CN113348385A - 弹性波逆时迁移中的avo成像条件 - Google Patents

弹性波逆时迁移中的avo成像条件 Download PDF

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Abstract

在通用实施方式中，一种用于ERTM中的成像条件的AVO的系统、装置及方法，包括：所描述的系统提供了利用通过使用经修改的AVO算法得到的ERTM的对应经修改的点积成像条件来进行高效且准确的矢量波场分解。在一些实施方式中，使用1/ω2滤波器修改源子波和多分量记录的相位并且使用α2和β2来缩放外推出的波场的幅度，其中ω、α和β分别是角频率、局部P波速度和局部S波速度。结果产生了用于经分离的P型波场和S型波场的正确的相位、幅度和物理单位。然后可以对经相位校正和经幅度缩放的弹性波场应用散度算子和旋度算子，以提取矢量P波场和矢量S波场。利用经分离的矢量波场，可以使用经修改的点积成像条件，以产生PP反射性图像和PS反射性图像。

Description

弹性波逆时迁移中的AVO成像条件
优先权要求
本申请要求于2019年1月22日递交的美国专利申请No.16/254,227的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及用于改进用于油气的勘探的方法、系统及装置。
背景技术
在用于油气储集层的勘探中，储集床包括一系列岩石的类别的细分类别并且通常具有通过可识别的边界与其他岩石群分离的类似的石印特征。此外，岩石单位的岩性包括：其在露头处可见的、手中的或岩心样品的或利用光学放大显微技术得到的诸如颜色、纹理、颗粒大小或成分之类的物理特性的描述。因此，储集床的岩性的识别是储集层特性的重要方面，这是因为保存油气或水的岩石的物理性质和化学性质影响用于测量地层性质的每个工具的响应。为了进行准确的孔隙度、水饱和度和渗透率的岩石物理计算，对储集层层段的各种岩性进行识别。
发明内容
本公开的实施方式总体针对用于通过将对源波场和接收器波场进行外推与成像条件相结合、以生成用于原始地震相和经转换的地震相的地下波阻对比的深度图像来检测油气的系统。所描述的系统提供了利用通过使用经修改的幅度相对于偏移的变化(AVO)算法得到的弹性波逆时迁移(ERTM)的对应经修改的点积成像条件来行进高效且准确的矢量波场分解。
在一个通用实施方式中，一种用于ERTM中的成像条件的AVO的系统、装置及方法包括：所描述的系统提供了利用通过使用经修改的AVO算法得到的ERTM的对应经修改的点积成像条件来进行高效且准确的矢量波场分解。在一些实施方式中，使用1/ω2滤波器修改源子波和多分量记录的相位并且使用α2和β2来缩放外推出的波场的幅度，其中ω、α和β分别是角频率、局部纵波(P波)速度和局部横波(S波)速度。结果产生了用于经分离的P型波场和S型波场的正确的相位、幅度和物理单位。然后可以对经相位校正和经幅度缩放的弹性波场应用散度算子和旋度算子，以提取矢量P波场和矢量S波场。利用经分离的矢量波场，可以使用经修改的点积成像条件来产生PP反射性图像和PS反射性图像，其中，PP表示P波的反射并且PS表示S波的反射。PP反射性包括P波源侧波场以及接收器侧。PS反射性包括S波源侧波场以及接收器侧。
在本公开中描述的主题的特定实施方式可以被实现为，使得实现以下优点中的一个或多个优点。所描述的系统可以从弹性波场提供准确的经分离的P波和S波(幅度和相位两者)。在这些实例中，当与其他方法比较时所产生的地震图像具有更好的质量。
要认识到，根据本公开的方法可以包括本公开中所描述的方面和特征的任意组合。即，根据本公开的方法不限于本公开中具体描述的方面和特征的组合，而是还可以包括所提供的方面和特征的任意组合。
在附图和以下描述中阐述了本公开的一个或多个实施方式的细节。本公开的其他特征和优点将通过说明书和附图以及权利要求而显而易见。
附图说明
图1A-图1D描绘了根据本公开的实施方式所生成的示例Marmousi模型的ERTM实验的结果。
图2A-图2F描绘了使用不同的弹性波方案进行迁移的示例Marmousi模型的PP图像和PS图像。
图3A和图3B分别描绘了PP反射性和PS反射性的比较。
图4A-图4D描绘了使用不同的快速辐射传递模型(RRTM)方案的两层模型的PP数据/Z分量图像(PP/Z分量图像)。
图5A-图5D描绘了使用不同的弹性波逆时成像或迁移(RTM)方案的两层模型的PP/Z分量图像。
图6A-图6B描绘了解析解和ERTM图像的峰值幅度之间的PP反射系数和PS反射系数的比较。
图7描绘了用于进行地震勘测的示例矢量波场分解过程700的流程图。
图8描绘了根据实施方式的用于提供与如本公开中所描述的算法、方法、功能、处理、流程和过程相关联的计算功能的示例计算机系统的框图。
具体实施方式
本公开总体描述了使用高效且准确的矢量波场分解方法和弹性波逆时迁移(ERTM)的对应成像条件的系统。所描述的系统可以用于估计地层中的岩性以及对复杂结构(例如，XYZ)进行成像，以检测油气和减少钻井风险。本公开被呈现为使得本领域技术人员可以在一个或多个具体实施方式的上下文中做出和使用所公开的主题。对所公开的实施方式的各种修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且在不脱离本公开的范围的情况下，本申请中定义的一般原理可以应用于其他实施方式和应用。因此，本公开不旨在被限制在所描述或所示出的实施方式，而是要根据与本申请中所公开的原理和特征一致的最宽的范围。
幅度相对于偏移的变化(AVO)已经成为检测油气时的重要技术。在AVO分析中，实践可能集中于寻找更敏感的油气指标以及提取和利用地震和这些敏感参数之间的异常变化。最小二乘回归分析和反演是AVO分析中的普通方法。AVO可以检测油气，因为AVO示出了偏移的幅度的变化，其表示波经过地层时的波能量的幅度，其受速度和覆层的密度参数影响，使得可以通过分析反射系数来分析地层的密度。AVO意指幅度随着由流体的岩性导致的偏移的改变。
此外，弹性波方程的有限差求解的公式可以用于建模离散网格上的介质之中的弹性波传播。弹性波传播建模使在时间上向前和向后外推矢量波场的能力成为可能。这种建模的一个应用是被称为逆时迁移(RTM)的深度成像技术。ERTM将对源波场和接收器波场进行外推与成像条件相结合，以生成用于原始地震相和经转换的地震相的地下波阻对比的深度图像。
例如，与声学方法相比，使用纵(P)波和横(S)波两者，ERTM对于估计岩性信息(例如，颜色、纹理、颗粒大小或成分)以及某些复杂结构(例如，盐丘、页岩岩体或断层)的成像可以是有益的。例如，经转换的横波允许/可以用于比通过使用纵波要准确得多解决Tommeliten油田中的气体烟囱区域中的结构和沉积目标。此外，对P波图像和S波图像两者进行解释示出了例如在非传统的致密砂石储集层中检测到油气更大的可能性。
弹性波成像的早期尝试在基尔霍夫迁移的框架中执行。这个方法沿进行轨迹将P型反射和S型反射透射到地下。因为射线理论难以考虑多个到达和计算焦散区域中的幅度，所以弹性波基尔霍夫迁移不准确，甚至不能求解出现多路径和焦散现象的复杂的结构。此外，与经典射线理论不同，高斯波束通过对运动射线追踪系统和动态射线追踪系统两者进行求解来计算中央射线附近的局部P波波前和S波波前。通常，高斯波束迁移是对公共偏移、公共方位角数据量进行操作的波场延拓方法。波场延拓自身可以提供对成像条件进行运动校正。该迁移类似于基尔霍夫迁移，但是适用于使用复数值的行进时间和幅度的局部倾斜堆叠。后来的这些复数量来自将波场表示为高斯波束的和，其是波方程的有限频率的射线理论的近似解。在一些情况下，这使弹性波高斯波束迁移能够以好的鲁棒性和效率对复杂的结构进行成像。然而，由于依赖于射线追踪来构建中央射线，所以高斯波束法对于具有很强的速度变化的模型可能不准确。
相反，ERTM将多分量记录用作边界条件来直接求解弹性波方程。因此，ERTM可以用于通过应用适当的成像条件来重构地下的前向矢量波场和后向矢量波场，以产生准确的PP反射性和PS反射性。通常，当生成地震图像时，所述地震图像通常是源侧波场和接收器侧波场之间的零滞后互相关。PP反射性包括P波源侧波场以及接收器侧。PS代表P波源侧波场和S波接收器侧波场。ERTM中的一个重要步骤是从耦合的外推出的波场提取纵波型和横波型。这帮助去除串扰伪影。
用于实现波型分离的一种方法是通过应用散度算子和旋度算子来计算标量势波场和矢量势波场。然而，在实践中，当使用这个方法时存在若干个困难。首先，标量势波场和矢量势波场与外推出的波场不具有相同的相位、幅度和物理单位。这些差异可以导致不准确的迁移结果。其次，用于PS图像的三个分量可能难以解释。第三，波场分离方法对于PS图像具有极性反转问题。因此，没有适当的校正，不同的源上的PS图像的和产生非构造上的堆叠结果。
代替使用散度算子和旋度算子，可以通过在波数域中求解线性方程组来使用矢量波场分解方法。波场分解是将波场分解成声波波方程在最适合所考虑的孔径的几何结构的坐标系中的空间上正交的本征解的技术。这个方法产生了与所输入的弹性波场具有相同相位、幅度和单位的矢量P波场和矢量S波场。等同的方法也可以在空间域中实现，其需要求解矢量泊松方程。尽管使用更快的泊松求解器，但是计算成本仍然昂贵，对于三维(3D)问题由其如此。用于执行矢量波场分解的另一种方法是引入辅P波方程。可以通过从所耦合的总波场减去P波场而获得S波。虽然这个策略产生好的分离结果，但是求解辅P波方程也增加了计算成本。
鉴于上述内容，所描述的系统提供了利用通过使用经修改的AVO算法得到的ERTM的对应经修改的点积成像条件来进行高效且准确的矢量波场分解。在一些实施方式中，使用1/ω2滤波器修改源子波和多分量记录的相位并且使用α2和β2来缩放外推出的波场的幅度，其中ω、α和β分别是角频率、局部P波速度和局部S波速度。结果产生了用于经分离的P型波场和S型波场的正确的相位、幅度和物理单位。然后可以对经相位校正和经幅度缩放的弹性波场应用散度算子和旋度算子，以提取矢量P波场和矢量S波场。利用经分离的矢量波场，可以使用经修改的点积成像条件，以产生PP反射性图像和PS反射性图像。例如，通过保留点积成像条件的符号并且使用经分离的源波场的绝对值和经分离的接收器波场的绝对值的乘法重新计算点积成像条件的幅度来对点积成像条件进行修改，以产生相对准确的角度相关的幅度。二维(2D)数值示例证实所提出的方法的可行性和鲁棒性。在这些实施方式中，这个成像条件保留点积的符号但是使用经分离的源波场的绝对值和经分离的接收器波场的绝对值的乘法来重新计算迁移幅度。这消除了余弦函数cosΔθ的影响，其中Δθ是入射波场和反射波场之间的极化角度的差。这个运算等同于将点积成像结果除以cosΔθ。
作为示例，在2D各向同性弹性介质中，所描述的系统可以使用线性方程(牛顿第二定律)和变形的方程(胡克定律)：
Figure BDA0003175500240000061
Figure BDA0003175500240000062
Figure BDA0003175500240000063
Figure BDA0003175500240000064
Figure BDA0003175500240000065
其中，vx、vz分别是当前传播时间t的x方向和z方向上的粒子速度分量，ρ是介质的密度，λ是第一拉梅参数，并且μ是剪切模量。σij表示对称应力张量的第ij个分量。
将方程(3)、方程(4)和方程(5)代入方程(1)和方程(2)并且在两边对时间求导可以分别根据方程(6)和方程(7)来定义：
Figure BDA0003175500240000066
Figure BDA0003175500240000071
假定极小的计算成本，方程(6)和方程(7)可以通过假设局部恒定的剪切模量进行简化，并且导致第三项被丢弃，其可以分别根据方程(8)和方程(9)来定义：
Figure BDA0003175500240000072
Figure BDA0003175500240000073
根据亥姆霍兹的理论，其可以根据方程(10)和方程(11)来定义，P粒子速度和S粒子速度的和应该等于总粒子速度。
Figure BDA0003175500240000074
Figure BDA0003175500240000075
其中，
Figure BDA0003175500240000076
和
Figure BDA0003175500240000077
表示P波在x方向和z方向上的粒子速度，并且相同的表示也适用于S波。将方程(10)和方程(11)代入方程(8)和方程(9)，散度算子从
Figure BDA0003175500240000078
和
Figure BDA0003175500240000079
中自然地去除S波，而旋度算子负责
Figure BDA00031755002400000710
和
Figure BDA00031755002400000711
中的P波。
为了简洁可以将所产生的方程以矢量表示重写并且分别根据方程(12)和方程(13)来定义：
Figure BDA00031755002400000712
Figure BDA0003175500240000081
恒定的密度以及局部P波速度(α)和局部S波速度(β)可以用于表示方程(12)和方程(13)。这可以分别根据方程(14)和方程(15)来定义：
Figure BDA0003175500240000082
Figure BDA0003175500240000083
速度波场v可以通过格林函数g与源子波s卷积来表示。因此，角频率ω可以在源项中进行近似。例如，方程(14)和方程(15)可以分别近似为方程(16)和方程(17)：
Figure BDA0003175500240000084
Figure BDA0003175500240000085
所输入的源子波和多分量记录可以对应地通过1/ω2进行滤波。在实践中为了避免除以小的频率，时域中的滤波可以使用针对源输入和接收器输入两者的关于时间的双积分来实现。
可以使用用于基于矢量的弹性波RTM的点积成像条件，以避免传统的弹性波RTM中出现的PS图像的极性反转问题。然而，这个成像条件涉及乘以余弦函数cosΔθ，其中Δθ表示入射波场和反射波场之间的极化角度的差。这可能导致反射系数的不准确的估计。为了消除余弦函数的幅度影响，点积成像结果可以利用cosΔθ的绝对值归一化。然而，当多个波在具有复杂的结构的区域中相交时，难以获得传播方向和极性方向的准确估计。为了简化角度相关的归一化，可以保留点积的符号并且使用经分离的源波场的绝对值和经分离的接收器波场的绝对值的乘法来重新计算迁移幅度。所述结果是经修改的点积成像条件，其可以根据方程(18)来定义：
Figure BDA0003175500240000091
以及
Figure BDA0003175500240000092
其中，IPP和IPS是用于PP反射性的图像和用于PS反射性的图像，xs和x是源位置和图像点的位置，u是所述经分离的矢量波场，下标s和下标r表示源侧和接收器侧，上标P和上标S表示P型和S型，|·|是绝对值，并且T是记录持续时间，sgnPP和sgnPS分别是用于PP图像的符号和用于PS图像的符号。
在第一示例中，将Marmousi模型用于证实所描述的系统对于复杂的结构的适应性。Marmousi模型是可以用于比较深度迁移和速度确定模型的复杂的2D结构建模。这样的模型通常涉及水平速度改变和竖直速度改变。
图1A-图1B描绘了第一示例Marmousi模型的ERTM实验的结果。图1A和1B分别描绘了真实的P波速度模型和经平滑的P波速度模型。图1C和1D描绘了真实的密度模型和经平滑的密度模型。S波速度分别通过将P波速度除以1.7而进行缩放来构造。经平滑的模型通过以62.5m半径×62.5m半径应用三角滤波器来计算。
在图1A和图1C中描绘了P波速度模型和密度模型。可以通过利用√3的因子来缩放P波速度来构造S波速度模型。可以通过利用62.5米(m)×62.5m的三角滤波器平滑真实模型来建立(图1B所示的)迁移速度和(图1D所示的)密度。322个地震源以相等的间距(例如，37.5m间距)均匀地部署在地表上。对于每个炮点，将具有20赫兹(Hz)的峰值频率的Ricker爆炸源设置在2500m的孔的中间。将400个接收器用于以6.25m的间距来覆盖该孔。时间采样是0.5毫秒(ms)并且记录持续时间是4s。
图2A-图2F描绘了使用不同的弹性波方案进行迁移的第一示例Marmousi模型的PP图像和PS图像。图2A和图2B基于对PS图像不应用极性校正的方法。图2C和图2D使用基于亥姆霍兹分解的弹性波场分离(Zhu的方法)来进行计算。图2E和图2F使用所描述的系统来进行迁移。
图3A和图3B分别描绘了在2.0公里(km)的距离处的PP反射性和PS反射性的比较。PP反射性和PS反射性被示出为实线。PP反射性曲线表示真实反射性。Div和Curl逆蒙特卡罗(IMC)基于对PS图像不应用极性校正的方法。马尔可夫决策过程(MDP)IMC(其是Zhu的方法的成像条件)基于所描述的系统的图像。幅度相对于其最大值进行归一化。利用R＝(ρv-ρ0v0)/(ρv0)计算真实反射性，其中v是真实的P波速度或S波速度并且v0是经平滑的P波速度或S波速度，ρ是真实的密度并且ρ0是经平滑的密度。基于所有这三种方法的PP图像对于复杂的断层和深背斜都具有好的分辨率。但是基于各向同性角度域弹性波逆时迁移法的图像与真实PP反射性相比具有相移。在(例如，深度从0km到1.0km的)狭窄的区域中也过高地估计了幅度(参见图3A中的绿色线)。这是因为散度算子和旋度算子在波场分解期间产生了不正确的相位和幅度。相反，Zhu的方法和所描述的系统在相位和幅度两个方面都是准确的(参见图2A的红色线和蓝色线)。对于PS图像，图2B示出由极性反转问题导致的明显的非构造上的堆叠效果。使用方程8中的波场分解和经修改的点积成像条件，所提出的方法避免了极性反转问题并且产生了清楚的PS图像(图2F)。此外，由于去除了cosΔθ的影响，所以PS图像幅度比基于Zhu的方法的PS图像幅度更符合真实反射性(参见图3B的从0.2km到1.0km)。
在第二示例中，使用简单的两层模型。所述模型包括设置在1.6km的深度处的水平反射器，对于上层，α＝2500米每秒(m/s)、β＝1443m/s、并且ρ＝2.0克每立方厘米(g/cm3)；对于底层，α＝3000m/s、β＝1732m/s、并且ρ＝2.1g/cm3。这个模型利用8m空间间距的601×401个网格离散化。将具有15Hz的峰值频率的Ricker子波的爆炸源部署在所指示的位置处。图4A-图4D和图5A-图5D示出使用不同的弹性波RTM方案的PP图像和PS图像。所述图像使用位移互相关成像条件(DC IMC)来利用混合的PP能量和PS能量求解反射器(reflector)(参见图4A和图5A)。这些结果没有清楚的物理意义并且难以解释。此外，没有考虑波场分解，这个方法还产生了强的串扰伪影。通过使用散度算子和旋度算子，各向同性角度域弹性波逆时迁移法(被称为Div和Curl IMC)的方法减少了串扰并且产生了清楚的PP图像和PS图像(参见图4B和图5B)。但是散度运算和旋度运算改变了经迁移的相位，并且对于PS图像存在极性反转问题(参见图4B)。通过应用亥姆霍兹分解和点积成像条件，Zhu的方法产生了正确的相位并且避免了讨厌的极性反转问题。然而，经迁移的PP幅度和PS幅度是不准确的，这是由于引入了余弦函数并且因此不可以被解释为反射系数，在大的偏移处尤其如此(参见图6A和6B中的点积线)。在有效的反射角度内，所描述的ERTM工作流产生了与Zhu的方法一样正确的相位，产生了更准确的经迁移的幅度(参见图6A和图6B中经修改的点积线)。
图4A-图4D描绘了使用不同的RRTM方案的两层模型(第二示例)的PP/Z分量图像。图4A描绘了DC IMC：方案。图4B描绘了Div和Curl IMC：PP方案。图4C描绘了Zhu的PP方案。图4D描绘了MDP IMC PP方案。DC IMC表示位移互相关成像条件。Div和Curl IMC表示使用散度算子和旋度算子执行波场分解、以及应用标量势成像条件和矢量势成像条件的各向同性角度域弹性波逆时迁移法。Zhu的方法首先基于求解泊松方程来执行波场分解，然后应用点积成像条件。MDP IMC表示所描述的ERTM系统，其使用经修改的点积成像条件。
图5A-图5D描绘了使用不同的弹性波RTM方案的两层模型的PP/Z分量图像。
图6A和图6B描绘了解析解和图4A-图4D和图5A-图5D中的ERTM图像的峰值幅度之间的PP(a)反射系数和PS(b)反射系数的比较。解析的PS系数线通过求解Zoeppritz方程而进行计算。所述经修改的点积线和所述点积线是分别使用点积成像条件和经修改的点积成像条件时在反射器处的图像峰值。由于不充分的照射，点积成像条件和经修改的点积成像条件在高于规定阈值的偏移处都产生了不准确的迁移幅度。
图7描绘了用于进行地震勘测的示例矢量波场分解过程700的流程图。为了清楚地呈现，下文的描述在图1A-图6B和图8的上下文中总体描述方法700。然而，应该理解的是，方法700可以例如通过任何其他合适的系统、环境、软件和硬件，或者系统、环境、软件和硬件的组合来执行。在一些实施方式中，方法700的各个步骤可以并行、组合、循环或以任意顺序运行。
在702处，接收所勘测的地下的地震数据集合。在一些实例中，所述地震数据集合包括源子波和多分量记录。接着，在步骤704处，修改源子波和多分量记录，以外推纵(P)波场和横(S)波场。在步骤706处，使用角频率、局部P波速度和局部S波速度，对外推出的P波场和外推出的S波场进行缩放，以生成经分离的矢量波场。在步骤708处，使用点积成像条件，以生成PP反射性图像和PS反射性图像。在一些实例中，通过保留点积成像条件的符号并且使用所述经分离的矢量波场的绝对值的乘法重新计算点积成像条件的幅度来修改点积成像条件。接着，在步骤710处，根据所生成的PP反射性图像和所生成的PS反射性图像来评估所勘测的地下的生产能力。
图8描绘了根据实施方式的用于提供与如本公开中所描述的算法、方法、功能、处理、流程和过程相关联的计算功能的示例计算机系统800的框图。所示出的计算机802旨在包括任意计算设备(例如，服务器、台式计算机、膝上型或笔记本计算机、无线数据端口、智能电话、个人数字助理(PDA)、平板计算设备)、或这些设备内的一个或多个处理器(包括计算设备的物理实例或虚拟实例或两者)。附加地，计算机802可以包括计算机，该计算机包括可以接受用户信息的输入设备(例如，键区、键盘、触摸屏或其他设备)以及输出设备，该输出设备传达与计算机802的操作相关联的信息，包括数字数据、视觉或音频信息(或信息的组合)或GUI。
计算机802可以用作用于执行本公开中描述的主题的计算机系统的客户端、网络组件、服务器、数据库或其他持久性或任意其他组件(或它们的组合)。所示出的计算机802可通信地与网络830耦接。在一些实施方式中，计算机802的一个或多个组件可以被配置为在包括基于云计算、本地、全局、或环境的组合在内的环境中操作。
在高层次，计算机802是可操作为接收、发送、处理、存储或管理与所描述的主题相关联的数据和信息的电子计算设备。根据一些实施方式，计算机802还可以包括或可通信地耦接到应用服务器、电子邮件服务器、web服务器、缓存服务器、流传输数据服务器、商业智能(BI)服务器、或其它服务器(或服务器的组合)。
计算机802可以通过网络830从(例如，在另一计算机802上执行的)客户端应用接收请求，并通过在软件应用中处理所述请求来响应所接收的请求。此外，还可以从内部用户(例如，从命令控制台或通过其他访问方法)、外部或第三方、其他自动化应用以及任何其他实体、个人、系统或计算机向计算机802发送请求。
计算机802的组件中的每个组件可以使用系统总线803通信。在一些实施方式中，计算机802的任意或所有组件(硬件和/或软件(或硬件和软件的组合))可以使用应用编程接口(API)812或服务层813(或API 812和服务层813的组合)，通过系统总线803彼此交互或与接口804(或两者的组合)交互。API 812可以包括针对例程、数据结构和对象类的规范。API 812可以是独立于或依赖于计算机语言，并且指的是完整的接口、单个功能或甚至是一组API。服务层813向计算机802或可通信地耦接到计算机802的其他组件(无论是否被示出)提供软件服务。计算机802的功能对于使用该服务层的所有服务消费者可以是可访问的。软件服务(例如，由服务层813提供的软件服务)通过定义的接口提供可重用的、定义的业务功能。例如，接口可以是以JAVA、C++或以可扩展标记语言(XML)格式或其他合适格式提供数据的其他合适语言所编写的软件。虽然被示为计算机802的集成组件，但是备选实施方式可以将API 812或服务层813示为相对于计算机802的其他组件或可通信地耦接到计算机802的其他组件(无论是否被示出)的独立组件。此外，在不脱离本公开的范围的情况下，API 812或服务层813的任意或所有部分可以被实现为另一软件模块、企业应用或硬件模块的子模块或副模块。
计算机802包括接口804。尽管在图8中被示为单个接口804，但是可以根据计算机802的特定需要、期望或特定实施方式而使用两个或更多个接口804。接口804由计算机802用于与连接到网络830的分布式环境中的其它系统(无论是否示出)通信。通常，接口804包括以软件或硬件(或软件和硬件的组合)编码的逻辑，并且可操作用于与网络830通信。更具体地，接口804可以包括支持与通信相关联的一个或多个通信协议的软件，使得网络830或接口的硬件可操作用于在所示出的计算机802内部和外部传送物理信号。
计算机802包括处理器805。尽管在图8中被示为单个处理器805，但是可以根据计算机802的特定需要、期望或特定实施方式而使用两个或更多个处理器。通常，处理器805执行指令并操纵数据，以执行计算机802的操作以及如本公开中所描述的任何算法、方法、功能、处理、流程和过程。
计算机802还包括存储器806，其保存用于计算机802或可以连接到网络830的其他组件(无论是否被示出)(或两者的组合)的数据。例如，存储器806可以是存储与本公开一致的数据的数据库。尽管在图8中被示为单个存储器806，但是可以根据计算机802的特定需求、期望或特定实施方式和所描述的功能，来使用两个或更多个存储器。虽然存储器806被示为计算机802的集成组件，但是在备选实施方式中，存储器806可以在计算机802的外部。
应用807是根据计算机802的特定需要、期望或特定实施方式提供功能(尤其是关于本公开中描述的功能)的算法软件引擎。例如，应用807可以用作一个或多个组件、模块或应用。此外，尽管被示出为单个应用807，但是应用807可以被实现为计算机802上的多个应用807。此外，尽管被示出为与计算机802集成在一起，但是在备选实施方式中，应用807可以在计算机802的外部。
可以存在与包含计算机802的计算机系统相关联或在其外部的任意数量的计算机802，每个计算机802通过网络830进行通信。此外，在不脱离本公开的范围的情况下，术语“客户端”、“用户”和其它术语可以互换使用。此外，本公开包含许多用户可以使用一个计算机802，或者一个用户可以使用多个计算机802。
在本说明书中描述的主题和功能操作的实施方式可以在数字电子电路中、在被有形地实现的计算机软件或固件中、在计算机硬件中实现，包括在本说明书中所公开的结构及其结构等同物、或它们中的一个或更多个的组合中实现。在本说明书中描述的主题的实施方式可以实现为一个或多个计算机程序，即，在有形的非暂时性计算机可读计算机存储介质上编码的计算机程序指令的一个或多个模块，以用于被数据处理装置执行或控制数据处理装置的操作。备选地或附加地，程序指令可以编码在人工生成的传播信号(例如，机器生成的电、光或电磁信号)上，所述信号被生成以对信息进行编码，以传输给合适的接收机装置，以供数据处理装置执行。计算机存储介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储基板、随机或串行存取存储器设备、或计算机存储介质的组合。
术语“数据处理装置”、“计算机”或“电子计算机设备”(或本领域普通技术人员所理解的等同物)是指数据处理硬件，并且包括用于处理数据的各种装置、设备和机器。这些设备可以包括例如可编程处理器、计算机或多个处理器或计算机。所述装置还可以是或还可以包括专用逻辑电路，例如，中央处理单元(CPU)、现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)。在一些实施方式中，数据处理装置或专用逻辑电路(或数据处理装置或专用逻辑电路的组合)可以基于硬件或基于软件(或基于硬件和基于软件的组合)。可选地，装置可以包括为计算机程序创建执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统或者执行环境的组合的代码。本公开考虑具有或不具有常规操作系统(例如LINUX、UNIX、WINDOWS、MAC OS、ANDROID、IOS或任意其他合适的常规操作系统)的数据处理装置的使用。
可以以任意形式的编程语言来写计算机程序(计算机程序也可以称作或被描述为程序、软件、软件应用、模块、软件模块、脚本或代码)，所述编程语言包括：编译或解释语言、或者声明或过程语言，并且计算机程序可以以任意形式来部署，包括作为单独的程序或者作为适合于在计算环境中使用的模块、组件、子例程、或其他单元。计算机程序可以但无需与文件系统中的文件相对应。程序可以被存储在保存其他程序或数据(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)的文件的一部分中、被存储在专用于所讨论的程序的单个文件中、或者被存储在多个协同文件(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件)中。计算机程序可以被部署为在一个计算机上或者在位于一个站点或分布在多个站点并且通过通信网络互联的多个计算机上执行。虽然各图中所示出的程序的部分被示为通过各种对象、方法或其他过程实现各个特征和功能的各个模块，但是所述程序可以替代地包括多个子模块、第三方服务、组件或库。相反，各种组件的特征和功能可以被组合到单个组件。
本说明书中描述的过程和逻辑流可以由一个或多个可编程计算机来执行，所述一个或多个可编程计算机执行一个或多个计算机程序以通过操作输入数据并且生成输出来执行功能。过程和逻辑流也可以由专用逻辑电路(例如，CPU、FPGA或ASIC)来执行，并且装置也可以实现为专用逻辑电路(例如，CPU、FPGA或ASIC)。
适合于执行计算机程序的计算机可以基于通用或专用微处理器、这两者或任何其他类型的CPU。通常，CPU将从只读存储器(ROM)或随机存取存储器(RAM)或者这二者接收指令和数据。计算机的必不可少的元件是用于执行指令的CPU和用于存储指令和数据的一个或多个存储器设备。通常，计算机还将包括用于存储数据的一个或多个大容量存储设备(例如，磁盘、磁光盘或光盘)，或可操作地耦接以便从所述一个或多个大容量存储设备接收或向其发送数据或两者。然而，计算机不需要具有这些设备。此外，计算机可以嵌入在另一设备中，例如，移动电话、个人数字助理(PDA)、移动音频或视频播放器、游戏机、全球定位系统(GPS)接收器或便携式存储设备(例如，通用串行总线(USB)闪存驱动器)，这仅是举几个例子。
适合于存储计算机程序指令和数据的(暂时性或非暂时性的)计算机可读介质包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器设备，例如包括：半导体存储器设备(例如，可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和闪存设备)；磁盘(例如，内部硬盘或可移动盘)；磁光盘；以及紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、数字万用盘(DVD)+/-R、DVD-RAM和DVD-ROM盘。存储器可以存储各种对象或数据，包括：高速缓存区、类、框架、应用、备份数据、工作、网页、网页模板、数据库表格、存储动态信息的知识库、以及包括任意参数、变量、算法、指令、规则、约束或引用在内的任意其他信息。此外，存储器可以包括任何其他适当的数据，例如，日志、策略、安全或访问数据或报告文件。处理器和存储器可以由专用逻辑电路来补充或者并入到专用逻辑电路中。
为了提供与用户的交互，本说明书中描述的主题的实施方式可以在计算机上实现，该计算机具有用于向用户显示信息的显示设备(例如，阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)或等离子监视器)和用户可以向计算机提供输入的键盘和指示设备(例如，鼠标、轨迹球或轨迹板)。还可以使用触摸屏(例如，具有压敏性的平板计算机表面、使用电容或电感测的多点触摸屏或其他类型的触摸屏)向计算机提供输入。其他类型的设备也可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任意形式的传感反馈，例如，视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈；以及可以以任意形式(包括声音、语音或触觉输入)来接收来自用户的输入。此外，计算机可以通过向用户使用的设备发送文档或者从该设备接收文档来与用户交互；例如，通过响应于从用户客户端设备上的web浏览器接收到的请求而向所述web浏览器发送网页。
术语图形用户界面(GUI)可以以单数或复数形式使用，以描述一个或多个图形用户界面和特定图形用户界面的每一次显示。因此，GUI可以表示任意图形用户界面，包括但不限于web浏览器、触摸屏或处理信息并且高效地向用户呈现信息结果的命令行界面(CLI)。通常，GUI可以包括多个用户界面(UI)要素，其中一些或全部与web浏览器相关联，例如可由商业套件用户操作的交互式字段、下拉列表和按钮。这些和其他UI要素可以与web浏览器的功能相关或表示web浏览器的功能。
本说明书中描述的主题的实施方式可以实现在计算系统中，该计算系统包括后端组件(例如，数据服务器)、或包括中间件组件(例如，应用服务器)、或包括前端组件(例如，具有用户通过其可以与本说明书中描述的主题的实现进行交互的图形用户界面或者web浏览器的客户端计算机)、或者一个或多个此类后端组件、中间件组件或前端组件的任意组合。系统的组件可以通过有线或无线数字数据通信(或数据通信的组合)的任意形式或介质(例如，通信网络)互连。通信网络的示例包括局域网(LAN)、无线电接入网(RAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)、全球微波接入互操作性(WIMAX)、使用例如802.11a/b/g/n或802.20(或802.11x和802.20的组合或与本公开一致的其他协议)的无线局域网(WLAN)、互联网的全部或一部分、或一个或多个位置处的任意其他通信系统(或通信网络的组合)。网络可以在网络地址之间传输例如互联网协议(IP)分组、帧中继帧、异步传输模式(ATM)单元、语音、视频、数据或其他合适的信息(或通信类型的组合)。
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般相互远离并且通常通过通信网络进行交互。客户端和服务器的关系通过在相应计算机上运行并且相互具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生。
在一些实施方式中，计算系统的任意或所有组件(硬件和/或软件(或硬件和软件的组合))可以使用API或服务层(或API和服务层的组合)来彼此进行交互，或接口交互。API可以包括用于例程、数据结构和对象类的规范。API可以独立于或依赖于计算机语言，并且指的是完整的接口、单个功能或甚至是API集合。服务层向计算系统提供软件服务。计算系统的各种组件的功能对于使用该服务层的所有服务消费者可以是可访问的。软件服务通过所定义的接口提供可重用的、所定义的业务功能。例如，接口可以是以JAVA、C++或以可扩展标记语言(XML)格式或其他合适格式提供数据的其他合适语言所编写的软件。API或服务层(或API和服务层的组合)可以是与计算系统的其它组件相关的集成组件或独立组件。此外，在不脱离本公开的范围的情况下，服务层的任意或所有部分可以被实现为另一软件模块、企业应用或硬件模块的子模块或副模块。
虽然本说明书包含许多特定的实现细节，然而这些细节不应被解释为对所述系统的范围或可以要求保护的范围上的限制，而是作为可以专用于特定实施方式的特征的描述。在分离的实施方式的上下文中在本说明书中描述的特定特征也可以在单个实施方式中组合实现。反之，在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施方式中分开地或以任何合适的子组合来实施。此外，尽管可能在上面将特征描述为以某些组合起作用并且甚至最初要求如此保护，但是在一些情况下，来自所要求保护的组合的一个或多个特征可以从组合中删除，并且所要求保护的组合可以指子组合或子组合的变化。
已经描述了本主题的特定实施方式。对于本领域技术人员显而易见的是，所描述的实施方式的其他实现、改变和置换在下文的权利要求的范围内。尽管在附图或权利要求中以特定顺序描述了操作，但这不应被理解为：为了获得期望的结果，要求按所示出的特定顺序或按相继的顺序来执行这些操作，或者要求执行所有所示出的操作(一些操作可以被认为是可选的)。在某些情况下，多任务或并行处理(或者多任务和并行处理的组合)可以是有利的并且可以执行。
此外，在之前所描述的实施方式中的各种系统模块和组件的分离或集成不应被理解为在所有实施方式中都要求这样的分离或集成，并且应该理解的是，所描述的程序组件和系统一般可以一起集成在单个软件产品中或封装为多个软件产品。
因此，示例实施方式的上述描述不限定或限制本公开。在不脱离本公开的精神和范围的情况下，还可以有其他改变、替换和变化。
此外，下文描述的任何要求保护的实施方式被认为至少可应用于：计算机实现的方法；存储用于执行计算机实现的方法的计算机可读指令的非暂时性计算机可读介质；以及，包括计算机存储器的计算机系统，该计算机存储器与硬件处理器互操作地耦接，该硬件处理器被配置为执行计算机实现的方法或非暂时性计算机可读介质上存储的指令。

Claims (15)

1.一种由一个或多个处理器执行的计算机实现的方法，用于弹性波逆时迁移ERTM中的成像条件的幅度相对于偏移的变化AVO，所述方法包括：
接收所勘测的地下的地震数据集合，所述地震数据集合包括源子波和多分量记录；
修改所述源子波和所述多分量记录以外推纵P波场和横S波场；
使用角频率、局部P波速度和局部S波速度来缩放外推出的P波场和外推出的S波场，以生成经分离的矢量波场；
使用点积成像条件来生成PP反射性图像和PS反射性图像，其中，所述点积成像条件通过保留所述点积成像条件的符号并且使用所述经分离的矢量波场的绝对值的乘法重新计算所述点积成像条件的幅度而进行了修改；以及
根据所生成的PP反射性图像和所生成的PS反射性图像来评估所述所勘测的地下的生产能力。
2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，修改所述源子波和所述多分量记录包括：使用
Figure FDA0003175500230000011
滤波器修改所述源子波和所述多分量记录的相位。
3.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，缩放外推出的P波场和外推出的S波场包括：使用所述角频率、所述局部P波速度和所述局部S波速度来缩放外推出的P波场和外推出的S波场的幅度，以生成经分离的矢量波场。
4.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，所述点积成像条件生成具有基本上准确的角度相关的幅度的PP反射性图像和PS反射性图像。
5.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，所述点积成像条件使用以下公式：
Figure FDA0003175500230000021
Figure FDA0003175500230000022
其中，IPP和IPS是用于PP反射性的图像和用于PS反射性的图像，xs和x是源位置和图像点位置，u是所述经分离的矢量波场，下标s和下标r表示源侧和接收器侧，上标P和上标S表示P型和S型，|·|是绝对值，并且T是记录持续时间，sgnPP和sgnPS是用于PP图像的符号和用于PS图像的符号。
6.一种或多种非暂时性计算机可读存储介质，耦接到一个或多个处理器并且存储有指令，所述指令当由所述一个或多个处理器执行时，使所述一个或多个处理器：
接收所勘测的地下的地震数据集合，所述地震数据集合包括源子波和多分量记录；
修改所述源子波和所述多分量记录以外推纵P波场和横S波场；
使用角频率、局部P波速度和局部S波速度来缩放外推出的P波场和外推出的S波场，以生成经分离的矢量波场；
使用点积成像条件来生成PP反射性图像和PS反射性图像，其中，所述点积成像条件通过保留所述点积成像条件的符号并且使用所述经分离的矢量波场的绝对值的乘法重新计算所述点积成像条件的幅度而进行了修改；以及
根据所生成的PP反射性图像和所生成的PS反射性图像来评估所述所勘测的地下的生产能力。
7.根据权利要求6所述的计算机可读存储介质，其中，修改所述源子波和所述多分量记录包括：使用
Figure FDA0003175500230000023
滤波器修改所述源子波和所述多分量记录的相位。
8.根据权利要求6所述的计算机可读存储介质，其中，缩放外推出的P波场和外推出的S波场包括：使用所述角频率、所述局部P波速度和所述局部S波速度来缩放外推出的P波场和外推出的S波场的幅度，以生成经分离的矢量波场。
9.根据权利要求6所述的计算机可读存储介质，其中，所述点积成像条件生成具有基本上准确的角度相关的幅度的PP反射性图像和PS反射性图像。
10.根据权利要求6所述的计算机可读存储介质，其中，所述点积成像条件使用以下公式：
Figure FDA0003175500230000031
Figure FDA0003175500230000032
其中，IPP和IPS是用于PP反射性的图像和用于PS反射性的图像，xs和x是源位置和图像点位置，u是所述经分离的矢量波场，下标s和下标r表示源侧和接收器侧，上标P和上标S表示P型和S型，|·|是绝对值，并且T是记录持续时间，sgnPP和sgnPS是用于PP图像的符号和用于PS图像的符号。
11.一种系统，包括：
一个或多个处理器；以及
计算机可读存储设备，耦接到所述一个或多个处理器并且存储有指令，所述指令当由所述一个或多个处理器执行时，使所述一个或多个处理器：
接收所勘测的地下的地震数据集合，所述地震数据集合包括源子波和多分量记录；
修改所述源子波和所述多分量记录以外推纵P波场和横S波场；
使用角频率、局部P波速度和局部S波速度来缩放外推出的P波场和外推出的S波场，以生成经分离的矢量波场；
使用点积成像条件来生成PP反射性图像和PS反射性图像，其中，所述点积成像条件通过保留所述点积成像条件的符号并且使用所述经分离的矢量波场的绝对值的乘法重新计算所述点积成像条件的幅度而进行了修改；以及
根据所生成的PP反射性图像和所生成的PS反射性图像来评估所述所勘测的地下的生产能力。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，修改所述源子波和所述多分量记录包括：使用
Figure FDA0003175500230000041
滤波器修改所述源子波和所述多分量记录的相位。
13.根据权利要求11所述的系统，其中，缩放外推出的P波场和外推出的S波场包括：使用所述角频率、所述局部P波速度和所述局部S波速度来缩放外推出的P波场和外推出的S波场的幅度，以生成经分离的矢量波场。
14.根据权利要求11所述的系统，其中，所述点积成像条件生成具有基本上准确的角度相关的幅度的PP反射性图像和PS反射性图像。
15.根据权利要求11所述的系统，其中，所述点积成像条件使用以下公式：
Figure FDA0003175500230000042
Figure FDA0003175500230000043
其中，IPP和IPS是用于PP反射性的图像和用于PS反射性的图像，xs和x是源位置和图像点位置，u是所述经分离的矢量波场，下标s和下标r表示源侧和接收器侧，上标P和上标S表示P型和S型，|·|是绝对值，并且T是记录持续时间，sgnPP和sgnPS是用于PP图像的符号和用于PS图像的符号。
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