CN111352151A - 一种井中虚源法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及地震勘探技术领域，更具体地，涉及一种井中虚源法，包括S1：根据勘探任务采集勘探数据；S2：对步骤S1所采集的数据采用逆时不变性原理构造井中虚拟震源和地面虚拟震源，再通过相关或褶积运算形成地面激发地面接收的单炮记录和井中激发井中接收的单炮记录；S3：通过常规地震数据处理形成水平视角和垂直视角双视角地震剖面；S4：利用水平视角剖面解析异常体的水平分布范围，利用垂直视角剖面解析异常体的垂直分布范围，通过成果联立解析得到勘探区内异常体空间分布范围。能够从垂直视角和水平视角两个方位展现了勘探区内介质的地球物理特征，利用直达波、反射波、多次波综合成像，其分辨率高。

Description

一种井中虚源法
技术领域
本发明涉及地震勘探技术领域，更具体地，涉及一种井中虚源法。
背景技术
在城市环境下开展地震勘探是一项复杂艰难的工作，常规方法都面临着许多问题和挑战。首先，城市中存在由交通、不规则振动造成的环境噪声，对地震数据采集产生严重影响，从而降低勘探精度；其次，城市浅层工程地质条件复杂，离地面最近的几米范围内，人工构筑物和管线众多，人为因素引起的介质各向异性极大；再者，城市地球物理探测精度要求高，常规地球物理勘探精度为米级，而城市地球物理探测精度要求为厘米级；最后，由于城市空间小，很多方法受限，甚至无法实施，给地球物理工作带来很大困难。因此，研究适应于城市环境下开展的井中虚源法地球物理探测技术具有重大意义。
在地形条件复杂山区开展常规地震勘探较难实施，即使开展也很难达到勘探目的，勘探效果差，因为复杂的地形条件严重影响了数据采集质量，复杂的地质构造影响了数据处理技术的应用条件。
井-井(或跨孔)地震波CT层析成像适合于城市环境或复杂地形条件下应用，但井-井物探方法施工效率低，成本高，单孔获取信息量小；除此之外，从技术角度分析，透射波成像受异常体对旅行时的扰动比限制，就是说异常体规模相比跨孔距太小就无法分辨，且透射波主频相对偏低，对异常体的分辨率低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种井中虚源法，能够从垂直视角和水平视角两个方位展现了勘探区内介质的地球物理特征，利用直达波、反射波、多次波综合成像，其分辨率高。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种井中虚源法，包括以下步骤：
S1：根据勘探任务采集勘探数据；
S2：对步骤S1所采集的数据采用逆时不变性原理构造井中虚拟震源和地面虚拟震源，再通过相关或褶积运算形成地面激发地面接收的单炮记录和井中激发井中接收的单炮记录；
S3：通过常规地震数据处理形成双视角(分别为水平和垂直视角)地震剖面；
S4：利用水平视角剖面解析异常体的水平分布范围，利用垂直视角剖面解析异常体的垂直分布范围，通过成果联立解析得到勘探区内异常体空间分布范围。
进一步的，在步骤S1中：通过TWRS数据采集方案对数据进行采集，并对获取的数据进行道集预处理。
进一步的，所述的TWRS采集方案为采用井中激发，地面接收的方式对数据进行采集。
进一步的，在步骤S2中，其具体步骤为：
S21：定虚拟源位置：在接收孔中，任意选择一个检波器R1，设定R1位置为虚拟震源点，取名为Rα；
S22：接收道数据运算：选定接收器R2，并将其位置作为虚源发射的新接收器位置，取名为Rβ，对R1和R2来自同一炮点的地震数据作相关运算求得R1与R2的相关道集；
S23：相关后数据叠加：通过上述处理，得到了R1和所有道的相关记录，再对这些相关记录进行叠加，得到R1位置虚源后的地震响应数据；
S24：生成虚源数据：其它接收点按照步骤S21-S23重复计算得到共Rα虚源道集，最后形成了井中激发井中接收的单炮数据；
S25：重复上述步骤，得到所有接收点位置为虚震源的共虚源道集，形成了同在井中激发和接收的井中多道地震数据。
进一步的，虚源计算用下述公式描述：
Figure BDA0002401439320000021
式中K为真实炮点编号，N为炮点总数(或者是参与虚拟震源运算的炮数)，SKα(-t)为第K炮被Rα的记录数据按照逆时原理处理后Rα位置的记录；SKβ(t)为第K炮被检波器Rβ的记录数据；(*)为虚源构造运算符。
进一步的，步骤S4的具体过程为：利用水平视角剖面解析异常体的水平分布范围，利用垂直视角剖面解析异常体的垂直分布范围，二者分别从水平方向和垂直方向划定了异常体分布范围，联立二者得出异常体的空间范围。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本方法能够将采集的数据变换成水平和垂直双向视角的地震剖面数据，一是地面激发地面接收的常规二维浅震数据，其次是孔中激发孔中接收的二维浅震数据，综合处理结果从垂直视角和水平视角两个方位展现了勘探区内介质的地球物理特征，利用直达波、反射波、多次波综合成像，其分辨率高；
2、本方法采用TWRS的数据采集方式，通过井中发射振动信号，地面接收振动信号，相对于比于常规的VSP技术采集方式其优点是：无面波，无下行波，信号主频高，多次波清晰等特点，其数据通过井中虚源法数据处理后，其成像效果好，质量高。
附图说明
图1为本发明在一个实施例中整体流程示意图；
图2为本发明在一个实施例中TRC发射点和接收点空间关系平面示意图；
图3为本发明在一个实施例中TRM发射点和接收点空间关系平面示意图；
图4为本发明在一个实施例中震源点发射矩形脉冲信号在时间域和频域显示图；
图5为本发明在一个实施例中接收点R1处记录的数据在时间域和频域图显示图；
图6为本发明在一个实施例中接收点R1处数据时反计算后的信号特征(新基源信号)；
图7为本发明在一个实施例中新基源信号在R1处发射后能量分布图；
图8为本发明在一个实施例中新基源信号传播至Source点数据(虚拟震源信号)；
图9为本发明在一个实施例中构造虚拟震源示意图；
图10为本发明在一个实施例基于VSM数据处理流程示意图；
图11为本发明在一个实施例中正演计算数值模型及TWRS观测系统示意图；
图12为本发明在一个实施例中TWRS观测方式正演的单炮记录示意图；
图13为本发明在一个实施例中等效成地面激发地面接收的观测系统示意图；
图14为本发明在一个实施例中井中虚源法处理后的地面激发地面接收的单炮记录示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例
一种井中虚源法，其包括以下几个步骤：
S1：根据勘探任务采集勘探数据；
S2：对步骤S1所采集的数据采用逆时不变性原理构造井中虚拟震源和地面虚拟震源，再通过相关或褶积运算形成地面激发地面接收的单炮记录和井中激发井中接收的单炮记录；
S3：通过常规地震数据处理形成双视角(分别为水平和垂直视角)地震剖面；
S4：利用水平视角剖面解析异常体的水平分布范围，利用垂直视角剖面解析异常体的垂直分布范围，通过成果联立解析得到勘探区内异常体空间分布范围。
如图1，在本方法中，首先根据勘探任务设计TWRS数据采集方案，即采用井中激发，地面接收的方式对数据进行采集，对获取的数据进行预编辑处理形成道集，根据逆时不变性原理进行虚拟震源处理，构造井中虚拟震源和地面虚拟震源。
地面虚拟震源中：通过相关或褶积运算形成地面激发地面接收的单炮记录，按照地震数据处理常规技术形成水平视角的地震剖面，再通过水平视角剖面解析异常体的水平分布规律。
井中虚拟震源中：通过相关或褶积运算形成孔中激发孔中接收的单炮记录，按照地震数据处理常规技术形成垂直视角的地震剖面，再通过垂直视角剖面解析异常体的垂直分布规律。
最后利用水平视角剖面解析异常体的水平分布范围，利用垂直视角剖面解析异常体的垂直分布范围，通过成果联立解析得到勘探区内异常体空间分布范围，从而从垂直视角和水平视角两个方位展现了勘探区内介质的地球物理特征，
在步骤S2中，其具体步骤为：
S21：定虚拟源位置：在接收孔中，任意选择一个检波器R1，设定R1位置为虚拟震源点，取名为Rα；
S22：接收道数据运算：选定接收器R2，并将其位置作为虚源发射的新接收器位置，取名为Rβ，对R1和R2来自同一炮点的地震数据作相关运算求得R1与R2的相关道集；
S23：相关后数据叠加：通过上述处理，得到了R1和所有道的相关记录，再对这些相关记录进行叠加，得到R1位置虚源后的地震响应数据；
S24：生成虚源数据：其它接收点按照步骤S21-S23重复计算得到共Rα虚源道集，最后形成了井中激发井中接收的单炮数据；
S25：重复上述步骤，得到所有接收点位置为虚震源的共虚源道集，形成了同在井中激发和接收的井中多道地震数据。
具体地，虚源计算用下述公式描述：
Figure BDA0002401439320000051
式中K为真实炮点编号，N为炮点总数(或者是参与虚拟震源运算的炮数)，SKα(-t)为第K炮被Rα的记录数据按照逆时原理处理后Rα位置的记录；SKβ(t)为第K炮被检波器Rβ的记录数据；(*)为虚源构造运算符。
在本实施例中，步骤S4的具体过程为：利用水平视角剖面解析异常体的水平分布范围，利用垂直视角剖面解析异常体的垂直分布范围，二者分别从水平方向和垂直方向划定了异常体分布范围，联立二者得出异常体的空间范围。
本方法是对传统地震勘探方法的升级优化，也是地球物理专业的发展。其理论基础为自然科学中的逆时不变性(或声学时间反转)原理，该理论在超声检测、水声探测、通信、室内声源定位等领域广泛应用，且具有广阔前景；地球物理专业依据该理论基础提出了虚拟震源成像(或干涉成像)，引起了众多学者和机构的关注，且成为地震勘探的一个发展方向。受虚拟震源干涉成像思路影响，我们提出了井中虚源法，它依逆时不变性原理、地震勘探原理基础，通过新型TWRS数据采集方式获取数据，提出井中虚源法数据处理算法，最终得到水平和垂直双向视角的地震剖面，通过成果联立解析得到勘探区内异常体空间分布范围。这是地球物理勘探的一种新方法和新技术，据初步应用已取得了理想效果。
其中在步骤S2中，所谓逆时不变性，就是由实际发射源(Sourse)产生的脉冲信号(声波、地震波或电磁波)，通过介质传播后到达接收端(Receiver)被仪器接收，众多端点接收到的信号通过逆时处理，可以把信号归位至原发射点，且逆时处理之后的信号与原来信号一致。经过数学推导，逆时原理成立的理论依据在波动方程中仅包含了一个关于时间的二阶导数，
Figure BDA0002401439320000061
和
Figure BDA0002401439320000062
都是同一方程的解。
逆时数据处理技术，按照原发射点和接收点的空间关系，在二维空间内分为逆时腔(Time-Reversal Cavity，简写为TRC)处理方法和逆时镜(Time-Reversal Mirror，简写为TRM)处理方法。TRC的空间关系是接收点集将发射点包围，接收点间的连线像一个空腔，发射点位于空腔内部，其平面布置图如图2所示，在应用地球物理学中，这种观测方式较难满足。TRM与TRC不同，接收点只在发射点周围有限的区域内分布，且其角度有限，即接收点只位于发射点的一侧，其平面布置图如图3所示。
如下以TRC方式具体介绍逆时变换原理。如图2所示，首先，假设在二维空间某一位置
Figure BDA0002401439320000063
处存在一个点震源S(t)，被有界区域
Figure BDA0002401439320000064
所包围，有限区域内介质速度为V，压缩系数为k(r)，密度为ρ(r)，边界为S，波动方程可用下式来描述：
Figure BDA0002401439320000065
公式(5-1)中，Lr和Lr为微分算子。
震源信号S(t)在t＝0时刻为脉冲信号δ(t)，(1-1)式的解可以用格林函数
Figure BDA0002401439320000066
表示。格林函数一般用于描述球面波的扩散过程。震源
Figure BDA0002401439320000067
激发脉冲后，假设我们能记录
Figure BDA0002401439320000068
上任意一点r′处[tmin，tmin+ΔT]间隔的信号,tmin为到达
Figure BDA0002401439320000069
边界的最小时间，ΔT为时间间隔。
在逆时处理时，我们假设原震源不存在，在边界上存在众多新震源，每点激发信号为第一步接收到的时序信号。具体操作可以按照下式表达，信号以时序t→T-t传播(T为延时时间，且T≥ΔT，因此，下一激震点的信号(位于界面S上)为：
Figure BDA0002401439320000071
式中
Figure BDA0002401439320000072
为沿界面S上的法线方向
Figure BDA0002401439320000073
向外的微分算子。介质内部任意位置的信号可以用变换的Helmoltz-Kirchhoff积分式表示。
Figure BDA0002401439320000074
根据格林函数的定义，其满足空间互易和时逆原理，(1-1)写成下式(1-4)：
Figure BDA0002401439320000075
上式有两部分组成，可以理解为r处的入射和出射球面波。假如忽略延时时间T的影响，为了更好理解，上式可写为：
Figure BDA0002401439320000076
因此，在介质内部任意一点计算的信号有两个波前面，第二个波前在在数值上等于第一个波前信号乘以-1。
如上以TRC为例介绍了逆时原理，TRM的基本原理与上述一致，但其时逆的计算窗口小。为了说明逆时原理的有效性，如下以TRM算法仿真对比原始震源信号和经过接收器逆时处理之后在震源点接收的信号。
假如在震源位置Source点发射单频方波信号，主频为10Khz，源信号特征如图4所示。在距离震源一定距离范围安置接收点R1，传播介质对信号具有衰减特性，幅度衰减和距离成正比，检波器R1接收数据如图5所示，数据显示源信号经过介质的散射，吸收等改造之后，在接收点记录的数据与源信号之间产生较大差异，再对R1接收的数据按照上述逆时算法计算，得出R1处记录逆时数据，如图6所示，与逆时前的数据在时间域和频率域进行对比，两个信号主要成份一致。为了说明利用接收点的数据通过TRM算法计算能够实现震源复位，假设把R1处时反之后的信号作为虚拟震源发射，因此，图6数据就变成了新基源信号，新基源信号经过介质传播至原震源Source点被虚拟检波器记录。新基源信号发射时能量分布图如图7所示，新基源信号发射后在首波波前能量较大，随着传播距离增大能量相应衰减，至原震源Source点是对信号进行规整放大，得到虚拟检波器接收到的数据如图8所示，该数据也就是通过TRM计算后得到从R1处恢复的虚拟震源信号，与原来的基源信号(a)对比，信号主频能量集中，相对形态不变，说明了利用TRM技术可以实现只借用接收阵列有限数据能恢复原基源信号。
因此，从上述数值模拟的结果看，在原来炮点激发的信号，被检波器组接收，通过对检波器组接收的数据进行逆时处理，能得到原来炮点的信号。因此，在实际应用中，我们可以通过接收检波器得到虚拟震源信号。
本方法利用上述的逆时原理为基础，通过对接收点数据运算可以获得多观测系统数据，通过反射波偏移成像，实现对异常体的多角度观测。例如对RVSP数据进行虚源处理，可以形成地面激发地面接收的多次覆盖水平向剖面，还可以形成井中激发井中接收的多次覆盖垂向剖面，两个剖面联合解释，提高异常的空间定位能力。
以井-井观测方式详细介绍虚拟震源的构造过程举例：
如图9所示，Well1为接收孔，Well2为激发孔。常规工作方法是在激发孔中发射信号，发射信号经过介质作用之后到达接收孔。通过对直达波层析成像可以获得两井之间介质的速度剖面，通过反射波偏移成像可以获得两孔见反射波同相轴剖面。但对两孔外侧的异常无法探测，而通过虚拟震源技术可实现单孔激发单孔接收的观测系统，通过二维地震反射波处理方法可得到孔周一定范围内异常体的分布。
如下介绍虚拟源位于接收孔的实现过程：
1)定虚拟源位置：在接收孔中，任意选择一个检波器R1，设定R1位置为虚拟震源点，取名为Rα；
2)接收道数据运算：选定接收器R2，并将其位置作为虚源发射的新接收器位置，取名为Rβ，对R1和R2来自同一炮点的地震数据作相关运算求得R1与R2的相关道集。如图9所示消除了实震源至R1的直达波，剩下R1至R2的反射波；
3)相关后数据叠加：通过上述处理，得到了R1和所有道的相关记录，再对这些相关记录进行叠加，得到R1位置虚源后的地震响应数据；
4)生成虚源数据：其它接收点按照1)～3)步骤重复计算就可以得到共Rα虚源道集，最后形成了WELL1井中激发井中接收的单炮数据；
5)重复上述步骤，可以得到所有接收点位置为虚震源的共虚源道集，形成了同在WELL1井中激发和接收的井中多道地震数据。
上述步骤的虚源计算可以用下面公式来描述
Figure BDA0002401439320000091
式中K为真实炮点编号，N为炮点总数(或者是参与虚拟震源运算的炮数)，SKα(-t)为第K炮被Rα的记录数据按照逆时原理处理后Rα位置的记录；SKβ(t)为第K炮被检波器Rβ的记录数据；(*)为虚源构造运算符。
为了方便理解VSM数据处理过程，如图10所示，VSM示意了一道接收的数据处理过程，第一步按照常规观测系统(如:井-井)数据采集，并选定虚源点位置；第二步，选定接收道位置，并把数据整理成与虚源点接收道的共炮点道集；第三步，虚源点和新接收点共炮记录相关计算，形成共炮点的相关道集；第四步，相关道集叠加，形成虚源点激发，新接收点接收的单炮单道记录。按照下述流程的处理方法，逐道处理形成共虚源点记录。
在本实施例中，为了说明发明技术的准确性和有效性，如下通过一实例进行说明，限于篇幅只给出TWRS数据转换成地面激发地面接收的例子以达到叙述目的。
如图11所示是正演计算数值模型和TWRS数据采集方案，模型中仅设定单层水平界面。孔中发射信号为声波，脉冲为雷克子波，主频频率为100Hz，采样率为0.25ms，数据记录长度800ms。正演时地面设置为自由表面，如图12所示是TWRS观测方式正演的单炮记录，记录中能清晰标识出直达波、反射波和多次波，如图中箭头所示。
在TWRS观测系统中，地面每个接收点位置经过井中虚源法处理后，都是变换观测系统的震源点(虚拟震源VS)。因此，由TWRS方式采集的数据进行井中虚源法处理后，就将孔中激发地面接收的地震记录转换成地面激发地面接收的地震记录。变换后的地面观测系统如图13所示，图中只给出TWRS第1接收道经过VSM计算后，变为第一个虚拟震源点，剩余检波器全排列接收的示意图。
所有道经过井中虚源法处理之后形成的多次覆盖二维勘探观测系统单炮记录如图14所示。根据模型结构和波场易于分析每炮的直达波，水平界面的一次反射波和多次波，波组标定如图中箭头所示，根据模型测算，直达波和反射波旅行时准确。此外，处理后的记录还显示随着排列长度变短，记录道数逐渐减少，这是因为按照井中虚源法处理流程在进行虚拟震源处理时，R1与R1～R40进行相关计算形成单炮40道接收，R2与R2～R40进行相关计算形成单炮39道接收，依次迭代，至最后一道自激自收。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种井中虚源法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：根据勘探任务采集勘探数据；
S2：对步骤S1所采集的数据采用逆时不变性原理构造井中虚拟震源和地面虚拟震源，再通过相关或褶积运算形成地面激发地面接收的单炮记录和井中激发井中接收的单炮记录；
S3：通过常规地震数据处理形成水平视角和垂直视角双视角地震剖面；
S4：利用水平视角剖面解析异常体的水平分布范围，利用垂直视角剖面解析异常体的垂直分布范围，通过成果联立解析得到勘探区内异常体空间分布范围。
2.根据权利要求1所述的一种井中虚源法，其特征在于，在步骤S1中：通过TWRS数据采集方案对数据进行采集，并对获取的数据进行道集预处理。
3.根据权利要求2所述的一种井中虚源法，其特征在于，所述的TWRS采集方案为采用井中激发，地面接收的方式对数据进行采集。
4.根据权利要求3所述的一种井中虚源法，其特征在于，在步骤S2中，其具体步骤为：
S21：定虚拟源位置：在接收孔中，任意选择一个检波器R1，设定R1位置为虚拟震源点，取名为Rα；
S22：接收道数据运算：选定接收器R2，并将其位置作为虚源发射的新接收器位置，取名为Rβ，对R1和R2来自同一炮点的地震数据作相关运算求得R1与R2的相关道集；
S23：相关后数据叠加：通过上述处理，得到了R1和所有道的相关记录，再对这些相关记录进行叠加，得到R1位置虚源后的地震响应数据；
S24：生成虚源数据：其它接收点按照步骤S21-S23重复计算得到共Rα虚源道集，最后形成了井中激发井中接收的单炮数据；
S25：重复上述步骤，得到所有接收点位置为虚震源的共虚源道集，形成了同在井中激发和接收的井中多道地震数据。
5.根据权利要求4所述的一种井中虚源法，其特征在于，虚源计算用下述公式描述：
Figure FDA0002401439310000011
式中K为真实炮点编号，N为炮点总数(或者是参与虚拟震源运算的炮数)，SKα(-t)为第K炮被Rα的记录数据按照逆时原理处理后Rα位置的记录；SKβ(t)为第K炮被检波器Rβ的记录数据；(*)为虚源构造运算符。
6.根据权利要求1所述的一种井中虚源法，其特征在于，步骤S4的具体过程为：利用水平视角剖面解析异常体的水平分布范围，利用垂直视角剖面解析异常体的垂直分布范围，二者分别从水平方向和垂直方向划定了异常体分布范围，联立二者得出异常体的空间范围。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112415589A (zh) * 2020-10-20 2021-02-26 山东大学 一种隧洞tbm破岩震源超前地质探测成像方法与系统
CN113640878A (zh) * 2021-08-12 2021-11-12 西南石油大学 利用虚拟震源扫描构建方位角-视速度雷达图的方法
CN113740906A (zh) * 2021-10-19 2021-12-03 中国地质大学（北京） 一种水下垂直缆地震波干涉成像方法及装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080080308A1 (en) * 2006-10-02 2008-04-03 Hornby Brian E System and method for seismic data acquisition
WO2012115529A1 (es) * 2011-02-25 2012-08-30 Cuadra Canales Francisco Método de prospección sísmica dinámica
CN103713312A (zh) * 2012-10-09 2014-04-09 中国石油化工股份有限公司 一种虚源地震观测系统的设计方法
CN105093292A (zh) * 2014-05-14 2015-11-25 中国石油天然气股份有限公司 一种地震成像的数据处理方法和装置
CN106291684A (zh) * 2015-06-06 2017-01-04 中国石油化工股份有限公司 一种盲源地震波场的地震响应恢复与虚源道集构建方法
CN106597536A (zh) * 2016-12-07 2017-04-26 中国石油天然气股份有限公司 一种地震成像的处理方法及装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080080308A1 (en) * 2006-10-02 2008-04-03 Hornby Brian E System and method for seismic data acquisition
WO2012115529A1 (es) * 2011-02-25 2012-08-30 Cuadra Canales Francisco Método de prospección sísmica dinámica
CN103713312A (zh) * 2012-10-09 2014-04-09 中国石油化工股份有限公司 一种虚源地震观测系统的设计方法
CN105093292A (zh) * 2014-05-14 2015-11-25 中国石油天然气股份有限公司 一种地震成像的数据处理方法和装置
CN106291684A (zh) * 2015-06-06 2017-01-04 中国石油化工股份有限公司 一种盲源地震波场的地震响应恢复与虚源道集构建方法
CN106597536A (zh) * 2016-12-07 2017-04-26 中国石油天然气股份有限公司 一种地震成像的处理方法及装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张荣忠等: "地震虚源法技术", 《物探与化探》 *
许卓等: "虚拟震源方法用于探测地下陡倾角地质构造", 《世界地质》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112415589A (zh) * 2020-10-20 2021-02-26 山东大学 一种隧洞tbm破岩震源超前地质探测成像方法与系统
CN113640878A (zh) * 2021-08-12 2021-11-12 西南石油大学 利用虚拟震源扫描构建方位角-视速度雷达图的方法
CN113640878B (zh) * 2021-08-12 2024-03-29 西南石油大学 利用虚拟震源扫描构建方位角-视速度雷达图的方法
CN113740906A (zh) * 2021-10-19 2021-12-03 中国地质大学（北京） 一种水下垂直缆地震波干涉成像方法及装置

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