CN109031411B - 基于垂直地震剖面数据的高斯束偏移成像方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于垂直地震剖面数据的高斯束偏移成像方法及系统，该方法主要包括：确定每个炮点高斯束和每个检波点高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围；获取利用地面地震成像结果得到的地下地层倾角场区间先验信息区间，即先验信息区间；计算每个炮检对的高斯束交叉区域的成像点位置的地层倾角向量；判断地层倾角向量是否在先验信息区间内；若是则根据地层倾角向量对应的炮检对的高斯束交叉区域对该炮检对的高斯束交叉区域内的单个炮检对的高斯束进行成像。本发明提供了方法或者利用先验信息即地面地震得到的地下倾角信息约束高斯束偏移成像过程，选择有利地下构造的地层倾角，达到压制“画弧”噪音的目的。
Description
技术领域
本发明涉及石油地球物理勘探地震资料处理技术领域，特别涉及一种基于垂直地震剖面数据的高斯束偏移成像方法及系统。
背景技术
垂直地震剖面(英文简称VSP)数据是相对地面地震数据的一种比较特殊的观测数据，即为地面激发井中接收所记录的地震数据，该数据能够帮助落实井旁地震构造的细节、研究断层、裂缝发育情况、衰减系数和其他岩石属性，还可以充分利用纵横波资料对储层就行综合研究，协助地面地震资料的建模、处理和解释等工作。但是，垂直地震剖面观测数据相对地面地震数据范围较小，加之垂直地震剖面观测数据成像点的覆盖次数不足即数据不够完备，偏移成像结果容易形成“画弧”现象。因此，垂直地震剖面偏移成像除了需要建立合理的速度模型外，还需要解决数据不足引起的“画弧”现象。
垂直地震剖面数据的传统偏移成像方法是VSP-CDP转换方法，该方法能够解决垂直地震剖面画弧噪音，但仅适用于一维速度模型，即基于射线追踪的VSP-CDP方法假设条件过于简单，不能处理复杂介质的成像问题。伴随着地面地震成像方法进步，关于垂直地震剖面数据对应的成像方法也有对应的研究，但这些成像方法都没有针对性解决垂直地震剖面成像的“画弧”噪音问题。无论是波动方程方法还是克西霍夫成像方法都对垂直地震剖面数据不足比较敏感，都存在严重的“画弧”现象。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于垂直地震剖面数据的高斯束偏移成像方法及系统，利用地面地震数据得到的先验信息(地层倾角)来解决垂直地震剖面数据高斯束偏移成像结果的“画弧”噪音。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种基于垂直地震剖面数据的高斯束偏移成像方法，所述高斯束偏移成像方法包括：
建立垂直地震剖面观测模型；所述垂直地震剖面观测模型包括检波点的位置以及个数、炮点的位置以及个数；其中，在所述垂直地震剖面观测模型中所述检波点与所述炮点成不对称分布；
获取外部定义参数，并根据所述外部定义参数确定所述垂直地震剖面观测模型中所有炮点的中心射线出射方向以及所有检波点的中心射线出射方向；所述外部定义参数包括地震速度模型、射线角度范围和角度采样间隔；
根据每个所述炮点的中心射线出射方向、每个所述检波点的中心射线出射方向以及所述垂直地震剖面观测模型，确定每个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围以及每个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围；
获取先验信息区间；所述先验信息区间为利用地面地震成像结果得到的地下地层倾角场区间；所述地下地层倾角场区间为地下地层倾角场与倾角误差组合形成的区间；
计算每个炮检对的高斯束交叉区域的成像点位置的地层倾角向量；所述炮检对的高斯束交叉区域为一个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围与一个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围的重合区域；
根据高斯束叠前深度偏移成像约束条件，判断所述地层倾角向量是否在所述先验信息区间内，得到第一判断结果；
若所述第一判断结果表示所述地层倾角向量在所述先验信息区间内，则根据所述地层倾角向量对应的炮检对的高斯束交叉区域对所述炮检对的高斯束交叉区域内的单个炮检对的高斯束进行成像，得到所述炮检对的高斯束垂直地震剖面数据的成像结果；
若所述第一判断结果表示所述地层倾角向量未在所述先验信息区间内，则删除未在所述先验信息区间内的所述地层倾角向量对应的炮检点射线束交叉区域。
可选的，所述根据每个所述炮点的中心射线出射方向、每个所述检波点的中心射线出射方向以及所述垂直地震剖面观测模型，确定每个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围以及每个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围，具体包括：
根据所述垂直地震剖面观测模型，确定炮点面元的中心位置坐标以及检波点的中心位置坐标；
根据所述炮点的中心射线出射方向、所述炮点面元的中心位置坐标以及所述检波点的中心位置坐标，计算成像点在地面的垂直投影位置；
获取成像孔径参数；
根据所述成像点在地面的垂直投影位置、所述成像孔径参数以及所述炮点的中心射线出射方向，确定每个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围；
根据所述成像点在地面的垂直投影位置、所述成像孔径参数以及所述检波点的中心射线出射方向，确定每个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围。
可选的，所述根据所述炮点的中心射线出射方向、所述炮点面元的中心位置坐标以及所述检波点的中心位置坐标，计算成像点在地面的垂直投影位置，具体包括：
根据以下公式计算成像点在地面的垂直投影位置，所述公式为，
其中，和分别是炮点面元的中心位置坐标和检波点的中心位置坐标，是炮点的中心射线出射方向，是成像点在地面的垂直投影位置。
可选的，所述计算每个炮检对的高斯束交叉区域的成像点位置的地层倾角向量，具体包括：
根据以下公式计算每个炮检对的高斯束交叉区域的成像点位置的地层倾角向量，所述公式为：
其中，地层倾角向量包含倾角和方位角和分别是炮点的高斯束射线参数和检波点的高斯束射线参数，所述炮点的高斯束射线参数和所述检波点的高斯束射线参数均是根据输入的速度模型、角度向量范围参数和角度间隔参数计算得到。
可选的，所述根据高斯束叠前深度偏移成像约束条件，判断所述地层倾角向量是否在所述先验信息区间内，具体包括：
确定高斯束叠前深度偏移成像条件，所述高斯束叠前深度偏移成像条件为其中，是成像点坐标，和分别是是炮点面元的中心位置坐标和检波点的中心位置坐标，ω是角频率；I为地震像变量，一共有n个检波点；D是面元中包含的地震道数据；G是高斯束的格林函数；其中，炮点的高斯束的格林函数为检波点的高斯束的格林函数为
根据所述高斯束叠前深度偏移成像条件，确定所述地层倾角向量在所述先验信息区间内的判断条件；所述判断条件为其中，是通过地面地震数据倾角扫描得到的地下地层倾角场；Δθ是倾角误差，是炮检点射线在地下相交计算得到的地层倾角向量；
根据所述判断条件，判断所述地层倾角向量是否在所述先验信息区间内。
本发明还提供了一种基于垂直地震剖面数据的高斯束偏移成像系统，所述高斯束偏移成像系统包括：
垂直地震剖面观测模型建立模块，用于建立垂直地震剖面观测模型；所述垂直地震剖面观测模型包括检波点的位置以及个数、炮点的位置以及个数；其中，在所述垂直地震剖面观测模型中所述检波点与所述炮点成不对称分布；
中心射线出射方向确定模块，用于获取外部定义参数，并根据所述外部定义参数确定所述垂直地震剖面观测模型中所有炮点的中心射线出射方向以及所有检波点的中心射线出射方向；所述外部定义参数包括地震速度模型、射线角度范围和角度采样间隔；
成像范围确定模块，用于根据每个所述炮点的中心射线出射方向、每个所述检波点的中心射线出射方向以及所述垂直地震剖面观测模型，确定每个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围以及每个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围；
先验信息区间获取模块，用于获取先验信息区间；所述先验信息区间为利用地面地震成像结果得到的地下地层倾角场区间；所述地下地层倾角场区间为地下地层倾角场与倾角误差组合形成的区间；
地层倾角向量计算模块，用于计算每个炮检对的高斯束交叉区域的成像点位置的地层倾角向量；所述炮检对的高斯束交叉区域为一个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围与一个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围的重合区域；
第一判断结果得到模块，用于根据高斯束叠前深度偏移成像约束条件，判断所述地层倾角向量是否在所述先验信息区间内，得到第一判断结果；
高斯束成像模块，用于当所述第一判断结果表示所述地层倾角向量在所述先验信息区间内是，根据所述地层倾角向量对应的炮检对的高斯束交叉区域对所述炮检对的高斯束交叉区域内的单个炮检对的高斯束进行成像，得到所述炮检对的高斯束垂直地震剖面数据的成像结果；
删除模块，用于当所述第一判断结果表示所述地层倾角向量未在所述先验信息区间内时，删除未在所述先验信息区间内的所述地层倾角向量对应的炮检点射线束交叉区域。
可选的，所述成像范围确定模块，具体包括：
中心位置坐标确定单元，用于根据所述垂直地震剖面观测模型，确定炮点面元的中心位置坐标以及检波点的中心位置坐标；
成像点在地面的垂直投影位置计算单元，用于根据所述炮点的中心射线出射方向、所述炮点面元的中心位置坐标以及所述检波点的中心位置坐标，计算成像点在地面的垂直投影位置；
成像孔径参数获取模块，用于获取成像孔径参数；
炮点成像范围确定单元，用于根据所述成像点在地面的垂直投影位置、所述成像孔径参数以及所述炮点的中心射线出射方向，确定每个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围；
检波点点成像范围确定单元，用于根据所述成像点在地面的垂直投影位置、所述成像孔径参数以及所述检波点的中心射线出射方向，确定每个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供了一种基于垂直地震剖面数据的高斯束偏移成像方法及系统，该方法包括：根据获取的外部定义参数确定垂直地震剖面观测模型中所有炮点的中心射线出射方向以及所有检波点的中心射线出射方向，进而确定每个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围以及每个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围；外部定义参数包括地震速度模型、射线角度范围和角度采样间隔；获取利用地面地震成像结果得到的地下地层倾角场区间，即先验信区间；计算每个炮检对的高斯束交叉区域的成像点位置的地层倾角向量；所述炮检对的高斯束交叉区域为一个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围与一个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围的重合区域；根据高斯束叠前深度偏移成像约束条件，判断所述地层倾角向量是否在所述先验信息区间内，得到第一判断结果；若是则根据所述地层倾角向量对应的炮检对的高斯束交叉区域对所述炮检对的高斯束交叉区域内的单个炮检对的高斯束进行成像，得到所述炮检对的高斯束垂直地震剖面数据的成像结果；若否则删除未在所述先验信息区间内的所述地层倾角向量对应的炮检点射线束交叉区域。本发明提供了方法或者利用先验信息即地面地震得到的地下倾角信息约束高斯束偏移成像过程，选择有利地下构造的地层倾角，达到压制“画弧”噪音的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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为本发明实施例基于垂直地震剖面数据的高斯束偏移成像方法的流程示意图；
图2为本发明垂直地震剖面观测模型中的炮点、检波点及中心点之间的关系示意图；
图3为本发明地层倾角两种表示(dipx，dipy)和(θdip,θazi)之间的关系示意图
图4为本发明某地区野外VSP数据的速度模型图；图4中横向坐标表示水平空间x方向坐标，纵向坐标表示深度z方向坐标，纵横向单位都为米(m)，灰度色标表示速度大小，单位为米每秒(m/s)；
图5为本发明某地区野外数据的地面地震数据成像结果图；图5中横向坐标表示水平空间x方向坐标，纵向坐标表示深度z方向坐标，纵横向单位都为米(m)；
图6为本发明某地区野外无地层倾角约束的VSP数据高斯偏移结果图；图6中横向坐标表示水平空间x方向坐标，纵向坐标表示深度z方向坐标，纵横向单位都为米(m)；
图7为本发明某地区野外数据的深度剖面几个层位倾角信息图；图7中横向坐标表示水平空间x方向坐标，纵向坐标表示深度z方向坐标，纵横向单位都为米(m)，灰度色标表示dipx倾角大小，无量纲；
图8为本发明某地区野外地层倾角约束为图7的VSP数据高斯束偏移结果图；图8中横向坐标表示水平空间x方向坐标，纵向坐标表示深度z方向坐标，纵横向单位都为米(m)；
图9为本发明某地区野外数据的深度剖面平滑倾角信息图；图9中横向坐标表示水平空间x方向坐标，纵向坐标表示深度z方向坐标，纵横向单位都为米(m)，灰度色标表示dipx倾角大小，无量纲；
图10为本发明某地区野外地层倾角约束为图9的VSP数据高斯束偏移结果图；图10中横向坐标表示水平空间x方向坐标，纵向坐标表示深度z方向坐标，纵横向单位都为米(m)；
图11为本发明实施例基于垂直地震剖面数据的高斯束偏移成像系统的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
面向目标成像的克西霍夫偏移方法能够比较方便地直接应用到垂直地震剖面数据，可以通过孔径控制来减轻“画弧”噪音。地震束比地震射线有一定的传播宽度，对垂直地震剖面数据覆盖次数不够有一定的弥补作用；且高斯束偏移有对垂直地震剖面数据的沿检波点出射方向的分解，可以自由地选择不同方向的数据进行成像，特别是面向垂直地震剖面进行目标成像时，对处理由于未充分干涉的绕射波噪音有一定的优势。因此高斯束偏移成像方法相对其他地震偏移成像技术针对垂直地震剖面资料的偏移成像有一定的优势，但仍然无法彻底解决因数据不完备引起的“画弧”噪音，如何进一步减轻垂直地震剖面资料束偏移成像结果的“画弧”噪音，是垂直地震剖面资料地震处理的一个重要研究方向。
石油勘探领域，井地资料联合采集迅猛发展，地面地震数据信息相对完备，能够提供足够精度的地震成像结果，利用此类先验信息约束垂直地震剖面数据高斯束偏移解决“画弧”噪音是十分可行的方法，对井地资料联合研究有着重要的促进作用。
因此，本发明的目的是提供一种基于垂直地震剖面数据的高斯束偏移成像方法及系统，利用地面地震数据得到的先验信息(地层倾角)来解决垂直地震剖面数据高斯束偏移成像结果的“画弧”噪音。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明的主要技术思路为结合垂直地震剖面观测系统的特殊性，根据高斯束方向确定自适应的成像范围以限制大角度绕射；然后利用地面地震成像结果，通过通用的方法(例如倾角扫描或者拾取)得到地下地层倾角场高斯束偏移炮点位置射线和检波点位置射线相交处即成像点位置，通过炮点位置射线在该成像点位置处的射线方向和检波点位置射线在该成像点位置处的射线方向，计算该成像点位置的地层倾角向量通过比较和来约束垂直地震剖面数据高斯束偏移成像过程，达到限制绕射噪音的目的。
图1为本发明实施例基于垂直地震剖面数据的高斯束偏移成像方法的流程示意图。
如图1所示，本发明实施例提供的基于垂直地震剖面数据的高斯束偏移成像方法具体包括以下几个步骤。
步骤101：建立垂直地震剖面观测模型；所述垂直地震剖面观测模型包括检波点的位置以及个数、炮点的位置以及个数；其中，在所述垂直地震剖面观测模型中所述检波点与所述炮点成不对称分布。
步骤102：获取外部定义参数，并根据所述外部定义参数确定所述垂直地震剖面观测模型中所有炮点的中心射线出射方向以及所有检波点的中心射线出射方向；所述外部定义参数包括地震速度模型、射线角度范围和角度采样间隔。
步骤103：根据每个所述炮点的中心射线出射方向、每个所述检波点的中心射线出射方向以及所述垂直地震剖面观测模型，确定每个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围以及每个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围。
步骤104：获取先验信息区间；所述先验信息区间为利用地面地震成像结果得到的地下地层倾角场区间；所述地下地层倾角场区间为地下地层倾角场与倾角误差组合形成的区间。
步骤105：计算每个炮检对的高斯束交叉区域的成像点位置的地层倾角向量；所述炮检对的高斯束交叉区域为一个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围与一个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围的重合区域。
步骤106：根据高斯束叠前深度偏移成像约束条件，判断所述地层倾角向量是否在所述先验信息区间内，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示所述地层倾角向量在所述先验信息区间内，则执行步骤107。若所述第一判断结果表示所述地层倾角向量未在所述先验信息区间内，则执行步骤108。
步骤107：根据在所述先验信息区间内的所述地层倾角向量对应的炮检对的高斯束交叉区域对所述炮检对的高斯束交叉区域内的单个炮检对的高斯束进行成像，得到所述炮检对的高斯束垂直地震剖面数据的成像结果。
步骤108：删除未在所述先验信息区间内的所述地层倾角向量对应的炮检点射线束交叉区域。
步骤101-步骤103主要内容包括：
如图2所示，垂直地震剖面观测模型的检波点G和炮点S成不对称分布，在高斯束计算过程中，根据所输入的地震速度模型、射线角度范围和角度采样间隔参数确定所有炮点的中心射线出射方向以及所有检波点的中心射线出射方向，通过该炮点的中心射线出射方向炮点面元的中心位置坐标以及检波点的中心位置坐标计算成像点在地面的垂直投影位置(xm,ym)，其计算公式如下公式(1)表示，
其中，和分别是炮点面元的中心位置坐标和检波点的中心位置坐标，是成像点在地面的垂直投影位置。
获取成像孔径参数。
根据成像点在地面的垂直投影位置、成像孔径参数以及炮点的中心射线出射方向，确定每个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围。
根据成像点在地面的垂直投影位置、成像孔径参数以及检波点的中心射线出射方向，确定每个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围。
步骤104具体包括：首先从地震剖面上拾取主要层位，每个层位平滑(二维剖面层位为线，三维为面)，求取主要dipx(二维)或者dipx和dipy(三维)，然后插值再平滑得到全部倾角场模型。
步骤105的主要内容包括。
高斯束叠前深度偏移成像约束条件如公式(2)，地面地震成像结果得到的地下地层倾角场限制包含在格林函数的表达式中。
其中，是成像点坐标，和分别是是炮点面元的中心位置坐标和检波点的中心位置坐标，ω是角频率；I为地震像变量，一共有n个检波点；D是面元中包含的地震道数据；G是高斯束的格林函数，如公式(3)和(4)所示。
其中，和分别是炮点位置高斯束和检波点高斯束的射线参数，炮点位置高斯束和检波点高斯束的射线参数均是根据输入的速度模型、角度向量范围参数和角度间隔参数计算得到，地下位置的射线参数根据初始射线参数和射线追踪得到；Rs和Rg分别射线参数选择因子，成像时相互作业得到下列地层倾角限制因子，如公式(5)所示。
把公式(3)和公式(4)代入公式(2)得到公式(5)。
公式(5)进一步表达如下：
其中，是通过地面地震数据倾角扫描得到的地下地层倾角场；Δθ是已知的倾角误差范围，是炮检点射线在地下相交计算得到的地层倾角向量，地层倾角向量包含倾角和方位角计算公式如(7)。
公式(7)中射线参数公式(4)中一致。公式(7)可以进一步转为下列的角度关系，
其中，倾角表示(dipx，dipy)变量定义的示意图如图3所示，地下地层倾角约束的高斯束偏移实际使用角度为(dipx，dipy)。
获取某地区实际野外垂直地震剖面数据，其中速度模型如图4所示，纵向采样1601，采样间隔为5m，横向393个cdp，间隔为25m。主要目标是垂直地震剖面井4000m地层。利用地面地震的深度偏移剖面(已知的先验信息，如图5所示)，通过拾取主要层位扫描倾角，如图7所示或者主要层位计算倾角然后插值平滑得到平滑倾角场，如图9所示。利用倾角场约束偏移得到垂直地震剖面偏移剖面，如图8和图10所示，明显好于如图6所示的没有倾角约束的垂直地震剖面偏移剖面，绕射噪音得以消除，目标层位清晰，分辨率变高。
为实现上述目的，本发明还提供了一种基于垂直地震剖面数据的高斯束偏移成像系统。
图11为本发明实施例基于垂直地震剖面数据的高斯束偏移成像系统的流程示意图，如图11所示，本发明实施例提供的基于垂直地震剖面数据的高斯束偏移成像系统包括：
垂直地震剖面观测模型建立模块100，用于建立垂直地震剖面观测模型；所述垂直地震剖面观测模型包括检波点的位置以及个数、炮点的位置以及个数；其中，在所述垂直地震剖面观测模型中所述检波点与所述炮点成不对称分布。
中心射线出射方向确定模块200，用于获取外部定义参数，并根据所述外部定义参数确定所述垂直地震剖面观测模型中所有炮点的中心射线出射方向以及所有检波点的中心射线出射方向；所述外部定义参数包括地震速度模型、射线角度范围和角度采样间隔。
成像范围确定模块300，用于根据每个所述炮点的中心射线出射方向、每个所述检波点的中心射线出射方向以及所述垂直地震剖面观测模型，确定每个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围以及每个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围。
先验信息区间获取模块400，用于获取先验信息区间；所述先验信息区间为利用地面地震成像结果得到的地下地层倾角场区间；所述地下地层倾角场区间为地下地层倾角场与倾角误差组合形成的区间。
地层倾角向量计算模块500，用于计算每个炮检对的高斯束交叉区域的成像点位置的地层倾角向量；所述炮检对的高斯束交叉区域为一个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围与一个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围的重合区域。
第一判断结果得到模块600，用于根据高斯束叠前深度偏移成像约束条件，判断所述地层倾角向量是否在所述先验信息区间内，得到第一判断结果。
高斯束成像模块700，用于当所述第一判断结果表示所述地层倾角向量在所述先验信息区间内是，根据所述地层倾角向量对应的炮检对的高斯束交叉区域对所述炮检对的高斯束交叉区域内的单个炮检对的高斯束进行成像，得到所述炮检对的高斯束垂直地震剖面数据的成像结果。
删除模块800，用于当所述第一判断结果表示所述地层倾角向量未在所述先验信息区间内时，删除未在所述先验信息区间内的所述地层倾角向量对应的炮检点射线束交叉区域。
其中，成像范围确定模块300具体包括：
中心位置坐标确定单元，用于根据所述垂直地震剖面观测模型，确定炮点面元的中心位置坐标以及检波点的中心位置坐标。
成像点在地面的垂直投影位置计算单元，用于根据所述炮点的中心射线出射方向、所述炮点面元的中心位置坐标以及所述检波点的中心位置坐标，计算成像点在地面的垂直投影位置。
成像孔径参数获取模块，用于获取成像孔径参数。
炮点成像范围确定单元，用于根据所述成像点在地面的垂直投影位置、所述成像孔径参数以及所述炮点的中心射线出射方向，确定每个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围。
检波点点成像范围确定单元，用于根据所述成像点在地面的垂直投影位置、所述成像孔径参数以及所述检波点的中心射线出射方向，确定每个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (7)
1.一种基于垂直地震剖面数据的高斯束偏移成像方法，其特征在于，所述高斯束偏移成像方法包括：
建立垂直地震剖面观测模型；所述垂直地震剖面观测模型包括检波点的位置以及个数、炮点的位置以及个数；其中，在所述垂直地震剖面观测模型中所述检波点与所述炮点成不对称分布；
获取外部定义参数，并根据所述外部定义参数确定所述垂直地震剖面观测模型中所有炮点的中心射线出射方向以及所有检波点的中心射线出射方向；所述外部定义参数包括地震速度模型、射线角度范围和角度采样间隔；
根据每个所述炮点的中心射线出射方向、每个所述检波点的中心射线出射方向以及所述垂直地震剖面观测模型，确定每个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围以及每个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围；
获取先验信息区间；所述先验信息区间为利用地面地震成像结果得到的地下地层倾角场区间；所述地下地层倾角场区间为地下地层倾角场与倾角误差组合形成的区间；
计算每个炮检对的高斯束交叉区域的成像点位置的地层倾角向量；所述炮检对的高斯束交叉区域为一个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围与一个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围的重合区域；
根据高斯束叠前深度偏移成像约束条件，判断所述地层倾角向量是否在所述先验信息区间内，得到第一判断结果；
若所述第一判断结果表示所述地层倾角向量在所述先验信息区间内，则根据所述地层倾角向量对应的炮检对的高斯束交叉区域对所述炮检对的高斯束交叉区域内的单个炮检对的高斯束进行成像，得到所述炮检对的高斯束垂直地震剖面数据的成像结果；
若所述第一判断结果表示所述地层倾角向量未在所述先验信息区间内，则删除未在所述先验信息区间内的所述地层倾角向量对应的炮检对的高斯束交叉区域。
2.根据权利要求1所述的的高斯束偏移成像方法，其特征在于，所述根据每个所述炮点的中心射线出射方向、每个所述检波点的中心射线出射方向以及所述垂直地震剖面观测模型，确定每个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围以及每个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围，具体包括：
根据所述垂直地震剖面观测模型，确定炮点面元的中心位置坐标以及检波点的中心位置坐标；
根据所述炮点的中心射线出射方向、所述炮点面元的中心位置坐标以及所述检波点的中心位置坐标，计算成像点在地面的垂直投影位置；
获取成像孔径参数；
根据所述成像点在地面的垂直投影位置、所述成像孔径参数以及所述炮点的中心射线出射方向，确定每个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围；
根据所述成像点在地面的垂直投影位置、所述成像孔径参数以及所述检波点的中心射线出射方向，确定每个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围。
3.根据权利要求2所述的的高斯束偏移成像方法，其特征在于，所述根据所述炮点的中心射线出射方向、所述炮点面元的中心位置坐标以及所述检波点的中心位置坐标，计算成像点在地面的垂直投影位置，具体包括：
根据以下公式计算成像点在地面的垂直投影位置，所述公式为，
其中，和分别是炮点面元的中心位置坐标和检波点的中心位置坐标，是炮点的中心射线出射方向，是成像点在地面的垂直投影位置。
4.根据权利要求3所述的的高斯束偏移成像方法，其特征在于，所述计算每个炮检对的高斯束交叉区域的成像点位置的地层倾角向量，具体包括：
根据以下公式计算每个炮检对的高斯束交叉区域的成像点位置的地层倾角向量，所述公式为：
其中，地层倾角向量包含倾角和方位角和分别是炮点的高斯束射线参数和检波点的高斯束射线参数，所述炮点的高斯束射线参数和所述检波点的高斯束射线参数均是根据输入的速度模型、角度向量范围参数和角度间隔参数计算得到。
5.根据权利要求4所述的的高斯束偏移成像方法，其特征在于，所述根据高斯束叠前深度偏移成像约束条件，判断所述地层倾角向量是否在所述先验信息区间内，具体包括：
确定高斯束叠前深度偏移成像条件，所述高斯束叠前深度偏移成像条件为其中，是成像点坐标，和分别是是炮点面元的中心位置坐标和检波点的中心位置坐标，ω是角频率；I为地震像变量，一共有n个检波点；D是面元中包含的地震道数据；G是高斯束的格林函数；其中，炮点的高斯束的格林函数为检波点的高斯束的格林函数为
根据所述高斯束叠前深度偏移成像条件，确定所述地层倾角向量在所述先验信息区间内的判断条件；所述判断条件为其中，是通过地面地震数据倾角扫描得到的地下地层倾角场；Δθ是倾角误差，是炮检点射线在地下相交计算得到的地层倾角向量；
根据所述判断条件，判断所述地层倾角向量是否在所述先验信息区间内。
6.一种基于垂直地震剖面数据的高斯束偏移成像系统，其特征在于，所述高斯束偏移成像系统包括：
垂直地震剖面观测模型建立模块，用于建立垂直地震剖面观测模型；所述垂直地震剖面观测模型包括检波点的位置以及个数、炮点的位置以及个数；其中，在所述垂直地震剖面观测模型中所述检波点与所述炮点成不对称分布；
中心射线出射方向确定模块，用于获取外部定义参数，并根据所述外部定义参数确定所述垂直地震剖面观测模型中所有炮点的中心射线出射方向以及所有检波点的中心射线出射方向；所述外部定义参数包括地震速度模型、射线角度范围和角度采样间隔；
成像范围确定模块，用于根据每个所述炮点的中心射线出射方向、每个所述检波点的中心射线出射方向以及所述垂直地震剖面观测模型，确定每个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围以及每个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围；
先验信息区间获取模块，用于获取先验信息区间；所述先验信息区间为利用地面地震成像结果得到的地下地层倾角场区间；所述地下地层倾角场区间为地下地层倾角场与倾角误差组合形成的区间；
地层倾角向量计算模块，用于计算每个炮检对的高斯束交叉区域的成像点位置的地层倾角向量；所述炮检对的高斯束交叉区域为一个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围与一个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围的重合区域；
第一判断结果得到模块，用于根据高斯束叠前深度偏移成像约束条件，判断所述地层倾角向量是否在所述先验信息区间内，得到第一判断结果；
高斯束成像模块，用于当所述第一判断结果表示所述地层倾角向量在所述先验信息区间内时，根据所述地层倾角向量对应的炮检对的高斯束交叉区域对所述炮检对的高斯束交叉区域内的单个炮检对的高斯束进行成像，得到所述炮检对的高斯束垂直地震剖面数据的成像结果；
删除模块，用于当所述第一判断结果表示所述地层倾角向量未在所述先验信息区间内时，删除未在所述先验信息区间内的所述地层倾角向量对应的炮检对的高斯束交叉区域。
7.根据权利要求6所述的的高斯束偏移成像系统，其特征在于，所述成像范围确定模块，具体包括：
中心位置坐标确定单元，用于根据所述垂直地震剖面观测模型，确定炮点面元的中心位置坐标以及检波点的中心位置坐标；
成像点在地面的垂直投影位置计算单元，用于根据所述炮点的中心射线出射方向、所述炮点面元的中心位置坐标以及所述检波点的中心位置坐标，计算成像点在地面的垂直投影位置；
成像孔径参数获取模块，用于获取成像孔径参数；
炮点成像范围确定单元，用于根据所述成像点在地面的垂直投影位置、所述成像孔径参数以及所述炮点的中心射线出射方向，确定每个炮点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围；
检波点成像范围确定单元，用于根据所述成像点在地面的垂直投影位置、所述成像孔径参数以及所述检波点的中心射线出射方向，确定每个检波点的高斯束随中心射线出射方向变化的成像范围。
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