CN112379431B - 复杂地表条件下ps波地震数据偏移成像方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复杂地表条件下PS波地震数据偏移成像方法及系统。基于P波运动学和动力学射线追踪获得复杂地表震源位置处出射的P波射线束，直接在复杂地表震源进行P波波场延拓；利用相应的S波射线追踪获得复杂地表检波点位置处出射的S波射线束，对每炮PS波地震记录直接在复杂地表检波点进行反向延拓，获得复杂地表精确的反向延拓波场；对所述每炮PS波相应的复杂地表震源处P波波场和复杂地表检波点处反向延拓波场进行互相关成像，获得复杂地表每炮PS波的深度域偏移剖面；将所有单炮PS波在同一成像点位置处的成像值进行叠加，获得最终的复杂地表PS波高精度深度域偏移成像剖面。本发明可以有效解决复杂地表条件下PS波地震记录的精确成像问题。
Description
技术领域
本发明涉及地震勘探领域，特别是涉及一种复杂地表条件下PS波地震数据偏移成像方法及系统。
背景技术
地震波能量在地下介质中以弹性波传播，包括纵(P)波和横(S)波，两种波型反映地下介质属性的不同特性，联合P波和S波地震波场可以获得比单独P波更多的地下介质信息。对于地下气云区域，相比于PP波，利用PS波地震数据可以获得更好的成像结果。此外，PS波可以对浅层构造和小断层获得更加精细的成像，而且充分利用地下波场可以获得更详细的地质构造、内部变形和岩石特性等信息，进而改善储层特征和岩性的识别。然而，由于PS波从震源到检波点的传播路径具有不对称性，与传统的PP波地震数据相比，PS波的成像处理非常困难，常规的处理手段无法获得准确的成像结果，PS波叠前深度偏移技术是解决复杂地质构造情况下PS波精确成像的重要手段。
除了复杂的地下介质构造，复杂地表问题也为PS波地震数据的成像处理提出了严峻的挑战。在常规处理中，通常采用表层波场校正方法将地震数据校正到参考平面，但当地表高程和近地表速度横向变化剧烈时，常规的处理手段会扭曲波场，引起成像误差。相比之下，直接从复杂地表进行深度偏移成像的方法可以有效地消除地表高程和近地表速度变化引起的走时、振幅误差，可以对地下复杂地质构造准确成像。复杂地表直接深度偏移成像方法主要有波动方程偏移和Kirchhoff偏移两类，其中波动方程偏移方法很难适应不规则的采集系统，而且计算成本高；Kirchhoff偏移方法简单、高效，适用于任意采集系统，但是无法很好的处理复杂波场中的焦散现象，而且存在多值走时问题，将严重影响成像质量。为此，必须建立一套新的、适用于复杂地表条件下PS波地震数据高精度的直接叠前深度偏移成像方法及系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种复杂地表条件下PS波地震数据偏移成像方法及系统，以有效地解决复杂地表条件下PS波地震记录的精确成像问题，获得复杂地表条件下PS波高精度的叠前深度偏移成像剖面。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种复杂地表条件下PS波地震数据偏移成像方法，包括：
获取待进行偏移成像的复杂地表条件下PS波地震记录数据、复杂地表的高程参数、纵波偏移速度和横波偏移速度；
根据所述PS波地震记录数据和所述复杂地表的高程参数，确定每炮PS波地震记录对应的震源和检波点在复杂地表位置处的倾角信息；
利用P波射线追踪获取每个复杂地表震源位置处直接出射的P波射线束；
基于所述P波射线束，直接在复杂地表震源位置处进行P波波场延拓；
对于每炮PS波地震记录对应的复杂地表检波点位置处，利用S波射线追踪获得每个检波点位置处直接出射的S波射线束，对每炮所述的PS波地震记录直接在复杂地表进行反向延拓，并根据所述倾角信息，确定每个检波点在复杂地表精确的反向延拓波场；
基于偏移成像条件，对在复杂地表震源位置处进行波场延拓后的P波波场和复杂地表检波点处反向延拓波场进行互相关成像，并根据所述纵波偏移速度和所述横波偏移速度，确定每炮复杂地表条件下PS波的叠前深度偏移剖面；
将所有单炮复杂地表条件下PS波的叠前深度偏移剖面进行叠加，确定最终的复杂地表条件下PS波高精度叠前深度偏移成像剖面。
可选地，所述根据所述PS波地震记录数据和所述复杂地表的高程参数，确定每炮PS波地震记录对应的震源和检波点在复杂地表位置处的倾角信息，具体包括：
根据所述PS波地震记录数据，确定每炮的震源和检波点在复杂地表的位置坐标；
根据所述复杂地表的高程参数和所述位置坐标，利用数值微分三点公式计算复杂地表每炮PS波地震记录对应的震源和检波点位置的倾角信息。
可选地，所述利用P波射线追踪获取每个复杂地表震源位置处直接出射的P波射线束，具体包括：
利用各向同性运动学射线追踪方法，确定复杂地表震源位置处出射的P波射线束的中心射线路径和旅行时的运动学信息；
根据所述中心射线路径，利用各向同性动力学射线追踪方程组求取中心射线的动力学参数；
根据所述运动学信息和所述动力学参数，确定复杂地表震源位置处直接出射的P波射线束。
可选地，所述对于每炮PS波地震记录对应的复杂地表检波点位置处，利用S波射线追踪获得每个检波点位置处直接出射的S波射线束，对每炮所述的PS波地震记录直接在复杂地表进行反向延拓，并根据所述倾角信息，确定每个检波点在复杂地表精确的反向延拓波场，具体包括：
从所述复杂地表检波点位置处沿不同方向出射S波射线束，通过相应的S波各向同性运动学射线追踪和动力学射线追踪，确定复杂地表每个检波点位置处出射的S波射线束；
根据所述S波射线束和所述倾角信息采用公式确定每个检波点在复杂地表精确的反向延拓波场；
其中，WPS(x,xr,ω)为复杂地表检波点的反向延拓波场，uPS(xr,xs,ω)为复杂地表PS波共炮点道集地震记录频谱，是复杂地表检波点位置xr处出射的S波射线束表达式，*表示共轭复数，/>为复杂地表检波点位置处的S波速度，θr＝βr-αr为复杂地表检波点位置处S波射线出射方向与地表法线之间的夹角，βr为复杂地表检波点位置处S波射线的出射角，αr为地表的倾角，/>为复杂地表检波点出射的S波射线束偏移参数矢量，/>为S波射线束偏移参数矢量的水平分量；/>为S波射线束偏移参数矢量的垂直分量。
可选地，所述基于偏移成像条件，对在复杂地表震源位置处进行波场延拓后的P波波场和复杂地表检波点处反向延拓波场进行互相关成像，并根据所述纵波偏移速度和所述横波偏移速度，确定每炮复杂地表条件下PS波的叠前深度偏移剖面，具体包括：
基于偏移成像条件，对在复杂地表震源位置处进行波场延拓后的P波波场和复杂地表检波点处反向延拓波场进行互相关成像，并根据所述纵波偏移速度和所述横波偏移速度采用公式确定每炮复杂地表条件下PS波的叠前深度偏移剖面；
其中，为复杂地表条件下单炮PS波叠前深度偏移成像值，C为常数；/>为符号函数，在偏移过程中利用符号函数校正PS波地震记录的极性反转现象，符号函数满足如下关系：
其中，为地下成像点位置处P波射线束的入射角，所述P波入射角可以通过复杂地表震源出射的P波射线束传播角σ1和复杂地表检波点出射的S波射线束传播角σ2求取，P波入射角与所述传播角度之间满足如下关系：
其中，为纵横波偏移速度比，vP为纵波偏移速度，vS为横波偏移速度。
可选地，所述将所有单炮复杂地表条件下PS波的叠前深度偏移剖面进行叠加，确定最终的复杂地表条件下PS波高精度叠前深度偏移成像剖面，具体包括：
将复杂地表条件下所有单炮PS波在地下同一成像点位置处的成像值采用公式进行叠加，获得最终的复杂地表PS波高精度深度域偏移成像剖面；
其中，EPS(x)为复杂地表PS波最终的叠前深度偏移成像值，N表示复杂地表条件下PS波共炮点道集地震记录的炮数。
一种复杂地表条件下PS波地震数据偏移成像系统，包括：
基础数据获取模块，用于获取待进行偏移成像的复杂地表条件下PS波地震记录数据、复杂地表的高程参数、纵波偏移速度和横波偏移速度；
倾角信息确定模块，用于根据所述PS波地震记录数据和所述复杂地表的高程参数，确定每炮PS波地震记录对应的震源和检波点在复杂地表位置处的倾角信息；
P波射线束确定模块，用于利用P波射线追踪获取每个复杂地表震源位置处直接出射的P波射线束；
P波射线束延拓模块，用于基于所述P波射线束，直接在复杂地表震源位置处进行P波波场延拓；
反向延拓波场确定模块，用于对于每炮PS波地震记录对应的复杂地表检波点位置处，利用S波射线追踪获得每个检波点位置处直接出射的S波射线束，对每炮所述的PS波地震记录直接在复杂地表进行反向延拓，并根据所述倾角信息，确定每个检波点在复杂地表精确的反向延拓波场；
单炮叠前深度偏移剖面确定模块，用于基于偏移成像条件，对在复杂地表震源位置处进行波场延拓后的P波波场和复杂地表检波点处反向延拓波场进行互相关成像，并根据所述纵波偏移速度和所述横波偏移速度，确定每炮复杂地表条件下PS波的叠前深度偏移剖面；
PS波高精度叠前深度偏移成像剖面确定模块，用于将所有单炮复杂地表条件下PS波的叠前深度偏移剖面进行叠加，确定最终的复杂地表条件下PS波高精度叠前深度偏移成像剖面。
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：
1)本发明直接在复杂地表进行PS波地震偏移成像，可以有效地解决复杂地表对PS波地震数据偏移成像的影响，获得准确的PS波偏移成像结果；2)本发明根据成像点位置处P波射线束的入射角正负来校正PS波地震记录的极性反转问题，能更准确地对PS波极性进行校正；3)本发明不需要进行叠前表层波场校正，直接在复杂地表震源和检波点位置处进行波场延拓，在波场反向延拓计算中不需要做近似处理，可以获得高精度的复杂地表PS波深度域偏移成像剖面；4)本发明不受采集系统和地表复杂程度的限制，适用于任意地表情况和任意方式采集的PS波地震数据；5)本发明可以广泛用于复杂地表条件下PS波地震勘探领域中，对于复杂地表条件下PS波地震数据具有明显的成像效果。
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为本发明复杂地表条件下PS波地震数据偏移成像方法流程图；
图2是本发明提供的起伏地表水平界面模型示意图；
图3是图2所示起伏地表水平界面模型的单炮PS波地震记录示意图；
图4是图2所示起伏地表水平界面模型的单炮PS波叠前深度偏移剖面：其中，图4中的a图是利用基于局部倾斜叠加的常规复杂地表高斯束偏移方法得到的偏移剖面，图4中的b图是利用本发明得到的偏移剖面；
图5是本发明提供的起伏地表洼陷模型示意图；
图6是图5所示起伏地表洼陷模型的多炮叠加PS波叠前深度偏移剖面：其中，图6中的a图是利用基于局部倾斜叠加的常规复杂地表高斯束偏移方法得到的偏移剖面，图6中的b图是利用本发明得到的偏移剖面。
图7是本发明提供的起伏地表Marmousi-2模型示意图：其中，图7中的a图是P波速度模型示意图，图7中的b图是S波速度模型示意图；
图8是图7所示起伏地表Marmousi-2模型的多炮叠加PS波叠前深度偏移剖面：其中，图8中的a图是利用基于局部倾斜叠加的常规复杂地表高斯束偏移方法得到的偏移剖面，图8中的b图是利用本发明得到的偏移剖面；
图9为本发明复杂地表条件下PS波地震数据偏移成像系统结构图。
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。
本发明的目的是提供一种复杂地表条件下PS波地震数据偏移成像方法及系统，以有效地解决复杂地表条件下PS波地震记录的精确成像问题，获得复杂地表条件下PS波高精度的叠前深度偏移成像剖面。
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。
图1为本发明复杂地表条件下PS波地震数据偏移成像方法流程图。如图1所示，一种复杂地表条件下PS波地震数据偏移成像方法包括：
步骤101：获取待进行偏移成像的复杂地表条件下PS波地震记录数据、复杂地表的高程参数、纵波偏移速度和横波偏移速度。
步骤102：根据所述PS波地震记录数据和所述复杂地表的高程参数，确定每炮PS波地震记录对应的震源和检波点在复杂地表位置处的倾角信息，具体包括：
根据所述PS波地震记录数据，确定每炮的震源和检波点在复杂地表的位置坐标。
根据所述复杂地表的高程参数和所述位置坐标，利用数值微分三点公式计算复杂地表每炮PS波地震记录对应的震源和检波点位置的倾角信息。
步骤103：利用P波射线追踪获取每个复杂地表震源位置处直接出射的P波射线束，具体包括：
步骤1031：利用各向同性运动学射线追踪方法，确定复杂地表震源位置处出射的P波射线束的中心射线路径和旅行时的运动学信息。
各向同性运动学射线追踪方程组为：
式(1)中，τ是沿射线的旅行时，x是直角坐标系中的横坐标，z是直角坐标系中的纵坐标，σ是射线传播方向与Z轴的夹角，v为射线所处位置处的速度。
步骤1032：根据所述中心射线路径，利用各向同性动力学射线追踪方程组求取中心射线的动力学参数。
各向同性动力学射线追踪方程组为：
式(2)中，其中n是射线附近一点到中心射线的垂直距离，ξ和η为动力学参数。
步骤1033：根据所述运动学信息和所述动力学参数，确定复杂地表震源位置处直接出射的P波射线束。具体公式为：
式(3)中，是复杂地表震源位置xs处出射的P波射线束表达式，v0是射线初始位置的速度，η0是动力学参数η的初始值，x表示地下任意一点的位置矢量，i为虚数单位，ω为角频率；/>为P波射线束偏移参数矢量，/>为P波射线束偏移参数矢量的水平分量；/>为P波射线束偏移参数矢量的垂直分量。
所述各向同性介质中运动学和动力学射线追踪方程组以及射线束的表达式对于P波和S波具有相同的形式，只需在计算过程中分别采用相应的P波速度和S波速度。
步骤104：基于所述P波射线束，直接在复杂地表震源位置处进行P波波场延拓。
利用所述复杂地表震源出射的P波射线束直接构建复杂地表震源位置处的波场Γ(x,xs,ω)，具体为：
步骤105：对于每炮PS波地震记录对应的复杂地表检波点位置处，利用S波射线追踪获得每个检波点位置处直接出射的S波射线束，对每炮所述的PS波地震记录直接在复杂地表进行反向延拓，并根据所述倾角信息，确定每个检波点在复杂地表精确的反向延拓波场，具体包括：
从所述复杂地表检波点位置处沿不同方向出射S波射线束，通过相应的S波各向同性运动学射线追踪和动力学射线追踪，确定复杂地表每个检波点位置处出射的S波射线束；
根据所述S波射线束和所述倾角信息采用公式确定每个检波点在复杂地表精确的反向延拓波场；
其中，WPS(x,xr,ω)为复杂地表检波点的反向延拓波场，uPS(xr,xs,ω)为复杂地表PS波共炮点道集地震记录频谱，是复杂地表检波点位置xr处出射的S波射线束表达式，*表示共轭复数，/>为复杂地表检波点位置处的S波速度，θr＝βr-αr为复杂地表检波点位置处S波射线出射方向与地表法线之间的夹角，βr为复杂地表检波点位置处S波射线的出射角，αr为地表的倾角，/>为复杂地表检波点出射的S波射线束偏移参数矢量，/>为S波射线束偏移参数矢量的水平分量；/>为S波射线束偏移参数矢量的垂直分量。
步骤106：基于偏移成像条件，对在复杂地表震源位置处进行波场延拓后的P波波场和复杂地表检波点处反向延拓波场进行互相关成像，并根据所述纵波偏移速度和所述横波偏移速度，确定每炮复杂地表条件下PS波的叠前深度偏移剖面，具体包括：
基于偏移成像条件，对在复杂地表震源位置处进行波场延拓后的P波波场和复杂地表检波点处反向延拓波场进行互相关成像，并根据所述纵波偏移速度和所述横波偏移速度采用公式确定每炮复杂地表条件下PS波的叠前深度偏移剖面；
其中，为复杂地表条件下单炮PS波叠前深度偏移成像值，C为常数；/>为符号函数，在偏移过程中利用符号函数校正PS波地震记录的极性反转现象，符号函数满足如下关系：
其中，为地下成像点位置处P波射线束的入射角，所述P波入射角可以通过复杂地表震源出射的P波射线束传播角σ1和复杂地表检波点出射的S波射线束传播角σ2求取，P波入射角与所述传播角度之间满足如下关系：
其中，为纵横波偏移速度比，vP为纵波偏移速度，vS为横波偏移速度。
步骤107：将所有单炮复杂地表条件下PS波的叠前深度偏移剖面进行叠加，确定最终的复杂地表条件下PS波高精度叠前深度偏移成像剖面，具体包括：
将复杂地表条件下所有单炮PS波在地下同一成像点位置处的成像值采用公式进行叠加，获得最终的复杂地表PS波高精度深度域偏移成像剖面。
其中，EPS(x)为复杂地表PS波最终的叠前深度偏移成像值，N表示复杂地表条件下PS波共炮点道集地震记录的炮数。
实施例1：
图2是本发明提供的起伏地表水平界面模型示意图，模型的地表起伏情况如图中所示，模型网格为201×201，纵横向网格间距均为10m。在模型1000m深度处存在一个水平界面，模型第一层介质的P波和S波速度分别为2000m/s和1150m/s，第二层介质的P波和S波速度分别为3000m/s和1730m/s。在此模型起伏地表面水平方向的中间位置设置单个爆炸震源，采用适用于复杂地表的弹性波有限差分正演方法模拟图2所示模型的弹性波单炮地震记录，震源子波为主频30Hz的Ricker子波，地震记录采样时间设置为2s，采样间隔为2ms。采用中间放炮两边接收观测系统，共201道接收，道间距为10m。图3是图2所示起伏地表水平界面模型的经过波场分离得到的起伏地表条件下纯PS波单炮地震记录示意图，从图3中可以看到PS波的极性反转现象。图4是图2所示起伏地表水平界面模型的单炮PS波叠前深度偏移剖面示意图，其中图4中的a图是利用基于局部倾斜叠加的常规复杂地表高斯束偏移方法得到的单炮PS波偏移剖面示意图，图4中的b图是利用本发明所述方法得到的单炮PS波偏移剖面示意图，偏移过程中校正了PS波极性反转现象且消除了直达波的影响。从图4中可以看到，两种偏移成像方法对于模型中的水平界面均偏移到了准确的位置，但相比于常规的偏移方法，本发明获得了更好的聚焦成像结果，成像振幅较强，连续性也比较好。通过对起伏地表水平界面模型进行单炮PS波偏移测试，验证了本发明的准确性和有效性。
实施例2：
图5是本发明提供的起伏地表洼陷模型示意图，模型的地表形态及地下介质构造如图5所示，模型网格为401×301，纵横向网格间距均为10m。模型中自上而下每层的P波速度分别2500m/s，3000m/s，3500m/s，S波速度分别为1450m/s，1730m/s，2020m/s。采用适用于复杂地表的弹性波有限差分正演方法模拟图5所示起伏地表洼陷模型的弹性波地震记录，在此模型起伏地表面上设置79个爆炸震源，炮间距为50m，震源子波为主频30Hz的Ricker子波，每炮401道接收，道间距为10m。图6是图5所示起伏地表洼陷模型的多炮叠加PS波叠前深度偏移剖面示意图，其中图6中的a图是利用基于局部倾斜叠加的常规复杂地表高斯束偏移方法得到的偏移剖面，图6中的b图是利用本发明得到的偏移剖面。从图6中可以看到，两个偏移剖面均显示出准确的PS波成像。但可以注意到，采用本发明得到的PS波成像剖面更好地消除了反射界面附近的焦散噪音，成像效果要优于常规偏移方法得到的成像剖面。通过对起伏地表洼陷模型的PS波偏移测试，进一步验证了本发明是一种适用于复杂地表条件下PS波地震数据的准确有效的偏移方法。
实施例3：
图7是本发明提供的起伏地表Marmousi-2模型示意图，其中图7中的a图是P波速度模型示意图，图7中的b图是S波速度模型示意图。模型网格为1311×286，纵横向网格间距均为20m。在此模型起伏地表面上设置87个爆炸震源，炮间距为300m，震源子波为主频10Hz的Ricker子波，每炮321道接收，道间距为20m。图8是图7所示起伏地表Marmousi-2模型的多炮叠加PS波叠前深度偏移剖面示意图，其中图8中的a图是利用基于局部倾斜叠加的常规复杂地表高斯束偏移方法得到的偏移剖面，图8中的b图是利用本发明得到的偏移剖面。从图8中可以看到，两种偏移方法得到PS波成像剖面均准确的反映出了模型复杂的构造情况，断层构造成像准确，如图8中白色矩形框内所示。此外，相比于常规偏移方法获得的成像结果，本发明得到的PS波成像质量也有一定的改善，成像结果更加清晰。通过对起伏地表Marmousi-2模型的偏移测试，验证了本发明对起伏地表条件下复杂构造成像的准确性和有效性。
图9为本发明复杂地表条件下PS波地震数据偏移成像系统结构图。如图9所示，一种复杂地表条件下PS波地震数据偏移成像系统包括：
基础数据获取模块201，用于获取待进行偏移成像的复杂地表条件下PS波地震记录数据、复杂地表的高程参数、纵波偏移速度和横波偏移速度。
倾角信息确定模块202，用于根据所述PS波地震记录数据和所述复杂地表的高程参数，确定每炮PS波地震记录对应的震源和检波点在复杂地表位置处的倾角信息。
P波射线束确定模块203，用于利用P波射线追踪获取每个复杂地表震源位置处直接出射的P波射线束。
P波射线束延拓模块204，用于基于所述P波射线束，直接在复杂地表震源位置处进行P波波场延拓。
反向延拓波场确定模块205，用于对于每炮PS波地震记录对应的复杂地表检波点位置处，利用S波射线追踪获得每个检波点位置处直接出射的S波射线束，对每炮所述的PS波地震记录直接在复杂地表进行反向延拓，并根据所述倾角信息，确定每个检波点在复杂地表精确的反向延拓波场。
单炮叠前深度偏移剖面确定模块206，用于基于偏移成像条件，对在复杂地表震源位置处进行波场延拓后的P波波场和复杂地表检波点处反向延拓波场进行互相关成像，并根据所述纵波偏移速度和所述横波偏移速度，确定每炮复杂地表条件下PS波的叠前深度偏移剖面。
PS波高精度叠前深度偏移成像剖面确定模块207，用于将所有单炮复杂地表条件下PS波的叠前深度偏移剖面进行叠加，确定最终的复杂地表条件下PS波高精度叠前深度偏移成像剖面。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
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)
1.一种复杂地表条件下PS波地震数据偏移成像方法，其特征在于，包括：
获取待进行偏移成像的复杂地表条件下PS波地震记录数据、复杂地表的高程参数、纵波偏移速度和横波偏移速度；
根据所述PS波地震记录数据和所述复杂地表的高程参数，确定每炮PS波地震记录对应的震源和检波点在复杂地表位置处的倾角信息；
利用P波射线追踪获取每个复杂地表震源位置处直接出射的P波射线束；
基于所述P波射线束，直接在复杂地表震源位置处进行P波波场延拓；
对于每炮PS波地震记录对应的复杂地表检波点位置处，利用S波射线追踪获得每个检波点位置处直接出射的S波射线束，对每炮所述的PS波地震记录直接在复杂地表进行反向延拓，并根据所述倾角信息，确定每个检波点在复杂地表精确的反向延拓波场；
基于偏移成像条件，对在复杂地表震源位置处进行波场延拓后的P波波场和复杂地表检波点处反向延拓波场进行互相关成像，并根据所述纵波偏移速度和所述横波偏移速度，确定每炮复杂地表条件下PS波的叠前深度偏移剖面；
将所有单炮复杂地表条件下PS波的叠前深度偏移剖面进行叠加，确定最终的复杂地表条件下PS波高精度叠前深度偏移成像剖面。
2.根据权利要求1所述的一种复杂地表条件下PS波地震数据偏移成像方法，其特征在于，所述根据所述PS波地震记录数据和所述复杂地表的高程参数，确定每炮PS波地震记录对应的震源和检波点在复杂地表位置处的倾角信息，具体包括：
根据所述PS波地震记录数据，确定每炮的震源和检波点在复杂地表的位置坐标；
根据所述复杂地表的高程参数和所述位置坐标，利用数值微分三点公式计算复杂地表每炮PS波地震记录对应的震源和检波点位置的倾角信息。
3.根据权利要求1所述的一种复杂地表条件下PS波地震数据偏移成像方法，其特征在于，所述利用P波射线追踪获取每个复杂地表震源位置处直接出射的P波射线束，具体包括：
利用各向同性运动学射线追踪方法，确定复杂地表震源位置处出射的P波射线束的中心射线路径和旅行时的运动学信息；
根据所述中心射线路径，利用各向同性动力学射线追踪方程组求取中心射线的动力学参数；
根据所述运动学信息和所述动力学参数，确定复杂地表震源位置处直接出射的P波射线束。
4.根据权利要求1所述的一种复杂地表条件下PS波地震数据偏移成像方法，其特征在于，所述对于每炮PS波地震记录对应的复杂地表检波点位置处，利用S波射线追踪获得每个检波点位置处直接出射的S波射线束，对每炮所述的PS波地震记录直接在复杂地表进行反向延拓，并根据所述倾角信息，确定每个检波点在复杂地表精确的反向延拓波场，具体包括：
从所述复杂地表检波点位置处沿不同方向出射S波射线束，通过相应的S波各向同性运动学射线追踪和动力学射线追踪，确定复杂地表每个检波点位置处出射的S波射线束；
根据所述S波射线束和所述倾角信息采用公式确定每个检波点在复杂地表精确的反向延拓波场；
其中，WPS(x,xr,ω)为复杂地表检波点的反向延拓波场，uPS(xr,xs,ω)为复杂地表PS波共炮点道集地震记录频谱，是复杂地表检波点位置xr处出射的S波射线束表达式，*表示共轭复数，x表示地下任意一点的位置矢量，/>为复杂地表检波点位置处的S波速度，θr＝βr-αr为复杂地表检波点位置处S波射线出射方向与地表法线之间的夹角，βr为复杂地表检波点位置处S波射线的出射角，αr为地表的倾角，/>为复杂地表检波点出射的S波射线束偏移参数矢量，/>为S波射线束偏移参数矢量的水平分量；/>为S波射线束偏移参数矢量的垂直分量，ω为角频率。
5.根据权利要求4所述的一种复杂地表条件下PS波地震数据偏移成像方法，其特征在于，所述基于偏移成像条件，对在复杂地表震源位置处进行波场延拓后的P波波场和复杂地表检波点处反向延拓波场进行互相关成像，并根据所述纵波偏移速度和所述横波偏移速度，确定每炮复杂地表条件下PS波的叠前深度偏移剖面，具体包括：
基于偏移成像条件，对在复杂地表震源位置处进行波场延拓后的P波波场和复杂地表检波点处反向延拓波场进行互相关成像，并根据所述纵波偏移速度和所述横波偏移速度采用公式确定每炮复杂地表条件下PS波的叠前深度偏移剖面；
其中，为复杂地表条件下单炮PS波叠前深度偏移成像值，C为常数；/>为符号函数，在偏移过程中利用符号函数校正PS波地震记录的极性反转现象，符号函数满足如下关系：
其中，为地下成像点位置处P波射线束的入射角，P波入射角可以通过复杂地表震源出射的P波射线束传播角σ1和复杂地表检波点出射的S波射线束传播角σ2求取，P波入射角与传播角度之间满足如下关系：
其中，为纵横波偏移速度比，vP为纵波偏移速度，vS为横波偏移速度。
6.根据权利要求1所述的一种复杂地表条件下PS波地震数据偏移成像方法，其特征在于，所述将所有单炮复杂地表条件下PS波的叠前深度偏移剖面进行叠加，确定最终的复杂地表条件下PS波高精度叠前深度偏移成像剖面，具体包括：
将复杂地表条件下所有单炮PS波在地下同一成像点位置处的成像值采用公式进行叠加，获得最终的复杂地表PS波高精度深度域偏移成像剖面；
其中，EPS(x)为复杂地表PS波最终的叠前深度偏移成像值，x表示地下任意一点的位置矢量，N表示复杂地表条件下PS波共炮点道集地震记录的炮数。
7.一种复杂地表条件下PS波地震数据偏移成像系统，其特征在于，包括：
基础数据获取模块，用于获取待进行偏移成像的复杂地表条件下PS波地震记录数据、复杂地表的高程参数、纵波偏移速度和横波偏移速度；
倾角信息确定模块，用于根据所述PS波地震记录数据和所述复杂地表的高程参数，确定每炮PS波地震记录对应的震源和检波点在复杂地表位置处的倾角信息；
P波射线束确定模块，用于利用P波射线追踪获取每个复杂地表震源位置处直接出射的P波射线束；
P波射线束延拓模块，用于基于所述P波射线束，直接在复杂地表震源位置处进行P波波场延拓；
反向延拓波场确定模块，用于对于每炮PS波地震记录对应的复杂地表检波点位置处，利用S波射线追踪获得每个检波点位置处直接出射的S波射线束，对每炮所述的PS波地震记录直接在复杂地表进行反向延拓，并根据所述倾角信息，确定每个检波点在复杂地表精确的反向延拓波场；
单炮叠前深度偏移剖面确定模块，用于基于偏移成像条件，对在复杂地表震源位置处进行波场延拓后的P波波场和复杂地表检波点处反向延拓波场进行互相关成像，并根据所述纵波偏移速度和所述横波偏移速度，确定每炮复杂地表条件下PS波的叠前深度偏移剖面；
PS波高精度叠前深度偏移成像剖面确定模块，用于将所有单炮复杂地表条件下PS波的叠前深度偏移剖面进行叠加，确定最终的复杂地表条件下PS波高精度叠前深度偏移成像剖面。
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