CN111736220A - 一种逆时偏移成像方法及装置 - Google Patents

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CN111736220A CN202010402688.1A CN202010402688A CN111736220A CN 111736220 A CN111736220 A CN 111736220A CN 202010402688 A CN202010402688 A CN 202010402688A CN 111736220 A CN111736220 A CN 111736220A
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Abstract

本发明提供一种逆时偏移成像方法及装置，所述方法包括：获取地震观测数据；根据第一逆时偏移算法对所述地震观测数据进行处理，获得第一震源传播波场和第一震源反射波场；根据第二逆时偏移算法对所述地震观测数据进行处理，获得第二震源传播波场和第二震源反射波场；根据所述第一震源传播波场和所述第二震源传播波场，获得Q补偿震源传播波场，并根据所述第一震源反射波场和所述第二震源反射波场，获得Q补偿震源反射波场；对所述Q补偿震源传播波场和Q补偿震源反射波场进行互相关成像，获得Q补偿的逆时偏移图像。所述装置用于执行上述方法。本发明实施例提供的逆时偏移成像方法及装置，提高了逆时偏移成像的准确性。

Description

一种逆时偏移成像方法及装置
技术领域
本发明涉及地质勘探技术领域，具体涉及一种逆时偏移成像方法及装置。
背景技术
地震数据处理的重要目的之一是利用深度偏移技术对地震数据进行处理，得到地下结构的高质量成像结果。
常规的深度偏移技术假设地震波在地下介质中的传播满足弹性波近似，忽略了地震波在传播过程中的频散和能量衰减效应。如果直接采用常规的深度偏移技术对粘弹性介质的地震波数据进行处理，会引入相位误差和子波畸变，导致反射层位成像的空间误差和成像空间分辨率下降，导致成像的不准确。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明实施例提供一种逆时偏移成像方法及装置，能够至少部分地解决现有技术中存在的问题。
一方面，本发明提出一种逆时偏移成像方法，包括：
获取地震观测数据；
根据第一逆时偏移算法对所述地震观测数据进行处理，获得第一震源传播波场和第一震源反射波场；
根据第二逆时偏移算法对所述地震观测数据进行处理，获得第二震源传播波场和第二震源反射波场；
根据所述第一震源传播波场和所述第二震源传播波场，获得Q补偿震源传播波场，并根据所述第一震源反射波场和所述第二震源反射波场，获得Q补偿震源反射波场；
对所述Q补偿震源传播波场和Q补偿震源反射波场进行互相关成像，获得Q补偿的逆时偏移图像。
另一方面，本发明提供一种逆时偏移成像装置，包括：
获取单元，用于获取地震观测数据；
第一获得单元，用于根据第一逆时偏移算法对所述地震观测数据进行处理，获得第一震源传播波场和第一震源反射波场；
第二获得单元，用于根据第二逆时偏移算法对所述地震观测数据进行处理，获得第二震源传播波场和第二震源反射波场；
第三获得单元，用于根据所述第一震源传播波场和所述第二震源传播波场，获得Q补偿震源传播波场，并根据所述第一震源反射波场和所述第二震源反射波场，获得Q补偿震源反射波场；
成像单元，用于对所述Q补偿震源传播波场和Q补偿震源反射波场进行互相关成像，获得Q补偿的逆时偏移图像。
再一方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一实施例所述逆时偏移成像方法的步骤。
又一方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例所述逆时偏移成像方法的步骤。
本发明实施例提供的逆时偏移成像方法及装置，能够获取地震观测数据，根据第一逆时偏移算法对所述地震观测数据进行处理，获得第一震源传播波场和第一震源反射波场，根据第二逆时偏移算法对所述地震观测数据进行处理，获得第二震源传播波场和第二震源反射波场，根据所述第一震源传播波场和所述第二震源传播波场，获得Q补偿震源传播波场，并根据所述第一震源反射波场和所述第二震源反射波场，获得Q补偿震源反射波场，对所述Q补偿震源传播波场和Q补偿震源反射波场进行互相关成像，获得Q补偿的逆时偏移图像，不通过波场传播的方式计算能量补偿的波场，不会在逆时偏移图像中引入高频噪声，提高了逆时偏移成像的准确性。
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，下面将对实施例或现有技术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。在附图中：
图1是本发明一实施例提供的逆时偏移成像方法的流程示意图。
图2是本发明另一实施例提供的逆时偏移成像方法的流程示意图。
图3是本发明又一实施例提供的逆时偏移成像方法的流程示意图。
图4是本发明一实施例提供的逆时偏移成像装置的结构示意图。
图5是本发明另一实施例提供的逆时偏移成像装置的结构示意图。
图6是本发明又一实施例提供的逆时偏移成像装置的结构示意图。
图7是本发明一实施例提供的电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
为了便于理解本申请提供的技术方案，下面先对本申请技术方案的研究背景进行简单说明。Q补偿逆时偏移(Q-RTM)技术是一种考虑了地震波在粘弹性介质中的频散和能量衰减效应的深度偏移技术，这种方法基于粘弹性的波动方程，能够在波场模拟的过程中补偿粘弹性地震数据的频散和能量衰减。但Q-RTM技术为了补偿地震波在粘滞介质中传播的能量衰减，在利用数值模拟方法模拟粘滞声波方程时，要对能量进行补偿，导致求解过程不稳定，甚至无法正确完成波场模拟过程。为了解决该问题，通常是计算两次波场传播过程，一次只含速度频散，另一次含速度频散和能量衰减(而非补偿)，然后通过在时空域求取两波场的振幅得到能量补偿因子。但是，因为粘滞介质中的能量衰减因子是频率的函数，上述解决方案直接将全频带的能量叠加在一起进行补偿，引入了高频噪声，导致成像的不准确。因此，本发明实施例提供一种逆时偏移成像方法，在频率域分频率补偿粘弹性地震波数据的能量衰减，能够更精确的补充能量衰减，从而提高逆时偏移成像结果的准确性。
图1是本发明一实施例提供的逆时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逆时偏移成像方法，包括：
S101、获取地震观测数据；
具体地，在工区沿炮线方向人工激发地震波，通过检波器记录地震波波场，可以获得地震观测数据，所述地震观测数据可以表示为ds,r＝d(xs,xr,t)，其中，ds,r表示地震观测数据，xs表示震源的空间位置，xr表示接收点的空间位置，t表示观测时间。服务器可以获取上述地震观测数据。本发明实施例提供的逆时偏移成像方法的执行主体包括但不限于服务器。
S102、根据第一逆时偏移算法对所述地震观测数据进行处理，获得第一震源传播波场和第一震源反射波场；
具体地，所述服务器在获取到所述地震观测数据之后，对通过所述地震观测数据获得的地震子波采用第一逆时偏移算法进行处理，可以获得第一震源传播波场，对所述地震观测数据采用第一逆时偏移算法进行处理可以获得第一震源反射波场。其中，所述第一逆时偏移算法采用带有频散补偿的波场传播算子实现，计算获得的第一震源传播波场和第一震源反射波场是带有频散补偿的波场。所述第一逆时偏移算法不考虑传播过程中的能量衰减。
例如，所述第一震源传播波场和第一震源反射波场可以通过如下公式计算获得：
pn+1＝2pn-pn-1+Δt2(λ1(x)+λ2(x))+f(x) (1)
Figure BDA0002490101400000041
Figure BDA0002490101400000042
Figure BDA0002490101400000043
γ(x)＝π-1tan-1(1/Q)
其中，pn+1表示n+1时刻的波场，pn表示n时刻的波场，pn-1表示n-1时刻的波场，Δt表示波场数值模拟的时间步长，c0(x)表示参考频率ω0所对应的速度场，x表示地下介质的网格剖分后的物理位置，FFT表示快速傅里叶变换处理，k表示波数(wavenumber)，γ0是一个根据参考Q值所得的经验参数，ω0表示参考频率，速度场c0与ω0相对应，Q表示品质因子，反应地下介质的粘滞程度，当计算所述第一震源传播波场时，f(x)表示震源子波，震源子波是数值模拟波场时所用的一组时间序列，野外观察数据采用人工激发震源(炸药或者可控震源)产生地震波，震源子波就是模拟人工激发震源的特征，在数值模拟时，将震源子波输入波场，模拟地震波在地下介质传播的过程。在实际应用中，震源子波通常结合仪器的参数以及对地震观测数据的分析得到，当计算所述第一震源反射波场时，f(x)表示地震观测数据。
S103、根据第二逆时偏移算法对所述地震观测数据进行处理，获得第二震源传播波场和第二震源反射波场；
具体地，所述服务器在获取到所述地震观测数据之后，对通过所述地震观测数据获得的地震子波采用第二逆时偏移算法进行处理，可以获得第二震源传播波场，对所述地震观测数据采用第二逆时偏移算法进行处理可以获得第二震源反射波场。其中，所述第二逆时偏移算法采用粘弹性的波场传播算子实现，计算获得的第二震源传播波场和第二震源反射波场是带有频散和能量衰减效应的波场。所述第二逆时偏移算法考虑传播过程中的能量衰减。可理解的是，步骤S102和步骤S103没有先后顺序，上述两个步骤哪个步骤先执行都可以。
例如，所述第二震源传播波场和第二震源反射波场可以通过如下公式计算获得：
pn+1＝2pn-pn-1+Δt2(λ1(x)+λ2(x))+Δt(β1(x)+β2(x))+f(x) (2)
Figure BDA0002490101400000051
Figure BDA0002490101400000052
Figure BDA0002490101400000053
Figure BDA0002490101400000054
Figure BDA0002490101400000055
Figure BDA0002490101400000056
γ(x)＝π-1tan-1(1/Q)
其中，pn+1表示n+1时刻的波场，pn表示n时刻的波场，pn-1表示n-1时刻的波场，Δt表示波场数值模拟的时间步长，c0(x)表示参考频率ω0所对应的速度场，x表示地下介质的网格剖分后的物理位置，FFT表示快速傅里叶变换处理，k表示波数(wavenumber)，γ0是一个根据参考Q值所得的经验参数，ω0表示参考频率，速度场c0与ω0相对应，Q表示品质因子，反应地下介质的粘滞程度，当计算所述第二震源传播波场时，f(x)表示震源子波，当计算所述第二震源反射波场时，f(x)表示地震观测数据。
S104、根据所述第一震源传播波场和所述第二震源传播波场，获得Q补偿震源传播波场，并根据所述第一震源反射波场和所述第二震源反射波场，获得Q补偿震源反射波场；
具体地，所述服务器在获得所述第一震源传播波场、所述第一震源反射波场、所述第二震源传播波场和所述第二震源反射波场之后，可以根据所述第一震源传播波场和所述第二震源传播波场获得Q补偿震源传播波场，并根据所述第一震源反射波场和所述第二震源反射波场，获得Q补偿震源反射波场。Q补偿震源传播波场和Q补偿震源反射波场的具体获得过程见下文所述，此处不进行赘述。
S105、对所述Q补偿震源传播波场和Q补偿震源反射波场进行互相关成像，获得Q补偿的逆时偏移图像。
具体地，所述服务器在获得所述Q补偿震源传播波场和Q补偿震源反射波场之后，对所述Q补偿震源传播波场和Q补偿震源反射波场进行互相关成像，获得Q补偿的逆时偏移图像。
本发明实施例提供的逆时偏移成像方法，能够获取地震观测数据，根据第一逆时偏移算法对所述地震观测数据进行处理，获得第一震源传播波场和第一震源反射波场，根据第二逆时偏移算法对所述地震观测数据进行处理，获得第二震源传播波场和第二震源反射波场，根据所述第一震源传播波场和所述第二震源传播波场，获得Q补偿震源传播波场，并根据所述第一震源反射波场和所述第二震源反射波场，获得Q补偿震源反射波场，对所述Q补偿震源传播波场和Q补偿震源反射波场进行互相关成像，获得Q补偿的逆时偏移图像，不通过波场传播的方式计算能量补偿的波场，不会在逆时偏移图像中引入高频噪声，提高了逆时偏移成像的准确性。
图2是本发明另一实施例提供的逆时偏移成像方法的流程示意图，如图2所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，所述根据所述第一震源传播波场和所述第二震源传播波场，获得Q补偿震源传播波场包括：
S201、对所述第一震源传播波场进行时频分析，获得所述第一震源传播波场对应的有效波形信息，并对所述第二震源传播波场进行时频分析，获得所述第二震源传播波场对应的有效波形信息；
具体地，所述服务器可以通过短时傅里叶变换(Short Time Fourier Transform，简称STFT)分别对所述第一震源传播波场和所述第二震源传播波场进行时频分析，获得所述第一震源传播波场对应的有效波形信息和所述第二震源传播波场对应的有效波形信息。
例如，所述第一震源传播波场对应的有效波形信息和所述第二震源传播波场对应的有效波形信息可以通过如下公式获得：
Figure BDA0002490101400000071
其中，x[n]表示待分析的波场，n表示输入数据的时间步，m表示变换后数据所对应的时间步，ω表示频率，w[n]表示窗函数，窗函数可以采用汉明(Hamming)窗函数或者高斯(Gaussian)窗函数。
S202、对所述第一震源传播波场对应的有效波形信息和所述第二震源传播波场对应的有效波形信息进行短时傅里叶变换，分别获得所述第一震源传播波场对应的频谱图和所述第二震源传播波场对应的频谱图；
具体地，所述服务器在获得所述第一震源传播波场对应的有效波形信息和所述第二震源传播波场对应的有效波形信息之后，将所述第一震源传播波场对应的有效波形信息和所述第二震源传播波场对应的有效波形信息通过STFT变换到频率域，分别获得所述第一震源传播波场对应的频谱图
Figure BDA0002490101400000072
和所述第二震源传播波场对应的频谱图
Figure BDA0002490101400000073
S203、根据所述第一震源传播波场对应的频谱图和所述第二震源传播波场对应的频谱图，获得第一衰减因子。
具体地，所述服务器在获得所述第一震源传播波场对应的频谱图和所述第二震源传播波场对应的频谱图之后，在频率域比较所述第一震源传播波场对应的频谱图的振幅和所述第二震源传播波场对应的频谱图的振幅，可以计算获得第一衰减因子，所述第一衰减因子是粘弹性波场的衰减因子。
例如，所述第一震源传播波场对应的频谱图为
Figure BDA0002490101400000074
所述第二震源传播波场对应的频谱图为
Figure BDA0002490101400000075
所述第一衰减因子
Figure BDA0002490101400000081
其中，εs为常数，εs根据实际经验进行设置，本发明实施例不做限定。
S204、根据所述第一衰减因子和所述第一震源传播波场对应的频谱图，获得Q补偿震源传播波场。
具体地，所述服务器将所述第一衰减因子与所述第一震源传播波场对应的频谱图相乘，可以获得所述第一震源传播波场在频率域的Q补偿传播波场，所述第一震源传播波场在频率域的Q补充波场同时补偿了频散和能量衰减。所述服务器再对所述第一震源传播波场在频率域的Q补偿传播波场进行短时傅里叶变换逆变换，将所述第一震源传播波场在频率域的Q补偿传播波场变换到时间域，即可以获得所述Q补偿传播波场。通过第一衰减因子在频率域对第一震源传播波场进行能量补偿，能够在频率域分频率进行能量补偿，避免高频噪声的引入，提高了波场能量补偿的准确性。
例如，所述第一衰减因子为Fs(x,t,f)，所述第一震源传播波场对应的频谱图为
Figure BDA0002490101400000082
那么所述第一震源传播波场在频率域的Q补偿传播波场为
Figure BDA0002490101400000083
图3是本发明又一实施例提供的逆时偏移成像方法的流程示意图，如图3所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，所述根据所述第一震源反射波场和所述第二震源反射波场，获得Q补偿震源反射波场包括：
S301、对所述第一震源反射波场进行时频分析，获得所述第一震源反射波场对应的有效波形信息，并对所述第二震源反射波场进行时频分析，获得所述第二震源反射波场对应的有效波形信息；
具体地，所述服务器可以通过STFT分别对所述第一震源反射波场和所述第二震源反射波场进行时频分析，获得所述第一震源反射波场对应的有效波形信息和所述第二震源反射波场对应的有效波形信息。
例如，所述第一震源反射波场对应的有效波形信息和所述第二震源反射波场对应的有效波形信息可以通过公式(3)获得。
S302、对所述第一震源反射波场对应的有效波形信息和所述第二震源反射波场对应的有效波形信息进行短时傅里叶变换，分别获得所述第一震源反射波场对应的频谱图和所述第二震源反射波场对应的频谱图；
具体地，所述服务器在获得所述第一震源反射波场对应的有效波形信息和所述第二震源反射波场对应的有效波形信息之后，将所述第一震源反射波场对应的有效波形信息和所述第二震源反射波场对应的有效波形信息通过STFT变换到频率域，分别获得所述第一震源反射波场对应的频谱图
Figure BDA0002490101400000091
和所述第二震源反射波场对应的频谱图
Figure BDA0002490101400000092
S303、对比所述第一震源反射波场对应的频谱图和所述第二震源反射波场对应的频谱图，获得所述第一衰减因子；
具体地，所述服务器在获得所述第一震源反射波场对应的频谱图和所述第二震源反射波场对应的频谱图之后，在频率域比较所述第一震源反射波场对应的频谱图的振幅和所述第二震源反射波场对应的频谱图的振幅，可以计算获得所述第二衰减因子，所述第二衰减因子是粘弹性波场的衰减因子。
例如，所述第一震源反射波场对应的频谱图为
Figure BDA0002490101400000093
所述第二震源反射波场对应的频谱图为
Figure BDA0002490101400000094
所述第二衰减因子
Figure BDA0002490101400000095
其中，εr为常数，εr根据实际经验进行设置，本发明实施例不做限定。
S304、根据所述第二衰减因子和所述第一震源反射波场对应的频谱图，获得Q补偿震源反射波场。
具体地，所述服务器将所述第二衰减因子与所述第一震源反射波场对应的频谱图相乘，可以获得所述第一震源反射波场在频率域的Q补偿传播波场，所述第一震源反射波场在频率域的Q补充波场同时补偿了频散和能量衰减。所述服务器再对所述第一震源反射波场在频率域的Q补偿传播波场进行短时傅里叶变换逆变换，将所述第一震源反射波场在频率域的Q补偿传播波场变换到时间域，即可以获得所述Q补偿传播波场。通过第二衰减因子在频率域对第一震源反射波场进行能量补偿，能够在频率域分频率进行能量补偿，避免高频噪声的引入，提高了波场能量补偿的准确性。
例如，所述第二衰减因子为Fr(x,t,f)，所述第一震源反射波场对应的频谱图为
Figure BDA0002490101400000096
那么所述第一震源反射波场在频率域的Q补偿传播波场为
Figure BDA0002490101400000101
在上述各实施例的基础上，进一步地，所述对所述Q补偿震源传播波场和Q补偿震源反射波场进行互相关成像包括：
根据公式
Figure BDA0002490101400000102
对所述Q补偿震源传播波场和Q补偿震源反射波场进行互相关成像，其中，
Figure BDA0002490101400000103
表示所述Q补偿震源传播波场，
Figure BDA0002490101400000104
表示所述Q补偿震源反射波场，·表示内积(点乘)，T表示震源传播的记录时长，x表示地下介质的物理位置，t表示时间。
具体地，所述服务器在获得所述Q补偿震源传播波场
Figure BDA0002490101400000105
和Q补偿震源反射波场
Figure BDA0002490101400000106
之后，可以通过公式
Figure BDA0002490101400000107
获得Q补偿的逆时偏移图像Icompensate_Q(x)，其中，·表示内积(点乘)，T表示震源传播的记录时长，x表示地下介质的物理位置，t表示时间。
本发明实施例提供的逆时偏移成像方法获得Q补偿震源传播波场和Q补偿震源反射波场过程中，分别采用第一衰减因子和第二衰减因子分频率补偿粘弹性地震波数据的能量衰减，符合粘弹性声波方程的理论假设，能够计算得到高精度的Q补偿波场，和理论计算得到的Q补偿波场能够很好地吻合；能够有效压制逆时偏移成像过程中引入的高频噪声，得到高信噪比的逆时偏移成像结果，反射层的能量更聚焦，振幅更均衡。
图4是本发明一实施例提供的逆时偏移成像装置的结构示意图，如图4所示，本发明实施例提供的逆时偏移成像装置包括获取单元401、第一获得单元402、第二获得单元403、第三获得单元404和成像单元405，其中：
获取单元401用于获取地震观测数据；第一获得单元402用于根据第一逆时偏移算法对所述地震观测数据进行处理，获得第一震源传播波场和第一震源反射波场；第二获得单元403用于根据第二逆时偏移算法对所述地震观测数据进行处理，获得第二震源传播波场和第二震源反射波场；第三获得单元404用于根据所述第一震源传播波场和所述第二震源传播波场，获得Q补偿震源传播波场，并根据所述第一震源反射波场和所述第二震源反射波场，获得Q补偿震源反射波场；成像单元405用于对所述Q补偿震源传播波场和Q补偿震源反射波场进行互相关成像，获得Q补偿的逆时偏移图像。
具体地，在工区沿炮线方向人工激发地震波，通过检波器记录地震波波场，可以获得地震观测数据，所述地震观测数据可以表示为ds,r＝d(xs,xr,t)，其中，ds,r表示地震观测数据，xs表示震源的空间位置，xr表示接收点的空间位置，t表示观测时间。获取单元401可以获取上述地震观测数据。
在获取到所述地震观测数据之后，第一获得单元402对所述地震观测数据采用第一逆时偏移算法进行处理，可以获得第一震源传播波场和第一震源反射波场。其中，所述第一逆时偏移算法采用带有频散补偿的波场传播算子实现，计算获得的第一震源传播波场和第一震源反射波场是带有频散补偿的波场。所述第一逆时偏移算法不考虑传播过程中的能量衰减。
在获取到所述地震观测数据之后，第二获得单元403对所述地震观测数据采用第二逆时偏移算法进行处理，可以获得第二震源传播波场和第二震源反射波场。其中，所述第二逆时偏移算法采用粘弹性的波场传播算子实现，计算获得的第二震源传播波场和第二震源反射波场是带有频散和能量衰减效应的波场。所述第二逆时偏移算法考虑传播过程中的能量衰减。
在获得所述第一震源传播波场、所述第一震源反射波场、所述第二震源传播波场和所述第二震源反射波场之后，第三获得单元404可以根据所述第一震源传播波场和所述第二震源传播波场获得Q补偿震源传播波场，并根据所述第一震源反射波场和所述第二震源反射波场，获得Q补偿震源反射波场。
在获得所述Q补偿震源传播波场和Q补偿震源反射波场之后，成像单元405对所述Q补偿震源传播波场和Q补偿震源反射波场进行互相关成像，获得Q补偿的逆时偏移图像。
本发明实施例提供的逆时偏移成像装置，能够获取地震观测数据，根据第一逆时偏移算法对所述地震观测数据进行处理，获得第一震源传播波场和第一震源反射波场，根据第二逆时偏移算法对所述地震观测数据进行处理，获得第二震源传播波场和第二震源反射波场，根据所述第一震源传播波场和所述第二震源传播波场，获得Q补偿震源传播波场，并根据所述第一震源反射波场和所述第二震源反射波场，获得Q补偿震源反射波场，对所述Q补偿震源传播波场和Q补偿震源反射波场进行互相关成像，获得Q补偿的逆时偏移图像，不通过波场传播的方式计算能量补偿的波场，不会在逆时偏移图像中引入高频噪声，提高了逆时偏移成像的准确性。
图5是本发明另一实施例提供的逆时偏移成像装置的结构示意图，如图5所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，第三获得单元404包括第一时频分析子单元4041、第一变换子单元4042、第一获得子单元4043和第一逆变换单元4044，其中：
第一时频分析子单元4041用于对所述第一震源传播波场进行时频分析，获得所述第一震源传播波场对应的有效波形信息，并对所述第二震源传播波场进行时频分析，获得所述第二震源传播波场对应的有效波形信息；第一变换子单元4042用于对所述第一震源传播波场对应的有效波形信息和所述第二震源传播波场对应的有效波形信息进行短时傅里叶变换，分别获得所述第一震源传播波场对应的频谱图和所述第二震源传播波场对应的频谱图；第一获得子单元4043用于根据所述第一震源传播波场对应的频谱图和所述第二震源传播波场对应的频谱图，获得第一衰减因子；第一逆变换单元4044用于根据所述第一衰减因子和所述第一震源传播波场对应的频谱图，获得Q补偿震源传播波场。
具体地，第一时频分析子单元可以通过STFT分别对所述第一震源传播波场和所述第二震源传播波场进行时频分析，获得所述第一震源传播波场对应的有效波形信息和所述第二震源传播波场对应的有效波形信息。
在获得所述第一震源传播波场对应的有效波形信息和所述第二震源传播波场对应的有效波形信息之后，第一变换子单元4042将所述第一震源传播波场对应的有效波形信息和所述第二震源传播波场对应的有效波形信息通过STFT变换到频率域，分别获得所述第一震源传播波场对应的频谱图
Figure BDA0002490101400000121
和所述第二震源传播波场对应的频谱图
Figure BDA0002490101400000122
在获得所述第一震源传播波场对应的频谱图和所述第二震源传播波场对应的频谱图之后，第一获得子单元4043在频率域比较所述第一震源传播波场对应的频谱图的振幅和所述第二震源传播波场对应的频谱图的振幅，可以计算获得第一衰减因子，所述第一衰减因子是粘弹性波场的衰减因子。
第一逆变换单元4044将所述第一衰减因子与所述第一震源传播波场对应的频谱图相乘，可以获得所述第一震源传播波场在频率域的Q补偿传播波场，所述第一震源传播波场在频率域的Q补充波场同时补偿了频散和能量衰减。第一逆变换单元4044再对所述第一震源传播波场在频率域的Q补偿传播波场进行短时傅里叶变换逆变换，将所述第一震源传播波场在频率域的Q补偿传播波场变换到时间域，即可以获得所述Q补偿传播波场。通过第一衰减因子在频率域对第一震源传播波场进行能量补偿，能够在频率域分频率进行能量补偿，避免高频噪声的引入，提高了波场能量补偿的准确性。
图6是本发明又一实施例提供的逆时偏移成像装置的结构示意图，如图6所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，第三获得单元404包括第二时频分析子单元4045、第二变换子单元4046、第二获得子单元4047和第二逆变换单元4048，其中：
第二时频分析子单元4045用于对所述第一震源反射波场进行时频分析，获得所述第一震源反射波场对应的有效波形信息，并对所述第二震源反射波场进行时频分析，获得所述第二震源反射波场对应的有效波形信息；第二变换子单元4046用于对所述第一震源反射波场对应的有效波形信息和所述第二震源反射波场对应的有效波形信息进行短时傅里叶变换，分别获得所述第一震源反射波场对应的频谱图和所述第二震源反射波场对应的频谱图；第二获得子单元4047用于根据所述第一震源反射波场对应的频谱图和所述第二震源反射波场对应的频谱图，获得第二衰减因子；第二逆变换单元4048用于根据所述第二衰减因子和所述第一震源反射波场对应的频谱图，获得Q补偿震源反射波场。
具体地，第二时频分析子单元4045可以通过STFT分别对所述第一震源反射波场和所述第二震源反射波场进行时频分析，获得所述第一震源反射波场对应的有效波形信息和所述第二震源反射波场对应的有效波形信息。
在获得所述第一震源反射波场对应的有效波形信息和所述第二震源反射波场对应的有效波形信息之后，第二变换子单元4046将所述第一震源反射波场对应的有效波形信息和所述第二震源反射波场对应的有效波形信息通过STFT变换到频率域，分别获得所述第一震源反射波场对应的频谱图
Figure BDA0002490101400000131
和所述第二震源反射波场对应的频谱图
Figure BDA0002490101400000132
在获得所述第一震源反射波场对应的频谱图和所述第二震源反射波场对应的频谱图之后，第二获得子单元4047在频率域比较所述第一震源反射波场对应的频谱图的振幅和所述第二震源反射波场对应的频谱图的振幅，可以计算获得所述第二衰减因子，所述第二衰减因子是粘弹性波场的衰减因子。
第二逆变换单元4048将所述第二衰减因子与所述第一震源反射波场对应的频谱图相乘，可以获得所述第一震源反射波场在频率域的Q补偿传播波场，所述第一震源反射波场在频率域的Q补充波场同时补偿了频散和能量衰减。第二逆变换单元4048再对所述第一震源反射波场在频率域的Q补偿传播波场进行短时傅里叶变换逆变换，将所述第一震源反射波场在频率域的Q补偿传播波场变换到时间域，即可以获得所述Q补偿传播波场。通过第二衰减因子在频率域对第一震源反射波场进行能量补偿，能够在频率域分频率进行能量补偿，避免高频噪声的引入，提高了波场能量补偿的准确性。
在上述各实施例的基础上，进一步地，成像单元405具体用于：
根据公式
Figure BDA0002490101400000141
获得Q补偿的逆时偏移图像Icompensate_Q(x)，其中，
Figure BDA0002490101400000142
表示所述Q补偿震源传播波场，
Figure BDA0002490101400000143
表示所述Q补偿震源反射波场，·表示内积，T表示震源传播的记录时长，x表示地下介质的物理位置，t表示时间。
具体地，在获得所述Q补偿震源传播波场
Figure BDA0002490101400000144
和Q补偿震源反射波场
Figure BDA0002490101400000145
之后，成像单元405可以通过公式
Figure BDA0002490101400000146
获得Q补偿的逆时偏移图像Icompensate_Q(x)，其中，·表示内积，T表示震源传播的记录时长，x表示地下介质的物理位置，t表示时间。
本发明实施例提供的装置的实施例具体可以用于执行上述各方法实施例的处理流程，其功能在此不再赘述，可以参照上述方法实施例的详细描述。
图7是本发明一实施例提供的电子设备的实体结构示意图，如图7所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)701、通信接口(Communications Interface)702、存储器(memory)703和通信总线704，其中，处理器701，通信接口702，存储器703通过通信总线704完成相互间的通信。处理器701可以调用存储器703中的逻辑指令，以执行如下方法：获取地震观测数据；根据第一逆时偏移算法对所述地震观测数据进行处理，获得第一震源传播波场和第一震源反射波场；根据第二逆时偏移算法对所述地震观测数据进行处理，获得第二震源传播波场和第二震源反射波场；根据所述第一震源传播波场和所述第二震源传播波场，获得Q补偿震源传播波场，并根据所述第一震源反射波场和所述第二震源反射波场，获得Q补偿震源反射波场；对所述Q补偿震源传播波场和Q补偿震源反射波场进行互相关成像，获得Q补偿的逆时偏移图像。
此外，上述的存储器703中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：获取地震观测数据；根据第一逆时偏移算法对所述地震观测数据进行处理，获得第一震源传播波场和第一震源反射波场；根据第二逆时偏移算法对所述地震观测数据进行处理，获得第二震源传播波场和第二震源反射波场；根据所述第一震源传播波场和所述第二震源传播波场，获得Q补偿震源传播波场，并根据所述第一震源反射波场和所述第二震源反射波场，获得Q补偿震源反射波场；对所述Q补偿震源传播波场和Q补偿震源反射波场进行互相关成像，获得Q补偿的逆时偏移图像。
本实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，所述计算机程序使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：获取地震观测数据；根据第一逆时偏移算法对所述地震观测数据进行处理，获得第一震源传播波场和第一震源反射波场；根据第二逆时偏移算法对所述地震观测数据进行处理，获得第二震源传播波场和第二震源反射波场；根据所述第一震源传播波场和所述第二震源传播波场，获得Q补偿震源传播波场，并根据所述第一震源反射波场和所述第二震源反射波场，获得Q补偿震源反射波场；对所述Q补偿震源传播波场和Q补偿震源反射波场进行互相关成像，获得Q补偿的逆时偏移图像。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种逆时偏移成像方法，其特征在于，包括：
获取地震观测数据；
根据第一逆时偏移算法对所述地震观测数据进行处理，获得第一震源传播波场和第一震源反射波场；
根据第二逆时偏移算法对所述地震观测数据进行处理，获得第二震源传播波场和第二震源反射波场；
根据所述第一震源传播波场和所述第二震源传播波场，获得Q补偿震源传播波场，并根据所述第一震源反射波场和所述第二震源反射波场，获得Q补偿震源反射波场；
对所述Q补偿震源传播波场和Q补偿震源反射波场进行互相关成像，获得Q补偿的逆时偏移图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一震源传播波场和所述第二震源传播波场，获得Q补偿震源传播波场包括：
对所述第一震源传播波场进行时频分析，获得所述第一震源传播波场对应的有效波形信息，并对所述第二震源传播波场进行时频分析，获得所述第二震源传播波场对应的有效波形信息；
对所述第一震源传播波场对应的有效波形信息和所述第二震源传播波场对应的有效波形信息进行短时傅里叶变换，分别获得所述第一震源传播波场对应的频谱图和所述第二震源传播波场对应的频谱图；
根据所述第一震源传播波场对应的频谱图和所述第二震源传播波场对应的频谱图，获得第一衰减因子；
根据所述第一衰减因子和所述第一震源传播波场对应的频谱图，获得Q补偿震源传播波场。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一震源反射波场和所述第二震源反射波场，获得Q补偿震源反射波场包括：
对所述第一震源反射波场进行时频分析，获得所述第一震源反射波场对应的有效波形信息，并对所述第二震源反射波场进行时频分析，获得所述第二震源反射波场对应的有效波形信息；
对所述第一震源反射波场对应的有效波形信息和所述第二震源反射波场对应的有效波形信息进行短时傅里叶变换，分别获得所述第一震源反射波场对应的频谱图和所述第二震源反射波场对应的频谱图；
根据所述第一震源反射波场对应的频谱图和所述第二震源反射波场对应的频谱图，获得第二衰减因子；
根据所述第二衰减因子和所述第一震源反射波场对应的频谱图，获得Q补偿震源反射波场。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述Q补偿震源传播波场和Q补偿震源反射波场进行互相关成像，获得Q补偿的逆时偏移图像包括：
根据公式
Figure FDA0002490101390000021
获得Q补偿的逆时偏移图像Icompensate_Q(x)，其中，
Figure FDA0002490101390000022
表示所述Q补偿震源传播波场，
Figure FDA0002490101390000023
表示所述Q补偿震源反射波场，·表示内积，T表示震源传播的记录时长，x表示地下介质的物理位置，t表示时间。
5.一种逆时偏移成像装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取地震观测数据；
第一获得单元，用于根据第一逆时偏移算法对所述地震观测数据进行处理，获得第一震源传播波场和第一震源反射波场；
第二获得单元，用于根据第二逆时偏移算法对所述地震观测数据进行处理，获得第二震源传播波场和第二震源反射波场；
第三获得单元，用于根据所述第一震源传播波场和所述第二震源传播波场，获得Q补偿震源传播波场，并根据所述第一震源反射波场和所述第二震源反射波场，获得Q补偿震源反射波场；
成像单元，用于对所述Q补偿震源传播波场和Q补偿震源反射波场进行互相关成像，获得Q补偿的逆时偏移图像。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第三获得单元包括：
第一时频分析子单元，用于对所述第一震源传播波场进行时频分析，获得所述第一震源传播波场对应的有效波形信息，并对所述第二震源传播波场进行时频分析，获得所述第二震源传播波场对应的有效波形信息；
第一变换子单元，用于对所述第一震源传播波场对应的有效波形信息和所述第二震源传播波场对应的有效波形信息进行短时傅里叶变换，分别获得所述第一震源传播波场对应的频谱图和所述第二震源传播波场对应的频谱图；
第一获得子单元，用于根据所述第一震源传播波场对应的频谱图和所述第二震源传播波场对应的频谱图，获得第一衰减因子；
第一逆变换单元，用于根据所述第一衰减因子和所述第一震源传播波场对应的频谱图，获得Q补偿震源传播波场。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第三获得单元包括：
第二时频分析子单元，用于对所述第一震源反射波场进行时频分析，获得所述第一震源反射波场对应的有效波形信息，并对所述第二震源反射波场进行时频分析，获得所述第二震源反射波场对应的有效波形信息；
第二变换子单元，用于对所述第一震源反射波场对应的有效波形信息和所述第二震源反射波场对应的有效波形信息进行短时傅里叶变换，分别获得所述第一震源反射波场对应的频谱图和所述第二震源反射波场对应的频谱图；
第二获得子单元，用于根据所述第一震源反射波场对应的频谱图和所述第二震源反射波场对应的频谱图，获得第二衰减因子；
第二逆变换单元，用于根据所述第二衰减因子和所述第一震源反射波场对应的频谱图，获得Q补偿震源反射波场。
8.根据权利要求5至7任一项所述的装置，其特征在于，所述成像单元具体用于：
根据公式
Figure FDA0002490101390000031
获得Q补偿的逆时偏移图像Icompensate_Q(x)，其中，
Figure FDA0002490101390000032
表示所述Q补偿震源传播波场，
Figure FDA0002490101390000033
表示所述Q补偿震源反射波场，·表示内积，T表示震源传播的记录时长，x表示地下介质的物理位置，t表示时间。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4任一项所述方法的步骤。
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