领域，更具体地，涉及一种纵波与转换波联合偏移速度建模方法和一种纵波与转换波联合偏移速度建模的装置。
背景技术
多分量叠前偏移速度建模包括时间偏移速度建模与深度偏移速度建模,叠前时间偏移速度建模技术的发展历程不长，但是现在已发展到各向同性和各向异性两种偏移速度建模方法。转换波叠前时间偏移速度建模可以替代CCP抽道集、DMO、叠后时间偏移速度建模等时间域处理流程，可使成像效果明显提高。当地质情况较为复杂，横向变化率大的情况时，叠前深度偏移速度建模能够适应更为复杂的地质情况，利用地层深度的唯一性特点对转换波在深度域进行成像，有利于提高成像的精度，也有利于后续的多分量解释。
中国科学院地质与地球物理研究所的王妙月研究员曾在上个世纪80年代后期开展了弹性波Kirchhoff叠前深度偏移速度建模技术研究，能够实现X、Y、Z三个分量数据的同时偏移速度建模，这项技术在胜利、轮南、汪家屯的多分量转换波地震勘探中得到很好的应用；李录明(2005)发展了傅立叶有限差分转换波叠前深度偏移速度建模技术，获得较好的应用效果；陈海峰(2014)提出各向异性偏移速度建模方法专利；但是，叠前深度偏移速度建模技术对速度模型要求非常苛刻，且处理周期长，费用高，目前在勘探中应用程度不高。上述的偏移速度建模成像方法都是以标量波场理论为基础的偏移速度建模方法，首先对多分量数据进行波场分离，即通过坐标变换将原始数据分解为纵波(分量)数据和转换横波(分量)数据，然后对这两种数据分别进行相移、有限差分、Kirchhoff积分等方法的成像处理。
综合来看，现有技术中，理论与处理方法存在的主要缺陷在于：(1)将多分量波场看作几种标量波波场的简单叠加，忽略了地震波场的矢量特征；(2)每个分量都是采用单独偏移速度建模成像的思路，偏移速度建模后的纵波与转换波振幅不在一个量级上，不利于振幅属性的提取。
发明内容
本发明提出了一种纵波与转换波联合偏移速度建模方法，本发明还提出了相应的装置。
根据本发明的一方面，提出了一种纵波与转换波联合偏移速度建模方法，该方法包括：
输入纵波数据，设置深度域偏移网格；
选定小偏移距段的纵波数据，假设小偏移距段的纵波数据为各向同性，即将纵波各向异性参数gP设为0，通过纵波常速度偏移的资料处理操作，得到小偏移距段PP波深度域CSP道集；
基于小偏移距段PP波深度域CSP道集确定最终的建模纵波速度vPm；
选定大偏移距段的纵波数据，通过最终确定的建模纵波速度vPm进行速度偏移的资料处理操作得到大偏移距段PP波深度域CSP道集；
基于大偏移距段PP波深度域CSP道集确定最终的建模纵波速度各向异性参数gP；
输入转换波数据，设置深度域偏移网格；
选定小偏移距段的转换波数据，假设小偏移距段的转换波数据为各向同性，即将横波各向异性参数gS设为0，用PP波处理得到的建模纵波速度vPm以及S波常速度偏移得到小偏移距段PS波深度域CSP道集；
基于小偏移距段PS深度域CSP道集确定最终的建模横波速度vSm；
选定大偏移距段的转换波数据，借助得到的gP将PS波深度域CSP道集的下行P波各向异性效应进行校正，此时，S波深度域CSP道集只受上行S波各向异性参数的影响，偏移得到大偏移距段PS波深度域CSP道集；
基于大偏移距段PS波深度域CSP道集确定最终的建模横波速度各向异性参数gS；
根据时深对应关系，将所确定的最终的vPm、gP、vSm、gS转换到时间域，建立同时包含纵波速度、横波速度以及各向异性参数信息的偏移模型。
本发明的另一方面还公开了一种纵波与转换波联合偏移速度建模的装置，该装置包括：
纵波设置单元，用于输入纵波数据并设置深度域偏移网格；
小偏移距PP波CSP道集获取单元，用于选定小偏移距段的纵波数据，并假设小偏移距段的纵波数据为各向同性，即将纵波各向异性参数gP设为0，通过纵波常速度偏移的资料处理操作，得到小偏移距段PP波深度域CSP道集；
建模纵波速度确定单元，用于基于小偏移距段PP波深度域CSP道集确定最终的建模纵波速度vPm；
大偏移距PP波CSP道集获取单元，用于选定大偏移距段的纵波数据，并通过最终确定的建模纵波速度vPm进行速度偏移的资料处理操作得到大偏移距段PP波深度域CSP道集；
建模纵波速度各向异性参数确定单元，用于基于大偏移距段PP波深度域CSP道集确定最终的建模纵波速度各向异性参数gP；
转换波设置单元，用于输入转换波数据以及设置深度域偏移网格；
小偏移距PS波CSP道集获取单元，用于选定小偏移距段的转换波数据，并假设小偏移距段的转换波数据为各向同性，即将横波各向异性参数gS设为0，用PP波处理得到的建模纵波速度vPm以及S波常速度偏移得到小偏移距段PS波深度域CSP道集；
建模横波速度确定单元，用于基于小偏移距段PS深度域CSP道集确定最终的建模横波速度vSm；
大偏移距PS波CSP道集获取单元，用于选定大偏移距段的转换波数据，借助得到的gP将PS波深度域CSP道集的下行P波各向异性效应进行校正，此时，S波深度域CSP道集只受上行S波各向异性参数的影响，偏移得到大偏移距段PS波深度域CSP道集；
建模横波速度各向异性参数确定单元，用于基于大偏移距段PS波深度域CSP道集确定最终的建模横波速度各向异性参数gS；
建模单元，用于根据时深对应关系，将所确定的最终的vPm、gP、vSm、gS转换到时间域，建立同时包含纵波速度、横波速度以及各向异性参数信息的偏移模型
本发明的发明人经过深入研究后，认为多分量偏移速度建模应发展以矢量波场理论为基础的偏移速度建模方法，将地面接收到的多分量弹性波场作为矢量场进行处理；同时应该结合纵波与转换波联合进行偏移速度建模，建模后的多波波场能够完全对应，振幅具有可比性。特别地，对于复杂地质情况，一种纵波与转换波联合偏移速度建模方法是十分必要的。
因此，本发明通过使得PP波与PS波在同一时间域的尺度内匹配成像，把各向异性速度场的建模、复杂介质的偏移成像以及多波层位的匹配柔和成一个整体，能够在很大程度上提高多波偏移的精度，并更有利于后续的解释反演和地质目标的实现，降低勘探开发的风险，使其更适用于解决复杂缝洞和岩性油气藏的预测与精细描述问题。该发明在深度域匹配同一地质层位的PP波与PS波的反射同相轴，大大提高了层位的可对比性，因此本发明具有极高的工业实用价值和推广应用前景。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一个实施例的CSP道集构建示意图。
图2示出了根据本发明实施例的示例性纵波与转换波联合偏移速度建模方法示意图。
图3(a)、(b)是根据本发明实施例的表1-1模型各向异性射线追踪正演所得前五炮PP波与PS波的单炮记录图。
图4(a)、(b)、(c)、(d)是根据本发明实施例的P、S波偏移速度建模过程示意图。
图5(a)、(b)是根据本发明实施例的P、S波各向异性参数建模过程示意图。
图6(a)、(b)、(c)、(d)是根据本发明实施例的深时转换后得到的PP波、PS波在PP波T0时间域的叠前Kirchhoff偏移剖面与PP波自激自收叠加剖面对比图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
本发明的基本原理介绍如下。
(1)各向异性时距曲线方程
针对PP波，在横向各向同性介质中PP波的时距方程可写为：
其中，tPP为PP波的旅行时，t0PP为PP波的T0时间，xP为PP波的炮点与中心点的水平距离，vP为P波均方根速度，各向异性参数gP表示为P波的垂向非均匀性。
对于PS波，下行波为P波，上行波为S波，则PS波时距方程为：
其中，tPS为PS波的旅行时，t0P、t0S分别为P波、S波的单程垂直旅行时，xP、xS分别为炮点、接收点至转换点的水平距离，vS为S波均方根速度，各向异性参数gS表示为S波的垂向非均匀性。
(2)PP波、PS波速度与各向异性参数的分析
在地下三维空间内存在一个半椭球面(其剖面如图1中所示)，将地下椭球介质模型离散成网格节点，每个节点即为散射点。S为震源点，R为接收点；Scatter Point为散射点且深度为Z，其在地表的投影为SP。地震波在散射点上方介质传播时，下行波与上行波偏移速度分别为vd、vu，震源与散射点之间的旅行时为td，散射点与接收点之间的旅行时为tu，SP点到震源点S距离为ds，SP点到接收点R之间的距离为dr，一定能在震源点S与接收点R之间找到一等效偏移距点E，等效偏移距点与散射点之间的地震波旅行时te与ts、tr之间满足：
2te＝td+tu＝t (1.3)
t为地震波总旅行时，假设SR的中心点为MP，根据公式(1.1)、(1.2)，可得
令SP与E点之间的距离为he，则:
所以：
由该式可得：
对于PP波，存在vPm＝vd＝vu＝vm，则式(1.4)可变形为：
对于PS波，令vPm＝vd、vSm＝vu、vCm＝vm，则式(1.4)可变形为：
其中：
则：
利用上述过程可以形成CSP道集，在CSP道集中的偏移距为等效偏移距。
在CSP道集中各向异性地震记录的同相轴真实的双程旅行时可以表示为：
在深度域，偏移时地震波双程旅行时可以表示为：
所以：
则不同等效偏移距he的成像深度为：
将公式(1.11)带入到公式(1.14)可得成像深度与偏移速度误差满足如下关系：
公式中：
由公式(1.15)可见，当偏移速度与真实速度相同且各向异性效应完全消除时偏移深度才能与真实地层深度吻合。基于该公式可以用来抽取深度域的CSP道集，并通过r谱以及g谱扫描来找到真实的P、S波速度与各向异性参数，从而提高多波CSP道集抽取的精度。
由于PS波的传播同时受到P、S波速度以及各自各向异性参数的同时影响，所以PS波的处理必须在PP波之后。在获得真实的P波偏移速度域各向异性参数以后，首先消除P波各向异性的影响，再求取S波的偏移速度与各向异性参数。由于PS波的g谱扫描得到的各向异性参数为gC，它与gS之间存在差异。对于一定偏移距h，根据公式(1.10)，gC与gS的关系为：
将公式：带入上式，得到：
由上式，可以通过一定偏移距h的gC，直接换算gS。
(3)时间域PP波与PS波CSP道集的抽取
时间域多波CSP道集的抽取需要得到时间域的速度谱与各向异性参数谱，所以需要进行深时转换。根据公式(1.11)、(1.12)，Z0向T0转换时，需要用到P波的平均速度vPa，且：
Wang等(1995)的研究表明：当偏移距较小时，vPm＝vPa，且各向异性参数对时距曲线形态特征的影响较小。当偏移距较大时，vPm更接近均方根速度，且各向异性参数对时距曲线形态特征的影响较大。所以进行速度谱与各向异性参数的深时转换时，应该通过小偏移距的CSP道集分析P、S波的偏移速度，并用来进行深时转换，用大偏移距的CSP道集分析各向异性参数。
实施例1
根据本实施例，公开了一种纵波与转换波联合偏移速度建模方法，该方法包括：
步骤101，输入纵波数据，设置深度域偏移网格；
步骤102，选定小偏移距段的纵波数据，假设小偏移距段的纵波数据为各向同性，即将纵波各向异性参数gP设为0，通过纵波常速度偏移的资料处理操作，得到小偏移距段PP波深度域CSP道集；
步骤103，基于小偏移距段PP波深度域CSP道集确定最终的建模纵波速度vPm；
步骤104，选定大偏移距段的纵波数据，通过最终确定的建模纵波速度vPm进行速度偏移的资料处理操作得到大偏移距段PP波深度域CSP道集；
步骤105，基于大偏移距段PP波深度域CSP道集确定最终的建模纵波速度各向异性参数gP；
步骤106，输入转换波数据，设置深度域偏移网格；
步骤107，选定小偏移距段的转换波数据，假设小偏移距段的转换波数据为各向同性，即将横波各向异性参数gS设为0，用PP波处理得到的建模纵波速度vPm以及S波常速度偏移得到小偏移距段PS波深度域CSP道集；
步骤108，基于小偏移距段PS深度域CSP道集确定最终的建模横波速度vSm；
步骤109，选定大偏移距段的转换波数据，借助得到的gP将PS波深度域CSP道集的下行P波各向异性效应进行校正，此时，S波深度域CSP道集只受上行S波各向异性参数的影响，偏移得到大偏移距段PS波深度域CSP道集；
步骤110，基于大偏移距段PS波深度域CSP道集确定最终的建模横波速度各向异性参数gS；
步骤111，根据时深对应关系，将所确定的最终的vPm、gP、vSm、gS转换到时间域，建立同时包含纵波速度、横波速度以及各向异性参数信息的偏移模型。
上述实施例中，通过使得PP波与PS波在同一时间域的尺度内匹配成像，把各向异性速度场的建模、复杂介质的偏移成像以及多波层位的匹配柔和成一个整体，能够在很大程度上提高多波偏移的精度，并更有利于后续的解释反演和地质目标的实现，降低勘探开发的风险，使其更适用于解决复杂缝洞和岩性油气藏的预测与精细描述问题。该发明在深度域匹配同一地质层位的PP波与PS波的反射同相轴，大大提高了层位的可对比性。
可选地，上述步骤103中，基于小偏移距段PP波深度域CSP道集确定最终的建模纵波速度vPm可以包括：
对PP波深度域CSP道集进行速度分析的资料处理操作，根据相对应的速度分析值来计算剩余曲率r值，并将不同深度计算的全部剩余曲率r值绘制成r谱面板，人工拾取剩余曲率r谱的相应值点，得到更新的建模纵波速度vPm，用更新后的建模纵波速度vPm替代纵波常速度进行速度偏移的资料处理操作，重新计算r谱的相应值点，迭代至剩余曲率r谱峰值完全收敛于0，确定此时的vPm为最终的建模纵波速度。
可选地，上述步骤105中，基于大偏移距段PP波深度域CSP道集确定最终的建模纵波速度各向异性参数gP可以包括：
假定剩余曲率r值为0，计算大偏移距段PP波深度域CSP道集的各向异性参数g值，将不同深度的全部各向异性参数g值绘制成g谱，针对纵波为绘制成纵波各向异性参数gP谱，人工拾取纵波各向异性参数gP谱峰值点，得到更新的gP值点使得输入的大偏移距段PP波深度域CSP道集轴校正的更平，确定此时的gP为最终的建模纵波速度各向异性参数。
可选地，上述步骤108中，基于小偏移距段PS深度域CSP道集确定最终的建模横波速度vSm可以包括：
计算PS波深度域CSP道集的剩余曲率r谱，人工拾取r谱的相应值点，得到更新的转换波等效速度vCm并根据公式换算得到建模横波速度vSm，用vSm替代上一步S波常速度重新进行速度偏移的资料处理操作，并重新计算r谱的相应值点，迭代至剩余曲率r谱峰值完全收敛于0，确定此时的vSm为最终的建模横波速度。
可选地，上述步骤110中，基于大偏移距段PS波深度域CSP道集确定最终的建模横波速度各向异性参数gS可以包括：
假定剩余曲率r值为0，计算大偏移距段PS波深度域CSP道集的各向异性参数g值，并绘制成g谱，针对转换波为绘制成等价效应的转换波各向异性参数gC谱，人工拾取gC谱，得到更新的gC值点使得输入的大偏移距段PS波深度域CSP道集轴校正的更平，通过与gP，gS之间的关系，换算得到gS，确定此时的gS为最终的建模横波速度各向异性参数。
可选地，可以考虑基于下式计算剩余曲率r值：
其中，r表示剩余曲率值，vm表示偏移成像速度，vt表示真实速度。
图2示出了根据本发明的一个实施例的示例性纵波与转换波联合偏移速度建模方法的流程图。
(1)PP波CSP道集抽取流程
1)PP波保幅预处理：矢量去噪，反褶积，振幅补偿，静校正等；
2)设置深度域偏移网格，基于公式(1.4)～(1.7)，选定小偏移距数据，将gP置为0，通过P波常速度偏移得到PP波深度域的CSP道集；
3)基于公式(1.16)，计算PP波CSP道集的r谱，人工拾取r谱，得到更新的vPm；
4)重复过程2)，将常速度替换成更新后的vPm；叠代过程2)～4)直至r谱的峰值点完全收敛于0；叠代结束。
5)选定大偏移距数据，通过偏移得到PP波深度域的CSP道集；
6)基于公式(1.16)，r置为0，计算PP波CSP道集的g谱，人工拾取g谱，得到更新的gP；
7)根据深度域的vPm，基于公式(1.20)，计算深时对应关系，将vPm、gP转换到时间域。
(2)PS波CSP道集抽取流程
1)PS波保幅预处理：矢量去噪，反褶积，振幅补偿，静校正等；
2)设置深度域偏移网格，基于公式(1.4)～(1.7)，选定小偏移距数据，将gS置为0，用PP波处理得到的vPm以及S波常速度偏移得到PS波深度域的CSP道集；
3)基于公式(1.16)，计算PS波CSP道集的r谱，人工拾取r谱，得到更新的vCm；根据公式(1.10)、(1.11)，换算得到vSm。
4)重复过程2)，将常速度替换成更新后的vSm；叠代过程2)～4)直至r谱的峰值点完全收敛于0；叠代结束。
5)选定大偏移距数据，通过gP消除下行P波旅行时的各向异性，偏移得到PS波深度域的CSP道集；
6)基于公式(1.18)，r置为0，计算PS波CSP道集的g谱，人工拾取g谱，得到更新的gC；根据公式(1.19)换算得到gS；
7)根据PP波深时对应关系，将vSm、gS转换到时间域。
(3)基于时间域的vPm、gP、vSm、gS建立同时包含纵波速度、横波速度以及各向异性参数信息的偏移模型。
实施例2
本发明还公开了一种纵波与转换波联合偏移速度建模的装置。本实施例中，该装置包括：
纵波设置单元，用于输入纵波数据并设置深度域偏移网格；
小偏移距PP波CSP道集获取单元，用于选定小偏移距段的纵波数据，并假设小偏移距段的纵波数据为各向同性，即将纵波各向异性参数gP设为0，通过纵波常速度偏移的资料处理操作，得到小偏移距段PP波深度域CSP道集；
建模纵波速度确定单元，用于基于小偏移距段PP波深度域CSP道集确定最终的建模纵波速度vPm；
大偏移距PP波CSP道集获取单元，用于选定大偏移距段的纵波数据，并通过最终确定的建模纵波速度vPm进行速度偏移的资料处理操作得到大偏移距段PP波深度域CSP道集；
建模纵波速度各向异性参数确定单元，用于基于大偏移距段PP波深度域CSP道集确定最终的建模纵波速度各向异性参数gP；
转换波设置单元，用于输入转换波数据以及设置深度域偏移网格；
小偏移距PS波CSP道集获取单元，用于选定小偏移距段的转换波数据，并假设小偏移距段的转换波数据为各向同性，即将横波各向异性参数gS设为0，用PP波处理得到的建模纵波速度vPm以及S波常速度偏移得到小偏移距段PS波深度域CSP道集；
建模横波速度确定单元，用于基于小偏移距段PS深度域CSP道集确定最终的建模横波速度vSm；
大偏移距PS波CSP道集获取单元，用于选定大偏移距段的转换波数据，借助得到的gP将PS波深度域CSP道集的下行P波各向异性效应进行校正，此时，S波深度域CSP道集只受上行S波各向异性参数的影响，偏移得到大偏移距段PS波深度域CSP道集；
建模横波速度各向异性参数确定单元，用于基于大偏移距段PS波深度域CSP道集确定最终的建模横波速度各向异性参数gS；
建模单元，用于根据时深对应关系，将所确定的最终的vPm、gP、vSm、gS转换到时间域，建立同时包含纵波速度、横波速度以及各向异性参数信息的偏移模型。
在一个示例中，在建模纵波速度确定单元中，基于小偏移距段PP波深度域CSP道集确定最终的建模纵波速度vPm可以包括：
对PP波深度域CSP道集进行速度分析的资料处理操作，根据相对应的速度分析值来计算剩余曲率r值，并将不同深度计算的全部剩余曲率r值绘制成r谱面板，人工拾取剩余曲率r谱的相应值点，得到更新的建模纵波速度vPm，用更新后的建模纵波速度vPm替代纵波常速度进行速度偏移的资料处理操作，重新计算r谱的相应值点，迭代至剩余曲率r谱峰值完全收敛于0，确定此时的vPm为最终的建模纵波速度。
在一个示例中，在建模纵波速度各向异性参数确定单元中，基于大偏移距段PP波深度域CSP道集确定最终的建模纵波速度各向异性参数gP可以包括：
假定剩余曲率r值为0，计算大偏移距段PP波深度域CSP道集的各向异性参数g值，将不同深度的全部各向异性参数g值绘制成g谱，针对纵波为绘制成纵波各向异性参数gP谱，人工拾取纵波各向异性参数gP谱峰值点，得到更新的gP值点使得输入的大偏移距段PP波深度域CSP道集轴校正的更平，确定此时的gP为最终的建模纵波速度各向异性参数。
在一个示例中，在建模横波速度确定单元中，基于小偏移距段PS深度域CSP道集确定最终的建模横波速度vSm可以包括：
计算PS波深度域CSP道集的剩余曲率r谱，人工拾取r谱的相应值点，得到更新的转换波等效速度vCm并根据公式换算得到建模横波速度vSm，用vSm替代上一步S波常速度重新进行速度偏移的资料处理操作，并重新计算r谱的相应值点，迭代至剩余曲率r谱峰值完全收敛于0，确定此时的vSm为最终的建模横波速度。
在一个示例中，在建模横波速度各向异性参数确定单元中，基于大偏移距段PS波深度域CSP道集确定最终的建模横波速度各向异性参数gS可以包括：
假定剩余曲率r值为0，计算大偏移距段PS波深度域CSP道集的各向异性参数g值，并绘制成g谱，针对转换波为绘制成等价效应的转换波各向异性参数gC谱，人工拾取gC谱，得到更新的gC值点使得输入的大偏移距段PS波深度域CSP道集轴校正的更平，通过与gP，gS之间的关系，换算得到gS，确定此时的gS为最终的建模横波速度各向异性参数。
在一个示例中，在上述建模纵波速度确定单元、建模纵波速度各向异性参数确定单元、建模横波速度确定单元、建模横波速度各向异性参数确定单元中的一者或多者(例如全部中)，可以考虑基于下式计算剩余曲率r值：
其中，r表示剩余曲率值，vm表示偏移成像速度，vt表示真实速度。
应用示例
为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。
表1示出了某一层状介质模型参数。其中：模型大小10000m*5000m，密度为定值2.3g/cc，炮间距400m，道间距50m。固定排列，移动放炮。
表1深部煤层气储层模型参数表
图3(a)、(b)示出了本发明实施例各向异性射线追踪正演所得前五炮PP波与PS波的单炮记录图，其中图3(a)为PP单炮，图3(b)为PS单炮。
图4(a)～(d)示出了本发明实施例P、S波偏移速度建模过程示意图，其中图4(a)为第一次分析P波速度，图4(b)为收敛后的P波剩余曲率与CSP道集，图4(c)为第一次分析S波速度，图4(d)为收敛后的PS波剩余曲率、PS波CSP道集与对应的PP波CSP道集。当PP波给常速度偏移时，深度域的r谱是发散的，得到的CSP道集也不平；当进行r谱拾取，对P波偏移速度进行更新后得到的r谱完全收敛于0附近，同时偏移得到的PP波CSP道集同相轴是拉平的；同样当PS波给常S波速度偏移时，深度域的r谱也是发散的，得到的CSP道集也不平；当进行r谱拾取，对S波偏移速度进行更新后得到的r谱完全收敛于0附近，同时偏移得到的PS波CSP道集同相轴也是拉平的。
图5(a)、(b)示出了本发明实施例P、S波各向异性参数建模过程示意图，其中，图5(a)为gp谱拾取，图5(b)为gs谱拾取。可见当用真实的各向异性参数进行叠前偏移时，大偏移距的PP波、PS波CSP道集同相轴都能较好拉平。
图6(a)～(d)示出了本发明实施例的深时转换后得到的PP波、PS波在PP波T0时间域的叠前Kirchhoff偏移剖面，与PP波自激自收叠加剖面对比图，其中图6(a)为PP波自激自收剖面，图6(b)为PP波叠前矢量时间偏移剖面，图6(c)为PS波自激自收剖面，图6(d)为PS波叠前矢量时间偏移剖面。可见，PP波、PS波在每层的反射时间都能与真实的PP波反射时间完全对应上，这说明本发明速度建模模块能较好获得PP波T0时间域内的P、S波偏移速度场与各向异性参数。
本发明可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本发明的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。
这里参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (10)
1.一种纵波与转换波联合偏移速度建模方法，该方法包括：
输入纵波数据，设置深度域偏移网格；
选定小偏移距段的纵波数据，假设小偏移距段的纵波数据为各向同性，即将纵波各向异性参数gP设为0，通过纵波常速度偏移的资料处理操作，得到小偏移距段PP波深度域CSP道集；
基于小偏移距段PP波深度域CSP道集确定最终的建模纵波速度vPm；
选定大偏移距段的纵波数据，通过最终确定的建模纵波速度vPm进行速度偏移的资料处理操作得到大偏移距段PP波深度域CSP道集；
基于大偏移距段PP波深度域CSP道集确定最终的建模纵波速度各向异性参数gP；
输入转换波数据，设置深度域偏移网格；
选定小偏移距段的转换波数据，假设小偏移距段的转换波数据为各向同性，即将横波各向异性参数gS设为0，用PP波处理得到的建模纵波速度vPm以及S波常速度偏移得到小偏移距段PS波深度域CSP道集；
基于小偏移距段PS深度域CSP道集确定最终的建模横波速度vSm；
选定大偏移距段的转换波数据，借助得到的gP将PS波深度域CSP道集的下行P波各向异性效应进行校正，此时，S波深度域CSP道集只受上行S波各向异性参数的影响，偏移得到大偏移距段PS波深度域CSP道集；
基于大偏移距段PS波深度域CSP道集确定最终的建模横波速度各向异性参数gS；
根据时深对应关系，将所确定的最终的vPm、gP、vSm、gS转换到时间域，建立同时包含纵波速度、横波速度以及各向异性参数信息的偏移模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于小偏移距段PP波深度域CSP道集确定最终的建模纵波速度vPm包括：
对PP波深度域CSP道集进行速度分析的资料处理操作，根据相对应的速度分析值来计算剩余曲率r值，并将不同深度计算的全部剩余曲率r值绘制成r谱面板，人工拾取剩余曲率r谱的相应值点，得到更新的建模纵波速度vPm，用更新后的建模纵波速度vPm替代纵波常速度进行速度偏移的资料处理操作，重新计算r谱的相应值点，迭代至剩余曲率r谱峰值完全收敛于0，确定此时的vPm为最终的建模纵波速度。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，基于大偏移距段PP波深度域CSP道集确定最终的建模纵波速度各向异性参数gP包括：
假定剩余曲率r值为0，计算大偏移距段PP波深度域CSP道集的各向异性参数g值，将不同深度的全部各向异性参数g值绘制成g谱，针对纵波为绘制成纵波各向异性参数gP谱，人工拾取纵波各向异性参数gP谱峰值点，得到更新的gP值点使得输入的大偏移距段PP波深度域CSP道集轴校正的更平，确定此时的gP为最终的建模纵波速度各向异性参数。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，基于小偏移距段PS深度域CSP道集确定最终的建模横波速度vSm包括：
计算PS波深度域CSP道集的剩余曲率r谱，人工拾取r谱的相应值点，得到更新的转换波等效速度vCm并根据公式换算得到建模横波速度vSm，用vSm替代上一步S波常速度重新进行速度偏移的资料处理操作，并重新计算r谱的相应值点，迭代至剩余曲率r谱峰值完全收敛于0，确定此时的vSm为最终的建模横波速度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，基于大偏移距段PS波深度域CSP道集确定最终的建模横波速度各向异性参数gS包括：
假定剩余曲率r值为0，计算大偏移距段PS波深度域CSP道集的各向异性参数g值，并绘制成g谱，针对转换波为绘制成等价效应的转换波各向异性参数gC谱，人工拾取gC谱，得到更新的gC值点使得输入的大偏移距段PS波深度域CSP道集轴校正的更平，通过与gP，gS之间的关系，换算得到gS，确定此时的gS为最终的建模横波速度各向异性参数。
6.根据权利要求2-5中任意一者所述的方法，其特征在于，基于下式计算剩余曲率r值：
<mrow>
<mi>r</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<msubsup>
<mi>v</mi>
<mi>m</mi>
<mn>2</mn>
</msubsup>
<msubsup>
<mi>v</mi>
<mi>t</mi>
<mn>2</mn>
</msubsup>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
其中，r表示剩余曲率值，vm表示偏移成像速度，vt表示真实速度。
7.一种纵波与转换波联合偏移速度建模装置，该装置包括：
纵波设置单元，用于输入纵波数据并设置深度域偏移网格；
小偏移距PP波CSP道集获取单元，用于选定小偏移距段的纵波数据，并假设小偏移距段的纵波数据为各向同性，即将纵波各向异性参数gP设为0，通过纵波常速度偏移的资料处理操作，得到小偏移距段PP波深度域CSP道集；
建模纵波速度确定单元，用于基于小偏移距段PP波深度域CSP道集确定最终的建模纵波速度vPm；
大偏移距PP波CSP道集获取单元，用于选定大偏移距段的纵波数据，并通过最终确定的建模纵波速度vPm进行速度偏移的资料处理操作得到大偏移距段PP波深度域CSP道集；
建模纵波速度各向异性参数确定单元，用于基于大偏移距段PP波深度域CSP道集确定最终的建模纵波速度各向异性参数gP；
转换波设置单元，用于输入转换波数据以及设置深度域偏移网格；
小偏移距PS波CSP道集获取单元，用于选定小偏移距段的转换波数据，并假设小偏移距段的转换波数据为各向同性，即将横波各向异性参数gS设为0，用PP波处理得到的建模纵波速度vPm以及S波常速度偏移得到小偏移距段PS波深度域CSP道集；
建模横波速度确定单元，用于基于小偏移距段PS深度域CSP道集确定最终的建模横波速度vSm；
大偏移距PS波CSP道集获取单元，用于选定大偏移距段的转换波数据，借助得到的gP将PS波深度域CSP道集的下行P波各向异性效应进行校正，此时，S波深度域CSP道集只受上行S波各向异性参数的影响，偏移得到大偏移距段PS波深度域CSP道集；
建模横波速度各向异性参数确定单元，用于基于大偏移距段PS波深度域CSP道集确定最终的建模横波速度各向异性参数gS；
建模单元，用于根据时深对应关系，将所确定的最终的vPm、gP、vSm、gS转换到时间域，建立同时包含纵波速度、横波速度以及各向异性参数信息的偏移模型。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，
在建模纵波速度确定单元中，基于小偏移距段PP波深度域CSP道集确定最终的建模纵波速度vPm包括：
对PP波深度域CSP道集进行速度分析的资料处理操作，根据相对应的速度分析值来计算剩余曲率r值，并将不同深度计算的全部剩余曲率r值绘制成r谱面板，人工拾取剩余曲率r谱的相应值点，得到更新的建模纵波速度vPm，用更新后的建模纵波速度vPm替代纵波常速度进行速度偏移的资料处理操作，重新计算r谱的相应值点，迭代至剩余曲率r谱峰值完全收敛于0，确定此时的vPm为最终的建模纵波速度；
和/或，在建模纵波速度各向异性参数确定单元中，基于大偏移距段PP波深度域CSP道集确定最终的建模纵波速度各向异性参数gP包括：
假定剩余曲率r值为0，计算大偏移距段PP波深度域CSP道集的各向异性参数g值，将不同深度的全部各向异性参数g值绘制成g谱，针对纵波为绘制成纵波各向异性参数gP谱，人工拾取纵波各向异性参数gP谱峰值点，得到更新的gP值点使得输入的大偏移距段PP波深度域CSP道集轴校正的更平，确定此时的gP为最终的建模纵波速度各向异性参数。
9.根据权利要求7所述的装置，其中，
在建模横波速度确定单元中，基于小偏移距段PS深度域CSP道集确定最终的建模横波速度vSm包括：
计算PS波深度域CSP道集的剩余曲率r谱，人工拾取r谱的相应值点，得到更新的转换波等效速度vCm并根据公式换算得到建模横波速度vSm，用vSm替代上一步S波常速度重新进行速度偏移的资料处理操作，并重新计算r谱的相应值点，迭代至剩余曲率r谱峰值完全收敛于0，确定此时的vSm为最终的建模横波速度；
和/或，在建模横波速度各向异性参数确定单元中，基于大偏移距段PS波深度域CSP道集确定最终的建模横波速度各向异性参数gS包括：
假定剩余曲率r值为0，计算大偏移距段PS波深度域CSP道集的各向异性参数g值，并绘制成g谱，针对转换波为绘制成等价效应的转换波各向异性参数gC谱，人工拾取gC谱，得到更新的gC值点使得输入的大偏移距段PS波深度域CSP道集轴校正的更平，通过与gP，gS之间的关系，换算得到gS，确定此时的gS为最终的建模横波速度各向异性参数。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，
基于下式计算剩余曲率r值：
<mrow>
<mi>r</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<msubsup>
<mi>v</mi>
<mi>m</mi>
<mn>2</mn>
</msubsup>
<msubsup>
<mi>v</mi>
<mi>t</mi>
<mn>2</mn>
</msubsup>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
其中，r表示剩余曲率值，vm表示偏移成像速度，vt表示真实速度。
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| GR01 | Patent grant | ||
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