CN108693554A - 倾角域共成像点道集求取方法及计算机可读存储介质 - Google Patents

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刘喜武
刘宇巍
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Abstract

公开了一种倾角域共成像点道集求取方法及计算机可读存储介质，该方法包括：步骤1：基于共中心点道集，提取一个成像点，获得成像点所对应的地震射线走时数据与地震射线路径数据；步骤2：基于地震射线走时数据与地震射线路径数据，获得入射线与铅垂线之间的第一夹角和反射线与铅垂线之间的第二夹角；步骤3：基于第一夹角和第二夹角，获得入射角，进而获得倾角；步骤4：基于倾角，提取成像点对应的能量；步骤5：针对共中心点道集的每一个成像点重复步骤1‑4，获得倾角域共成像点道集。本发明由地震偏移方法直接计算出倾角，在偏移中即可将叠前道集能量直接归位到倾角域共成像点道集，可以求得真实地层倾斜角度及其能量值的准确归位点。

Description

倾角域共成像点道集求取方法及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及油气地球物理技术领域，更具体地，涉及一种倾角域共成像点道集求取方法及计算机可读存储介质。
背景技术
地震勘探成像计算的核心之一是精确求取各类共成像点道集(Audebert,2002)。一直以来，反射能量是业界的研究热点，常见的应用有利用反射角共成像点道集进行叠加成像、偏移速度分析、振幅属性分析和裂隙储层特征分析等。
近些年，随着技术的进步，倾角域共成像点道集(DDCIG)计算方法的出现使得绕射波能量的利用有了新的进展。倾角域共成像点道集的理论对地层倾角不做限定假设，地下的反射面可以是任意的角度，相较于反射角共成像点道集或者偏移距共成像点道集而言，更接近实际地质情况(Gerald，2008)。并且倾角域共成像点道集的叠加技术能够与第一菲涅尔带相联系，将有效反射波叠加，提高资料信噪比，同时也可以识别绕射波，改进绕射地质体的成像研究(张振波，2014)。国内外诸多学者和组织分别提取了DDCIG，并分析了反射波和绕射波在倾角域的响应特征(Landa et al,1983；王华忠等，2012)，使得在其他各类共成像点道集中难以描述和刻画的反射能量和绕射能量得到了一定程度上的区分识别和分别利用(匡斌等，2005)。Schleicher等基于出射角和剖面上反射层倾角约束来产生7维成像道集，而事实上逆时深度偏移也可以输出张角和倾角成像道集，但是计算量太大。此外，已知波传播方向的Beam叠前深度偏移应该是产生7维成像道集的合适方法。由Snell定律可知，出射角和地下倾角唯一确定了反射路径，倾角成像道集中反射波同相轴双曲线的顶点位于真反射界面倾角处。Kirchhoff叠前深度偏移也能实现上述思路，但Kirchhoff叠前深度偏移只输出反射角道集而忽略地层倾角域共成像点道集，实际上地层倾角域共成像点道集可以更好地表征地下有效反射能量，在倾角成像道集中反射波成像和绕射波成像的特征是不同的。这些研究多年来大多在深度域进行，而深度域成像的必要步骤中的速度建模成本很高，计算效率低，难于精确求取(王华忠等，2012)。因此，有必要开发一种倾角域共成像点道集求取方法。
公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明提出了一种倾角域共成像点道集求取方法及计算机可读存储介质，由地震偏移方法直接计算出倾角，在偏移中即可将叠前道集能量直接归位到倾角域共成像点道集，能克服水平层状介质限制，考虑地层倾斜影响，可以求得真实地层倾斜角度及其能量值的准确归位点，并且可以灵活的由成本较低的原始地震数据中直接求得倾角域共成像点道集。
根据本发明的一方面，提出了一种倾角域共成像点道集求取方法。所述方法可以包括：步骤1：基于地震成像用的共中心点道集，提取一个成像点，获得所述成像点所对应的地震射线走时数据与地震射线路径数据；步骤2：基于所述成像点所对应的所述地震射线走时数据与所述地震射线路径数据，获得入射线与铅垂线之间的第一夹角和反射线与所述铅垂线之间的第二夹角；步骤3：基于所述第一夹角和所述第二夹角，获得入射角，进而获得倾角；步骤4：基于所述倾角，提取所述成像点对应的能量；步骤5：针对所述共中心点道集的每一个成像点重复执行所述步骤1-4，进而获得所述倾角域共成像点道集。
优选地，所述地震射线路径数据包括：地层介质层速度，炮点到地下成像点的射线参数，接收点到地下成像点的射线参数；所述地震射线走时数据包括：入射线走时与反射线走时。
优选地，所述第一夹角为：
其中，α1表示第一夹角，vint表示地层介质层速度，ρs表示炮点到地下成像点的射线参数，ts表示入射线走时，s表示炮点，r表示接收点；
所述第二夹角为：
其中，α2表示第二夹角，ρr表示接收点到地下成像点的射线参数，tr表示反射线走时。
优选地，所述入射角为：
θ＝(α1+α2)/2 (3)
其中，θ表示入射角。
优选地，所述倾角为：
其中，表示倾角。
根据本发明的另一方面，提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述程序被处理器执行时实现以下步骤：
步骤1：基于地震成像用的共中心点道集，提取一个成像点，获得所述成像点所对应的地震射线走时数据与地震射线路径数据；
步骤2：基于所述成像点所对应的所述地震射线走时数据与所述地震射线路径数据，获得入射线与铅垂线之间的第一夹角和反射线与所述铅垂线之间的第二夹角；
步骤3：基于所述第一夹角和所述第二夹角，获得入射角，进而获得倾角；
步骤4：基于所述倾角，提取所述成像点对应的能量；
步骤5：针对所述共中心点道集的每一个成像点重复执行所述步骤1-4，进而获得所述倾角域共成像点道集。
优选地，所述地震射线路径数据包括：地层介质层速度，炮点到地下成像点的射线参数，接收点到地下成像点的射线参数，所述地震射线走时数据包括：入射线走时与反射线走时。
优选地，所述第一夹角为：
其中，α1表示第一夹角，vint表示地层介质层速度，ρs表示炮点到地下成像点的射线参数，ts表示入射线走时，s表示炮点，r表示接收点；
所述第二夹角为：
其中，α2表示第二夹角，ρr表示接收点到地下成像点的射线参数，tr表示反射线走时。
优选地，所述入射角为：
θ＝(α1+α2)/2 (3)
其中，θ表示入射角。
优选地，所述倾角为：
其中，表示倾角。
本发明的有益效果在于：由地震偏移方法直接计算出倾角，在偏移中即可将叠前道集能量直接归位到倾角域共成像点道集，从流程上节省大数据量的偏移距道集费时费力的计算流程；考虑弯曲射线效应，通过地震偏移的方法来寻找射线路径，能够更加精确的得到地下成像点的倾角信息。
本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
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倾角域共成像点道集求取方法的步骤的流程图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的弯曲射线模型的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明。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。
图1示出了根据本发明的倾角域共成像点道集求取方法的步骤的流程图。
在该实施方式中，根据本发明的倾角域共成像点道集求取方法可以包括：步骤1：基于地震成像用的共中心点道集，提取一个成像点，获得成像点所对应的地震射线走时数据与地震射线路径数据；步骤2：基于成像点所对应的地震射线走时数据与地震射线路径数据，获得入射线与铅垂线之间的第一夹角和反射线与铅垂线之间的第二夹角；步骤3：基于第一夹角和第二夹角，获得入射角，进而获得倾角；步骤4：基于倾角，提取成像点对应的能量；步骤5：针对共中心点道集的每一个成像点重复执行步骤1-4，进而获得倾角域共成像点道集。
该实施方式由地震偏移方法直接计算出倾角，在偏移中即可将叠前道集能量直接归位到倾角域共成像点道集，能克服水平层状介质限制，考虑地层倾斜影响，可以求得真实地层倾斜角度及其能量值的准确归位点，并且可以灵活的由成本较低的原始地震数据中直接求得倾角域共成像点道集。
下面详细说明根据本发明的倾角域共成像点道集求取方法的具体步骤。
步骤1：基于地震成像用的共中心点道集，提取一个成像点，获得成像点所对应的地震射线走时数据与地震射线路径数据。
步骤2：基于成像点所对应的地震射线走时数据与地震射线路径数据，获得入射线与铅垂线之间的第一夹角和反射线与铅垂线之间的第二夹角。
在一个示例中，地震射线路径数据包括：地层介质层速度，炮点到地下成像点的射线参数，接收点到地下成像点的射线参数；地震射线走时数据包括：入射线走时与反射线走时。
在一个示例中，第一夹角为：
其中，α1表示第一夹角，vint表示地层介质层速度，ρs表示炮点到地下成像点的射线参数，ts表示入射线走时，s表示炮点，r表示接收点。
第二夹角为：
其中，α2表示第二夹角，ρr表示接收点到地下成像点的射线参数，tr表示反射线走时。
图2示出了根据本发明的一个实施例的弯曲射线模型的示意图。
具体地，基于地震成像用的共中心点道集，分别获得每一道的每一个成像点所对应的地震射线走时数据与地震射线路径数据，其中，地震射线路径数据包括：地层介质层速度，炮点到地下成像点的射线参数，接收点到地下成像点的射线参数；地震射线走时数据包括：入射线走时与反射线走时，其中，采用弯曲射线计算方法计算地震射线走时数据，如图2所示，其中，横轴表示距离，纵轴表示时间，C为地下iz时间点处一成像点，ACB为地震弯曲射线路径，EC为弯曲射线在C处的切线，CD为对应成像点C处所扫描的反射面的垂线，(CD也可以理解为α1第一夹角和α2第二夹角两个角之和的角度的角平分线)，α1为第一夹角，即AC与铅垂线的夹角，α2为第二夹角，即BC与铅垂线的夹角，θ为射线在C点的真实入射角。具体地，原理如图2所示，可以输入任一未经偏移的地震道集，对于输入的每一道地震数据，扫描地下成像点，入射线走时为ts，反射线走时为tr。此种计算方法考虑射线弯曲效应，能计算地下散射点处较为真实的地震射线角度。
针对每一个成像点，根据Snell定理，将地层介质层速度、炮点到地下成像点的射线参数与入射线走时代入公式(1)中，计算求得第一夹角；将地层介质层速度、接收点到地下成像点的射线参数与反射线走时代入公式(2)中，计算求得第二夹角。
步骤3：基于第一夹角和第二夹角，获得入射角，进而获得倾角。
在一个示例中，入射角为：
θ＝(α1+α2)/2 (3)
其中，θ表示入射角。
在一个示例中，倾角为：
其中，表示倾角。
具体地，将第一夹角与第二夹角代入公式(3)中，计算求得入射角；通过射线与角度的几何关系，通过公式(4)计算求得倾角的大小，其中，当第一夹角大于第二夹角时，倾角当第一夹角小于第二夹角时，倾角
步骤4：基于倾角，提取成像点对应的能量。
步骤5：针对共中心点道集的每一个成像点重复执行步骤1-4，进而获得倾角域共成像点道集。
具体地，针对每一个成像点的倾角，在有效孔径方位内通过扫描的方法提取CIG中该成像点的能量，并将能量归位到DDCIG内该成像点对应的倾角中，把所有的成像点依次提取归位DDCIG后，便可得到倾角域共成像点道集。
本方法由地震偏移方法直接计算出倾角，在偏移中即可将叠前道集能量直接归位到倾角域共成像点道集，从流程上节省大数据量的偏移距道集费时费力的计算流程；考虑弯曲射线效应，通过地震偏移的方法来寻找射线路径，能够更加精确的得到地下成像点的倾角信息。
应用示例
为便于理解本发明实施方式的方案及其效果，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。
输入地震成像用的共中心点道集，获得每一个成像点所对应的地震射线走时数据与地震射线路径数据，其中，地震射线路径数据包括：地层介质层速度，炮点到地下成像点的射线参数，接收点到地下成像点的射线参数；地震射线走时数据包括：入射线走时与反射线走时，其中，采用弯曲射线计算方法计算地震射线走时数据，针对每一个成像点，根据Snell定理，将地层介质层速度、炮点到地下成像点的射线参数与入射线走时代入公式(1)中，计算求得第一夹角；将地层介质层速度、接收点到地下成像点的射线参数与反射线走时代入公式(2)中，计算求得第二夹角。将第一夹角与第二夹角代入公式(3)中，计算求得入射角；通过射线与角度的几何关系，通过公式(4)计算求得倾角的大小。针对每一个成像点的倾角，在有效孔径方位内通过扫描的方法提取CIG中该成像点的能量，并将能量归位到DDCIG内该成像点对应的倾角中，把所有的成像点依次提取归位DDCIG后，便可得到倾角域共成像点道集。
综上所述，由地震偏移方法直接计算出倾角，在偏移中即可将叠前道集能量直接归位到倾角域共成像点道集，从流程上节省大数据量的偏移距道集费时费力的计算流程；考虑弯曲射线效应，通过地震偏移的方法来寻找射线路径，能够更加精确的得到地下成像点的倾角信息。
本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施方式的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施方式的有益效果，并不意在将本发明的实施方式限制于所给出的任何示例。
根据本发明的实施方式，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述程序被处理器执行时实现以下步骤：
步骤1：基于地震成像用的共中心点道集，提取一个成像点，获得所述成像点所对应的地震射线走时数据与地震射线路径数据；
步骤2：基于所述成像点所对应的所述地震射线走时数据与所述地震射线路径数据，获得入射线与铅垂线之间的第一夹角和反射线与所述铅垂线之间的第二夹角；
步骤3：基于所述第一夹角和所述第二夹角，获得入射角，进而获得倾角；
步骤4：基于所述倾角，提取所述成像点对应的能量；
步骤5：针对所述共中心点道集的每一个成像点重复执行所述步骤1-4，进而获得所述倾角域共成像点道集。
该实施方式由地震偏移方法直接计算出倾角，在偏移中即可将叠前道集能量直接归位到倾角域共成像点道集，能克服水平层状介质限制，考虑地层倾斜影响，可以求得真实地层倾斜角度及其能量值的准确归位点，并且可以灵活的由成本较低的原始地震数据中直接求得倾角域共成像点道集。
在一个示例中，地震射线路径数据包括：地层介质层速度，炮点到地下成像点的射线参数，接收点到地下成像点的射线参数，地震射线走时数据包括：入射线走时与反射线走时。
在一个示例中，第一夹角为：
其中，α1表示第一夹角，vint表示地层介质层速度，ρs表示炮点到地下成像点的射线参数，ts表示入射线走时，s表示炮点，r表示接收点。
第二夹角为：
其中，α2表示第二夹角，ρr表示接收点到地下成像点的射线参数，tr表示反射线走时。
在一个示例中，入射角为：
θ＝(α1+α2)/2 (3)
其中，θ表示入射角。
优选地，倾角为：
其中，表示倾角。
该实施例由地震偏移方法直接计算出倾角，在偏移中即可将叠前道集能量直接归位到倾角域共成像点道集，从流程上节省大数据量的偏移距道集费时费力的计算流程；考虑弯曲射线效应，通过地震偏移的方法来寻找射线路径，能够更加精确的得到地下成像点的倾角信息。
本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施方式的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施方式的有益效果，并不意在将本发明的实施方式限制于所给出的任何示例。
以上已经描述了本发明的各实施方式，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方式。在不偏离所说明的各实施方式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方式的原理、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方式。

Claims (10)

1.一种倾角域共成像点道集求取方法，包括：
步骤1：基于地震成像用的共中心点道集，提取一个成像点，获得所述成像点所对应的地震射线走时数据与地震射线路径数据；
步骤2：基于所述成像点所对应的所述地震射线走时数据与所述地震射线路径数据，获得入射线与铅垂线之间的第一夹角和反射线与所述铅垂线之间的第二夹角；
步骤3：基于所述第一夹角和所述第二夹角，获得入射角，进而获得倾角；
步骤4：基于所述倾角，提取所述成像点对应的能量；
步骤5：针对所述共中心点道集的每一个成像点重复执行所述步骤1-4，进而获得所述倾角域共成像点道集。
2.根据权利要求1所述的倾角域共成像点道集求取方法，其中，所述地震射线路径数据包括：地层介质层速度，炮点到地下成像点的射线参数，接收点到地下成像点的射线参数；
所述地震射线走时数据包括：入射线走时与反射线走时。
3.根据权利要求2所述的倾角域共成像点道集求取方法，其中，所述第一夹角为：
其中，α1表示第一夹角，vint表示地层介质层速度，ρs表示炮点到地下成像点的射线参数，ts表示入射线走时，s表示炮点，r表示接收点；
所述第二夹角为：
其中，α2表示第二夹角，ρr表示接收点到地下成像点的射线参数，tr表示反射线走时。
4.根据权利要求3所述的倾角域共成像点道集求取方法，其中，所述入射角为：
θ＝(α1+α2)/2 (3)
其中，θ表示入射角。
5.根据权利要求4所述的倾角域共成像点道集求取方法，其中，所述倾角为：
其中，表示倾角。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述程序被处理器执行时实现以下步骤：
步骤1：基于地震成像用的共中心点道集，提取一个成像点，获得所述成像点所对应的地震射线走时数据与地震射线路径数据；
步骤2：基于所述成像点所对应的所述地震射线走时数据与所述地震射线路径数据，获得入射线与铅垂线之间的第一夹角和反射线与所述铅垂线之间的第二夹角；
步骤3：基于所述第一夹角和所述第二夹角，获得入射角，进而获得倾角；
步骤4：基于所述倾角，提取所述成像点对应的能量；
步骤5：针对所述共中心点道集的每一个成像点重复执行所述步骤1-4，进而获得所述倾角域共成像点道集。
7.根据权利要求6所述的计算机可读存储介质，其中，所述地震射线路径数据包括：地层介质层速度，炮点到地下成像点的射线参数，接收点到地下成像点的射线参数，
所述地震射线走时数据包括：入射线走时与反射线走时。
8.根据权利要求7所述的计算机可读存储介质，其中，所述第一夹角为：
其中，α1表示第一夹角，vint表示地层介质层速度，ρs表示炮点到地下成像点的射线参数，ts表示入射线走时，s表示炮点，r表示接收点；
所述第二夹角为：
其中，α2表示第二夹角，ρr表示接收点到地下成像点的射线参数，tr表示反射线走时。
9.根据权利要求8所述的计算机可读存储介质，其中，所述入射角为：
θ＝(α1+α2)/2 (3)
其中，θ表示入射角。
10.根据权利要求9所述的计算机可读存储介质，其中，所述倾角为：
其中，表示倾角。
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