CN115144899B - 崎岖海底obn弹性波联合偏移成像方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像方法和装置，所述方法包括：获取崎岖海底的OBN数据；基于OBN数据中的地震波在海水段的走时，对OBN数据进行校正，以将OBN数据对应的炮点位置从海面校正至海底；从OBN数据中抽取所述崎岖海底的全部成像点的共成像点道集；选择部分成像点道集进行速度分析，建立速度模型；基于该速度模型对共成像点道集进行动校正与叠加，从而获得叠前时间偏移成像剖面；建立海底地层倾角建模，并利用该倾角模型对偏移孔径进行优化，之后重新抽取全部成像点的共成像点道集、进行速度分析与叠加，直到获得最终的偏移成像剖面。本申请可以避免崎岖海底地层结构成像结果中地层结构畸变的问题。

Description

崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像方法和装置
技术领域
本申请涉及地球物理勘探技术领域，尤其涉及一种崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像方法和装置
背景技术
多分量地震勘探相较于单一的纵波勘探在精细刻画低下构造方面有明显的优势。海底节点(ocean bottom cable，OBN)地震数据(以下简称“OBN数据”)采集是近年出现一种多分量地震勘探技术。由于OBN数据采集能够获得大偏移距、宽方位角，因此逐渐成为海洋地震勘探的主流数据采集技术。
目前，业内在利用OBN数据进行海底地层结构成像时，将海底地形均视为水平海底。然而，实际的海底地面多是崎岖不平的，再加上OBN数据采集存在炮检点高程差等问题，如果仍使用目前提出的针对水平海底地面的海底地层结构成像方法进行崎岖海底地层结构成像，则会出现海底下伏地层构造严重畸变的问题。
因此，如何对崎岖海底OBN地震数据进行叠前时间偏移成像是亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请实施例提供一种崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像方法和装置，以解决对崎岖海底地层结构进行成像时出现的海底下伏地层构造严重畸变的问题。
第一方面，本申请实施例提供一种崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像方法，所述方法包括：
获取崎岖海底的OBN数据；
基于所述OBN数据中的地震波在海水段的走时，对所述OBN数据进行校正，以将所述OBN数据对应的炮点位置从海面校正至海底；
从所述OBN数据中抽取所述崎岖海底的全部成像点的共成像点道集，选择部分成像点的共成像点道集进行地震波的速度分析，建立地震波的速度模型；
基于所述速度模型对所述全部共成像点的共成像点道集进行动校正与叠加，从而获得所述崎岖海底的叠前时间偏移成像剖面；
基于所述叠前时间偏移成像剖面建立所述崎岖海底的地层倾角模型，利用所述地层倾角模型对叠前时间时的偏移孔径进行优化，并返回重新执行从所述OBN数据中抽取所述崎岖海底的全部成像点的共成像点道集的步骤，直至获得所述崎岖海底地层最终的偏移成像剖面。
第二方面，本申请实施例还提供一种崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像装置，所述装置包括：
数据获取模块，用于获取崎岖海底的OBN数据；
数据校正模块，用于基于所述OBN数据中的地震波在海水段的走时，对所述OBN数据进行校正，以将所述OBN数据对应的炮点位置从海面校正至海底；
道集抽取模块，用于从所述OBN数据中抽取所述崎岖海底的全部成像点的共成像点道集，选择部分成像点的共成像点道集进行地震波的速度分析，建立地震波的速度模型；
偏移成像模块，用于基于所述速度模型对所述全部共成像点的共成像点道集进行动校正与叠加，从而获得所述崎岖海底的叠前时间偏移成像剖面；
优化模块，用于基于所述叠前时间偏移成像剖面建立所述崎岖海底的地层倾角模型，利用所述地层倾角模型对叠前时间时的偏移孔径进行优化，并返回触发所述道集抽取模块以重新执行从所述OBN数据中抽取所述崎岖海底的全部成像点的共成像点道集的步骤，直至获得所述崎岖海底地层最终的偏移成像剖面。
第三方面，提出了一种电子设备，包括：
处理器；以及
被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行以下操作：
获取崎岖海底的OBN数据；
基于所述OBN数据中的地震波在海水段的走时，对所述OBN数据进行校正，以将所述OBN数据对应的炮点位置从海面校正至海底；
从所述OBN数据中抽取所述崎岖海底的全部成像点的共成像点道集，选择部分成像点的共成像点道集进行地震波的速度分析，建立地震波的速度模型；
基于所述速度模型对所述全部共成像点的共成像点道集进行动校正与叠加，从而获得所述崎岖海底的叠前时间偏移成像剖面；
基于所述叠前时间偏移成像剖面建立所述崎岖海底的地层倾角模型，利用所述地层倾角模型对叠前时间时的偏移孔径进行优化，并返回重新执行从所述OBN数据中抽取所述崎岖海底的全部成像点的共成像点道集的步骤，直至获得所述崎岖海底地层最终的偏移成像剖面。
第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被包括多个应用程序的电子设备执行时，使得所述电子设备执行以下操作：
获取崎岖海底的OBN数据；
基于所述OBN数据中的地震波在海水段的走时，对所述OBN数据进行校正，以将所述OBN数据对应的炮点位置从海面校正至海底；
从所述OBN数据中抽取所述崎岖海底的全部成像点的共成像点道集，选择部分成像点的共成像点道集进行地震波的速度分析，建立地震波的速度模型；
基于所述速度模型对所述全部共成像点的共成像点道集进行动校正与叠加，从而获得所述崎岖海底的叠前时间偏移成像剖面；
基于所述叠前时间偏移成像剖面建立所述崎岖海底的地层倾角模型，利用所述地层倾角模型对叠前时间时的偏移孔径进行优化，并返回重新执行从所述OBN数据中抽取所述崎岖海底的全部成像点的共成像点道集的步骤，直至获得所述崎岖海底地层最终的偏移成像剖面。
本申请实施例采用的上述至少一个技术方案至少能够达到以下有益效果：一方面，由于在进行共成像点道集抽取前，基于崎岖海底的OBN数据中的地震波在海水段的走时，对所述OBN数据进行校正，以将所述OBN数据对应的炮点位置从海面校正至海底，从而消除炮检点高程差，进而消除了炮检点高程差带来的崎岖海底地层结构成像结果中地层结构畸变的问题；另一方面，由于在偏移成像的过程中，利用海底地层倾角信息对偏移孔径进行了优化，从而能获得更加准确的海底地层形态，进而从另一角度避免崎岖海底地层结构成像结果中地层结构畸变的问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请的一个实施例提供的一种崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像方法的流程示意图。
图2为起伏海底OBN数据共成像反射点的位置示意图。
图3为图1所示方法中确定OBN数据中的地震波在海水段的走时的一种详细实现流程示意图。
图4为图1所示方法中步骤102的一种实现原理示意图。
图5为图1所示方法中步骤103的一种详细实现流程示意图。
图6为本申请的一个实施例提供的从OBN数据中抽取共成像点道集及地震波非双曲旅行时校正的一种原理示意图。
图7为图1所示方法中步骤104的一种详细实现流程示意图。
图8为本申请的一个实施例提供的基于地层倾角对偏移孔径进行优化的原理示意图。
图9为本申请的一个实施例提供的地层倾角计算原理示意图。
图10为本申请的一个实施例提供的三维正演模型示意图。
图11为本申请的一个实施例提供的炮点和检波点分布示意图。
图12A为本申请的一个实施例提供的原始多分量单炮点的Z分量。
图12B为本申请的一个实施例提供的原始多分量单炮点的X分量。
图12C为本申请的一个实施例提供的纵横波分离后单炮点的PP波。
图12D为本申请的一个实施例提供的纵横波分离后单炮点的PS波。
图13为本申请的一个实施例提供的Inline PP波T0时间域P波均方根速度模型。
图14为本申请的一个实施例提供的Inline PP波T0时间域倾角模型。
图15A为本申请的一个实施例提供的PP波偏移成像剖面示意图。
图15B为本申请的一个实施例提供的倾角优化后的PP波偏移成像剖面示意图。
图16为本申请的一个实施例提供的Inline PS波T0时间域P波均方根速度模型。
图17为本申请的一个实施例提供的Inline PS波T0时间域倾角模型。
图18A为本申请的一个实施例提供的PS波偏移成像剖面示意图。
图18B为本申请的一个实施例提供的倾角优化后的PS波偏移成像剖面示意图。
图19为本申请实施例提供的一种崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像装置的结构示意图。
图20为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
为了有效的对崎岖海底的地下结构(下伏地层结构)进行成像而不出现畸变，本申请实施例提供了一种崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像方法和装置，该方法和装置可由能够处理OBN数据的电子设备执行，该电子设备可以是个人电脑(Personal Computer，PC)等具有数据处理能力的计算机。
下面对本申请实施例提供了一种崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像方法和装置相比于相关技术的主要改进之处进行概述，这些改进之处包括：
(1)基于OBN地震数据(以下简称OBN数据)中的地震波在海水中的走时，对OBN数据的走时(旅行时)进行校正(也称水深校正)，以将炮点从海面校正至海底地面，从而消除OBN数据采集炮检点高程差带来的崎岖海底地层结构成像结果中地层结构畸变的问题。
(2)从OBN数据中抽取共成像点道集后，将抽取的共成像点道集中地震波的非双曲旅行时校正为双曲旅行时，之后对抽取的共成像点道集中的地震波进行速度分析和速度模型建立。在这里，将共成像点道集中地震波的非双曲旅行时校正为双曲旅行时，有益于对共成像点道集中不同道集的数据进行叠加成像，从而避免非双曲旅行时间的不同道集叠加困难造成的崎岖海底地层结构成像结果中地层结构畸变的问题。
(3)基于抽取的共成像点道集进行叠前时间偏移成像，得到所述崎岖海底的地层结构剖面图像，并且在偏移成像的过程中，利用海底地层倾角信息对偏移孔径进行优化，从而获得更加准确的海底地层形态，进而从另一角度避免崎岖海底地层结构成像结果中地层结构畸变的问题。
下面结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
如图1所示，在一个实施例中，本申请提供的一种崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像方法可以包括：
步骤101、获取崎岖海底的OBN数据。
这里的崎岖海底可以是包含起伏不平的海底地面的一片海底，该海底中事先部署有若干OBN，这些OBN采集的数据即步骤101中获取的OBN数据，这些OBN数据是未经处理的原始OBN数据。
步骤102、基于所述OBN数据中的地震波在海水段的走时，对所述OBN数据进行校正，以将所述OBN数据对应的炮点位置从海面校正至海底。
在此步骤中可先确定原始OBN数据中的地震波在海水段的走时，然后基于原始OBN数据中的地震波在海水段的走时，对原始OBN数据进行校正，得到校正后的OBN数据。
OBN数据中的地震波可以包括但不限于PP波和PS波，其中，PP波是指入射波为纵波，经共成像反射点(common reflection point，CRP)反射后仍为纵波的地震波；PS波是指入射波为纵波，经共成像反射点反射后转变为横波的地震波。在成像时，共成像反射点也可简称为成像点。
在图2中，震源(炮点)S所在的直线表示海平面(简称海面)，接收点(检波点，即OBN所在的位置)R所在的曲线表示海底地面，可以看出海底地面是起伏不平的，R所在曲线之下即海底地层。如图2所示，炮点S位于海面，从炮点S发射出的地震波需要在海水中传播一段时间后才能经由海底地面入射至共成像反射点(CRP)，然后经由CRP反射到达检波点R。
如图2所示，常规的Kirchhoff偏移是基于同一水平基准面进行偏移的，而原始OBN数据所对应的炮点S和检波点R存在着高程差，造成地下共成像反射点(CRP)是条空变的时距曲线。当水深较深时，用常规的基于单一水平基准面或浮动基准面进行偏移，地震波的射线路径误差过大，已经不能满足要求。因此需要将地震波在海水段的走时进行校正，校正后将炮点S从海面移至海底，然后进行起伏地形的偏移成像。
可以理解，确定OBN数据中的地震波在海水段的走时的方式可以有很多种，下面介绍一种。
如图3所示，在一个例子中，确定OBN数据中的地震波在海水段的走时可包括：
步骤301、对所述OBN数据进行重定位，分别获得炮点的原始位置息、检波点的位置信息和成像点的位置信息，并获得所述崎岖海底的海底地形信息。
要想确定地震波在海水段的走时，需要获得地震波准确的传播路径，因此，可先通过上述步骤301对所述OBN数据进行重定位，分别获得炮点的原始位置息、检波点的位置信息和成像点的位置信息，并获得所述崎岖海底的海底地形信息。
步骤302、基于炮点的原始位置信息、检波点的位置信息和成像点的位置信息、海底地形信息以及折射定理，确定所述OBN数据中的地震波的射线路径。
步骤303、基于所述海底地形信息确定海底地形模型。
海底地形模型用于表征海底地面倾角大小的模型，。
步骤304、基于所述海底地形模型和所述OBN数据中的地震波的射线路径，确定炮点在所述崎岖海底的校正位置信息，校正后的炮点位于所述崎岖海底地面上。
步骤305、基于炮点的原始位置信息、炮点的校正位置信息、地震波的速度以及海水速度，确定所述OBN数据中的地震波在海水段的走时。
可以理解，在获知炮点的原始位置信息、检波点的位置信息和成像点的位置信息以及海底地形信息的情况下，可以确定出炮点、检波点和成像点的准确位置，然后结合海底地形以及折射定理(Snell定理)，确定出OBN数据中的地震波的射线路径。在知晓OBN数据中的地震波的射线路径的情况下，结合海底地形模型可确定出地震波入射点的海底地面倾角，然后结合地震波的射线路径和地震波入射点的海底地面模型即可计算出地震波在海水段的传播距离，知道了地震波在海水段的传播距离在结合地震波的速度和海水速度即可确定出地震波在海水段的走时，图4示出了确定地震波在海水中的走时的原理示意图。
如图4所示，根据Snell定理(光的折射定理)计算地震波的射线路径与走时，将炮点S点校正到海底S*。起伏海底地面上的每个点(如地震波在海底的入射点S*)与炮点S和成像点O的位置关系是已知的，则满足公式(1)：
Figure BDA0003712458070000101
在公式(1)中，X1表示地震波在海底的入射点S*到炮点S的水平距离，X2表示S*到成像点O的水平距离；h1表示S*到海面的垂直距离，h2表示S*到成像点O的垂直距离，θ表示地震波在海底的入射点S*处的海底地面倾角，α表示地震波在S*处的入射角，β表示地震波在S*处的折射角，VW表示海水速度，VC表示地震波在成像点O速度。
可以理解，当地震波在海底的入射点S*满足公式(1)时，则可以确定水深校正后的炮点位置，相应的，地震波在海水段的走时可用下述公式(2)表示：
Figure BDA0003712458070000102
在确定出地震波在海水段的走时后，将OBN数据中该段时间的地震波数据移除，即可获得水深校正后的OBN数据。
步骤103、从所述OBN数据中抽取所述崎岖海底的全部成像点的共成像点道集，选择部分成像点的共成像点道集进行地震波的速度分析，建立地震波的速度模型。
一般是从校正后的OBN数据中抽取崎岖海底的全部成像点的共成像点道集，一些情况下也可以抽取部分成像点的共成像点道集。
需要说明的是，步骤102中对OBN数据的海水走时进行校正以及步骤103中抽取共成像点道集并无严格的先后关系。在实际应用中，既可以先对OBN数据的海水走时进行校正，然后再从海水走时校正后的OBN数据中抽取共成像点道集，也可以先从OBN数据中抽取共成像点道集，然后针对抽取的共成像点道集进行海水走时校正。
可以理解，从全部成像点选择部分成像点的共成像点道集进行地震波的速度分析以及速度模型的建立，可以提升速度分析和速度建模的效率。
同样的，从OBN数据中抽取所述崎岖海底的全部成像点的共成像点道集的方式可以有很多种，下面介绍一种。
如图5所示，在一个例子中，从OBN数据中抽取所述崎岖海底的全部成像点的共成像点道集，可包括：
步骤501、基于地震波的初始速度模型，从所述校正后的OBN数据中抽取所述崎岖海底的全部成像点的共成像点道集。
校正后的OBN数据是指上文所述的水深校正后的OBN数据。
初始速度模型可以是基于常规速度分析确定的一个粗略的速度模型。
需要说明的是，在地震波的速度已知的情况下，基于地震波的速度模型从OBN数据中抽取共成像点道集的技术属于现有技术，因此本文未对此过程进行描述。
步骤502、将目标成像点的共成像点道集中地震波的非双曲旅行时间校正为双曲旅行时间，其中，所述目标成像点为从所述全部成像点中选择的部分成像点。
图6示出了从OBN数据中抽取共成像点道集及地震波非双曲旅行时校正的一种原理示意图。下面结合图6对上述步骤502的具体实现过程进行说明。
具体的，步骤502可包括如下过程：
首先，将目标成像点对应的海底地面确定为成像基准面。
在对原始OBN数据进行海水走时校正后抽取共成像点道集时，由于海底地形崎岖，所以本申请实施例选择目标成像点对应的海底深度为基准面。如图6所示，将目标成像点O对应的海底地面(图6中虚线所示的平面)确定为成像基准面，目标成像点O与成像基准面之间的距离为Z。
其次，在保持所述目标成像点对应的炮检距不变的情况下，将目标成像点的共成像点道集对应的海水走时校正后的炮点与检波点的位置平移至所述成像基准面，以将所述目标成像点的共成像点道集中地震波的非双曲旅行时间校正为双曲旅行时间，平移后的炮检距以C点为中点，C点是所述目标成像点在所述成像基准面上的法向投影。
如图6所示，在保持炮检距不变的情况下，以C点为中点，将校正后的炮点S*与检波点R的位置平移至成像点基准面，得到虚拟炮点Sˊ与检波点Rˊ，以将地震波的非双曲旅行时间(也叫非对称双平方根旅行时间)T校正为双曲旅行时间Tˊ。在图6中，射线S*O和OR表示地震波在O点处发生反射的实际射线路径，其中，射线S*O表示下行波，射线OR表示上行波；射线SˊO和ORˊ表示地震波在O点处发生反射的虚拟射线路径，其中，射线SˊO表示下行波，射线ORˊ表示上行波；射线CO和OC表示虚拟的地震波在O点处发生反射的自激自收射线路径，其中，射线CO表示下行波，射线OC表示上行波。
从图6中不难看出，射线S*O和OR所表示的射线路径是非对称的(非双曲的)，经过校正后，射线SˊO和ORˊ所表示的射线路径是对称的(双曲的)，因此实现了将地震波的非双曲旅行时间T校正为双曲旅行时间Tˊ的目的。
具体的，非双曲旅行时间T可用下述公式(3)表示：
Figure BDA0003712458070000131
在公式(3)中，Td表示下行地震波的旅行时间，Tu表示上行地震波的旅行时间，Z表示目标成像点O到成像基准面的距离，ZS*表示水深校正后的炮点S*到成像基准面的距离，ZR表示检波点R到成像基准面的距离，Vd表示目标成像点处的纵波均方根速度，Vu表示目标成像点处的横波均方根速度。
最后，基于目标成像点到成像基准面的距离、目标成像点对应的炮检距以及当前地震波速度，确定所述双曲旅行时间。
抽取的共成像点道集的旅行时关系可用下述公式(4)表示：
Figure BDA0003712458070000132
在公式(4)中，VC表示所述等效波速，当地震波为PP波时，Vd和Vu表示所述目标成像点的纵波均方根速度，当地震波为PS波时，Vd表示所述目标成像点的纵波均方根速度，Vu表示所述目标成像点的横波均方根速度，T0表示所述自激自收的旅行时间，Z表示所述目标成像点到所述成像基准面的距离，X表示所述目标成像点对应的炮检距。
有了上述公式(4)后，所述基于所述目标成像点到所述成像基准面的距离、所述目标成像点对应的炮检距以及当前地震波速度，确定所述双曲旅行时间，可包括：基于所述当前地震波速度和第一公式，计算地震波的转换波等效波速；基于所述目标成像点到所述成像基准面的距离、所述等效波速和第二公式，计算地震波在所述成像基准面自激自收的旅行时间；基于所述等效波速、所述自激自收的旅行时间、所述目标成像点对应的炮检距和第三公式，计算所述双曲旅行时间。
其中，第一公式可表示为：
Figure BDA0003712458070000141
其中，第二公式可表示为：
Figure BDA0003712458070000142
其中，第三公式可表示为：
Figure BDA0003712458070000143
关于第一公式、第二公式和第三公式中各符号的物理含义，请参见上文对公式(4)的解释，这里不再重复描述。
步骤503、基于所述双曲旅行时间对所述目标成像点的共成像点道集中的地震波进行速度分析，并建立所述目标成像点的共成像点道集中地震波的新的速度模型。
如上文所述，OBN数据中的地震波一般包括PP波和PS波，下面对PP波和PS波的偏移速度进行联合分析，并建立其对应的速度模型。
在抽取共成像点道集时需要提前给出速度参数，由于共成像点道集对速度参数不敏感，因此可以先通过常规速度分析获得初始速度模型，利用初始速度模型进行共成像点道集抽取，对抽取的共成像点道集进行均方根速度分析，获得更新的速度模型，然后利用更新的速度模型重新进行共成像点道集抽取，再次进行速度分析，最终获得准确的P波速度场。
为了获得准确的S波速度场模型，本申请实施例利用PS波等效速度VC(见公式(4))进行转换波共成像点道集的抽取，并进行S波偏移速度分析。根据获得的准确P波速度场，利用恒定的波速比将PP波T0时间域的P波速度模型转到PS波T0时间域，然后抽取转换波的共成像点道集。其中，PP波T0时间域是指PP波自激自收的时间，PS波T0时间域是指PS波自激自收的时间。
对转换波共成像点道集进行偏移速度分析，获得VC，然后将VP与VC变换到深度域，具体可用下述公式(5)表示：
Figure BDA0003712458070000151
VP与VC可以在深度域插值实现匹配，VS计算公式可用下述公式(6)表示：
Figure BDA0003712458070000152
其中，VP与VS分别表示纵波速度和横波速度。
可以理解，本申请实施例可利用精确的纵横波速度比将VP从PP波T0时间域转到PS波T0时间域，生成新的共成像点道集，进行速度分析，以获得准确的S波速度。当获得准确的P波与S波速度后，则可以计算出崎岖海底部分或全部成像点的共成像点道集，并对非双曲旅行时间的共成像点道集进行双曲旅行时校正。之后，可利用常规的P波处理对PP波与PS波的共成像点道集进行动校正与叠加，得到偏移成像剖面。
从形式上看，经步骤103抽取的共成像点道集是双曲线，它的时距关系与界面倾角无关，只与成像点位置有关，因此可以对形成的共成像点道集像地面地震速度扫描一样进行速度分析，得到的速度就是偏移速度。然后利用得到的速度场进行偏移成像，获得最终的成像结果。
步骤104、基于所述速度模型对所述全部共成像点的共成像点道集进行动校正与叠加，从而获得所述崎岖海底的叠前时间偏移成像剖面。
具体的，在一个例子中，如图7所示，步骤104可包括：
步骤701、将所述全部共成像点的共成像点道集中地震波的非双曲旅行时间校正为双曲旅行时间。
该校正过程与上文中共成像点道集抽取过程中的校正过程一致，详细过程可参考上文的描述，此处不再赘述。
步骤702、基于所述速度模型和所述全部成像点的共成像点道集中地震波的双曲旅行时间，对所述全部成像点的共成像点道集中的地震波进行速度分析，得到所述全部成像点的共成像点道集中地震波的偏移速度。
该速度分析过程与上文中共成像点道集抽取过程中的分析过程类似，详细过程也可参考上文的描述，此处不再赘述。
步骤703、基于所述全部成像点的共成像点道集中地震波的偏移速度，构建所述全部成像点的共成像点道集中地震波的速度场。
该过程属于现有技术，此处也不再赘述。
步骤704、将所述全部成像点的成像基准面由海底移动至海面。
可选地，为了满足海洋地震勘探技术领域的相关规范，需要将成像基准面由海底移至海面。
步骤705、基于所述全部成像点的目标共成像点道集中地震波的速度场，以海面为成像基准面进行偏移成像，得到所述崎岖海底的叠前时间偏移成像剖面。
由于检波点域的菲涅尔带描述的是反射地震记录在某个检波点处的到时在半个波长范围里的区域，对地下某点的成像而言都是有效的贡献，而其他的范围，则对该位置处的成像贡献很弱或者不贡献。因此，在偏移成像过程中，通常用偏移孔径来约束波场归位的范围，从而避免偏移成像剖面上的画弧现象。
可以理解，在常规Kirchhoff叠前时间偏移中，基于地层水平的假设，通常将PP波的偏移孔径设置在CMP点周围，PS波设置在CCP点周围，并能取得很好的成像效果，但是，当地层结构为倾斜地层时，菲涅尔带会沿着倾斜界面发生位移，这时就需要改善偏移孔径的设置方式，以适应倾斜地层的成像。
如图8所示，A和B分别代表炮点和接收点(检波点)，D1和D分别表示成像点M1和M在海底地面上的投影，当地层界面80存在构造倾角
Figure BDA0003712458070000172
时，基于地层水平假设的偏移孔径设置方式很难满足倾斜地层的成像。成像点M1位于偏移孔(图8中的虚线形成的梯形81表示偏移孔)内弧线
Figure BDA0003712458070000171
上，如果不对地震波射线路径进行判断，那么接收点B在t时刻记录的波场值可以归位到M1处参与该成像点的成像叠加，而根据图8中地层界面的位置可知，成像点M1处反射的能量并没有被检波点B接收，所以M1不能作为成像点。所以可通过下述步骤105对偏移孔径进行优化，以避免上述问题。
步骤105、基于所述叠前时间偏移成像剖面建立所述崎岖海底的地层倾角模型，利用所述地层倾角模型对叠前时间时的偏移孔径进行优化。
地层的倾角、地震波速度以及地震波频率共同决定着菲涅尔带的大小。通过建立地层倾角模型，进而估计菲涅尔带边界并对偏移孔径进行修正，实现菲涅尔带内绕射能量的归位。对于崎岖海底模型而言，由于界面倾角是已知的，只需在时间域界面位置处设置相应的倾角值，即可得到地层倾角模型。而在实际数据处理过程中，并不知道地层的倾角，因此需要根据偏移成像剖面确定地层的倾向和倾角。
在进行地层倾角建模时，要先根据PP波偏移成像剖面建立起PP波T0时间域的地层倾角模型。首先从常规Kirchhoff叠前时间偏移成像剖面上拾取格架层位并将其转到深度域，然后求取相应的地层倾角值。如图9所示，地层界面上有相邻的A、B和C三点，其中C为AB的中点，AB的水平距离为ΔX，垂向距离为ΔZ，则C点的倾角
Figure BDA0003712458070000181
的计算公式可用下述公式(7)表示：
Figure BDA0003712458070000182
其中，Va表示地震波的平均速度，ΔT表示时间剖面上AB两点的时间间隔。然后，对时间剖面上拾取的骨架层位分别赋予计算得到的倾角值。考虑到实际地层的连续性，在完成对时间剖面上骨架层位的倾角赋值之后，利用线性插值公式在层位间进行插值完成地层倾角的建模。
在实际应用中，对检波点进行重定位后，获得了检波点的准确坐标及海底深度，利用公式(7)进行海底的地层倾角模型建立，然后将地层倾角模型转换到PP波T0时间域。在完成PP波的地层倾角模型建模后，按照PP波T0时间域的波速比将PP波的地层倾角模型拉伸到PS波T0时间域，即可得到PS波的地层倾角模型。
地层倾角模型建立以后，利用所述地层倾角模型对叠前时间时的偏移孔径进行优化，可包括：基于所述地层倾角模型确定所述目标成像点的地层倾角；基于所述目标成像点对应的炮点和检波点的位置关系，以及所述目标成像点的地层倾角，确定所述目标成像点的地震波的理论出射角；基于折射定理确定所述目标成像点的地震波的实际出射角；基于所述理论出射角和所述实际出射角间的大小关系，对叠前时间时的偏移孔径进行优化。
如图8所示，可利用下述公式(8)计算出地震波的理论出射角αu,r与理论入射角αd：
Figure BDA0003712458070000191
可根据折射定理计算得到地震波的实际出射角αu，详见下述公式(9)：
Figure BDA0003712458070000192
其中，Xu表示成像点M与接收点B之间的水平距离，d表示目标成像点与成像基准面的垂直距离，Xd表示成像点M与炮点A之间的水平距离，
Figure BDA0003712458070000193
表示地层倾角。可以理解，在本申请实施例中，炮点和接收点B可以对应于海水走时校正和非双曲旅行时间校正后的虚拟炮点Sˊ和虚拟检波点Rˊ。
本申请实施例通过利用成像点和检波点之间的几何关系求取的出射角αu,r与根据Snell定律求取的出射角αu之间的大小关系，选择合适的容差范围以优化偏移孔径。例如，将成像点放在一个成像面元内，该面元上所有点都有出射角，这些出射角都可以认为是该成像点的出射角。
对偏移孔径优化以后，在偏移成像时，可基于优化后的偏移孔径和全部成像点的共成像点道集中地震波的速度场，以海面为成像基准面进行偏移成像，得到所述崎岖海底的偏移成像剖面。
步骤106、判断当前的叠前时间偏移成像剖面是否满足预设条件，若满足，则执行步骤107，否则，返回执行步骤103，以重新抽取全部成像点的共成像点道集、重新进行速度分析、速度模型建立和叠前时间偏移成像，直到满足预设条件获得所述崎岖海底最终的偏移成像剖面。
步骤107、将当前的叠前时间偏移成像剖面作为所述崎岖海底地层最终的偏移成像剖面。
其中，所述预设条件可包括但不限于下述至少一种：
(1)基于新抽取的共成像点道集确定的地震波速度与基于新建立的速度模型确定的地震波速度一致，即在新建立的速度模型能够准确确定地震波速度时，认为基于新的速度模型新抽取的共成像点道集满足预设条件；
(2)新建立的地层倾角模型与上一次建立的地层倾角模型相差不大。可以理解，可先利用初步建立好的地层倾角模型进行偏移成像，然后再利用该偏移结果修正地层倾角模型，并重复上述过程，直到得到令人满意的成像结果，所得到的地层倾角模型即为最终的建模结果。
(3)所述崎岖海底的偏移成像结果不再发生变化。
也就是说，本申请实施例提供的崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像方法是一个不断迭代优化的过程，直到获得满意的偏移成像结果。
相比于传统的基于OBN数据的海底地层结构成像，本申请实施例提供的一种崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像方法，至少从以下一方面进行了改进，所以能够避免对崎岖海底地层结构进行成像时出现的海底下伏地层构造严重畸变的问题，取得良好的成像效果：
(1)基于OBN数据中的地震波在海水中的走时，对OBN数据的走时(旅行时)进行校正(也称水深校正)，将炮点从海面校正至海底地面，从而消除OBN数据采集炮检点高程差带来的崎岖海底地层结构成像结果中地层结构畸变的问题。
(2)从OBN数据中抽取共成像点道集后，将抽取的共成像点道集中地震波的非双曲旅行时校正为双曲旅行时，之后对抽取的共成像点道集中的地震波进行速度分析和速度模型建立。在这里，将共成像点道集中地震波的非双曲旅行时校正为双曲旅行时，有益于对共成像点道集中不同道集的数据进行叠加成像，从而避免非双曲旅行时间的不同道集叠加困难造成的崎岖海底地层结构成像结果中地层结构畸变的问题。
(3)在偏移成像的过程中，利用海底地层倾角信息对偏移孔径进行优化，从而获得更加准确的海底地层形态，进而从另一角度避免崎岖海底地层结构成像结果中地层结构畸变的问题。
下面通过数值模拟测试，对本申请实施例提供的一种崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像方法的有效性进行验证，该验证过程包括三部分：模型正演、PP波成像和PS波成像，下面结合附图分别进行说明。
(一)模型正演
为验证本申请实施例提供的一种崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像方法的有效性，建立如图10所示的崎岖海底地层结构正演模型。该正演模型的大小为600m*600m*800m，分为3层介质，该正演模型的参数如表1所示。利用波动方程进行正演模拟，将震源放置于海面，多分量检波器震源置于海底，使用主频30Hz的雷克子波，采样时长为1500ms，采样间隔为1ms；炮检点平面分布如图11所示，道间距40m，炮间距20m，炮线距40m。
表1正演模型参数
纵波速度(m/s) 横波速度(m/s) 密度(kg/m<sup>3</sup>)
第一层 1500 0 1000
第二层 1650 975 1982
第三层 1800 1050 1994
由于地震波在传播过程中会发生衰减，为了更直观的展示波场信息，对单炮记录做自动增益控制(Automatic Gain Control，AGC)处理，时窗设置为500ms。图12A示出了原始多分量单炮点的Z分量，图12B示出了原始多分量单炮点的X分量，图12C示出了纵横波分离后单炮点的PP波，图12D示出了纵横波分离后单炮点的PS波。从图12A、图12B、图12C和图12D中的正演记录中可以看见，由于海底地形的起伏，导致反射波为非双曲形态，并且Z分量与X分量上均可见波形泄露，因此，应用实施例提供的一种崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像方法时，需要对PS波的极性反转进行校正，使得不同偏移距PS反射波的极性保持一致。
(二)PP波成像
在对PP波进行成像时，偏移速度模型是PP波T0时间域P波均方根速度模型(如图13所示)，地层倾角模型(如图14所示)则根据模型界面的起伏求取。由于设计的正演模型(如图10所示)在Xline方向的速度场无变化，因此只展示Inline方向的速度模型与倾角模型，其中，Inline方向为纵测线方向，与Inline方向正交的方向即为Xline方向。由于地震子波有一定的时间延续性，所以地层倾角模型有一定的时间宽度。做完水深校正后，直接进行偏移(不利用地层倾角进行偏移孔径优化)得到的PP波偏移成像剖面和利用地层倾角进行偏移孔径优化后的PP波偏移成像剖面的效果图分别如图15A和图15B所示。对比图15A和图15B可以发现，利用地层倾角信息优化偏移孔径的方式，可以改善PP波倾斜地层成像时剖面上的画弧现象，提高了偏移成像剖面的信噪比。
(三)PS波成像
对于PS波成像，首先要将PP波T0时间域P波均方根速度模型(如图16所示)和地层倾角模型(如图17所示)，按照PP波T0时间域的波速比转到PS波T0时间域。做完水深校正后，直接进行偏移(不利用地层倾角进行偏移孔径优化)得到的PS波偏移成像剖面和利用地层倾角进行偏移孔径优化后的PS波偏移成像剖面的效果图分别如图18A和图18B所示。对比图18A和图18B可以发现，利用地层倾角信息优化偏移孔径的方式，可以改善PS波倾斜地层成像时剖面上的画弧现象，提高了偏移成像剖面的信噪比。
从上述正演测试结果可以看出，无论是PP波还是PS波，本专利提供的偏移成像方法能够对崎岖海底下的倾斜地层进行有效成像，利用地层倾角优化偏移孔径可以有效的避免偏移成像剖面上的画弧现象，从而避免成像结果中地层结构畸变的问题，最终提高成像质量。
以上对本申请实施例提供的一种崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像方法进行了介绍，相应于上述崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像方法，本申请实施例还提供了一种崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像装置，下面进行介绍。
如图19所示，本申请的一个实施例提供的一种崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像装置1900，可包括：数据获取模块1901、数据校正模块1902、道集抽取模块1903、偏移成像模块1904、优化模块1905、判断模块1906和确定模块1907。
数据获取模块1901，用于获取崎岖海底的OBN数据。
数据校正模块1902，用于基于所述OBN数据中的地震波在海水段的走时，对所述OBN数据进行校正，以将所述OBN数据对应的炮点位置从海面校正至海底。
在一个例子中，数据校正模块1902具体可用于通过下述方式确定OBN数据中的地震波在海水段的走时：
首先，对所述OBN数据进行重定位，分别获得炮点的原始位置息、检波点的位置信息和成像点的位置信息，并获得所述崎岖海底的海底地形信息。
其次，基于炮点的原始位置信息、检波点的位置信息和成像点的位置信息、海底地形信息以及折射定理，确定所述OBN数据中的地震波的射线路径。
然后，基于所述海底地形信息确定海底地形模型。
之后，基于所述海底地形模型和所述OBN数据中的地震波的射线路径，确定炮点在所述崎岖海底的校正位置信息，校正后的炮点位于所述崎岖海底地面上。
最后，基于炮点的原始位置信息、炮点的校正位置信息、地震波的速度以及海水速度，确定所述OBN数据中的地震波在海水段的走时。
更为具体的确定过程可参考图4和上文中的公式(1)，此处不再赘述。
道集抽取模块1903，用于从所述OBN数据中抽取所述崎岖海底的全部成像点的共成像点道集，选择部分成像点的共成像点道集进行地震波的速度分析，建立地震波的速度模型。
在一个例子中，道集抽取模块1903可用于通过下述过程从OBN数据中抽取所述崎岖海底的全部成像点的共成像点道集：首先，基于地震波的初始速度模型，从所述校正后的OBN数据中抽取所述崎岖海底的全部成像点的共成像点道集；其次，将目标成像点的共成像点道集中地震波的非双曲旅行时间校正为双曲旅行时间，其中，所述目标成像点为从所述全部成像点中选择的部分成像点；最后，基于所述双曲旅行时间对所述目标成像点的共成像点道集中的地震波进行速度分析，并建立所述目标成像点的共成像点道集中地震波的新的速度模型。
可选地，将将目标成像点的共成像点道集中地震波的非双曲旅行时间校正为双曲旅行时间，包括：将目标成像点对应的海底地面确定为成像基准面；在保持所述目标成像点对应的炮检距不变的情况下，将目标成像点的共成像点道集对应的海水走时校正后的炮点与检波点的位置平移至所述成像基准面，以将所述目标成像点的共成像点道集中地震波的非双曲旅行时间校正为双曲旅行时间，平移后的炮检距以C点为中点，C点是所述目标成像点在所述成像基准面上的法向投影；基于目标成像点到成像基准面的距离、目标成像点对应的炮检距以及当前地震波速度，确定所述双曲旅行时间。
可选地，所述基于所述目标成像点到所述成像基准面的距离、所述目标成像点对应的炮检距以及当前地震波速度，确定所述双曲旅行时间，可包括：基于所述当前地震波速度和第一公式，计算地震波的转换波等效波速；基于所述目标成像点到所述成像基准面的距离、所述等效波速和第二公式，计算地震波在所述成像基准面自激自收的旅行时间；基于所述等效波速、所述自激自收的旅行时间、所述目标成像点对应的炮检距和第三公式，计算所述双曲旅行时间。
其中，第一公式可表示为：
Figure BDA0003712458070000251
其中，第二公式可表示为：
Figure BDA0003712458070000252
其中，第三公式可表示为：
Figure BDA0003712458070000253
关于第一公式、第二公式和第三公式中各符号的物理含义，请参见上文对公式(4)的解释，这里不再重复描述。
偏移成像模块1904，用于基于所述速度模型对所述全部共成像点的共成像点道集进行动校正与叠加，从而获得所述崎岖海底的叠前时间偏移成像剖面。
在一个例子中，偏移成像模块1904具体可用于：将所述全部共成像点的共成像点道集中地震波的非双曲旅行时间校正为双曲旅行时间；基于所述速度模型和所述全部成像点的共成像点道集中地震波的双曲旅行时间，对所述全部成像点的共成像点道集中的地震波进行速度分析，得到所述全部成像点的共成像点道集中地震波的偏移速度；基于所述全部成像点的共成像点道集中地震波的偏移速度，构建所述全部成像点的共成像点道集中地震波的速度场；将所述全部成像点的成像基准面由海底移动至海面；基于所述全部成像点的目标共成像点道集中地震波的速度场，以海面为成像基准面进行偏移成像，得到所述崎岖海底的叠前时间偏移成像剖面。
优化模块1905，用于基于所述叠前时间偏移成像剖面建立所述崎岖海底的地层倾角模型，利用所述地层倾角模型对叠前时间时的偏移孔径进行优化。
在进行地层倾角建模时，要先根据PP波偏移成像剖面建立起PP波T0时间域的地层倾角模型。在完成PP波的地层倾角模型建模后，按照PP波T0时间域的波速比将PP波的地层倾角模型拉伸到PS波T0时间域，即可得到PS波的地层倾角模型。
地层倾角模型建立以后，利用所述地层倾角模型对叠前时间时的偏移孔径进行优化，可包括：基于所述地层倾角模型确定所述目标成像点的地层倾角；基于所述目标成像点对应的炮点和检波点的位置关系，以及所述目标成像点的地层倾角，确定所述目标成像点的地震波的理论出射角；基于折射定理确定所述目标成像点的地震波的实际出射角；基于所述理论出射角和所述实际出射角间的大小关系，对叠前时间时的偏移孔径进行优化。
对偏移孔径优化以后，在偏移成像时，可基于优化后的偏移孔径和全部成像点的共成像点道集中地震波的速度场，以海面为成像基准面进行偏移成像，得到所述崎岖海底的偏移成像剖面。
判断模块1906，用于判断当前的叠前时间偏移成像剖面是否满足预设条件，若满足，触发确定模块1907，否则返回触发道集抽取模块1903，以重新抽取全部成像点的共成像点道集、重新进行速度分析、速度模型建立和叠前时间偏移成像，直到满足预设条件获得所述崎岖海底最终的偏移成像剖面。
确定模块1907，用于将当前的叠前时间偏移成像剖面作为所述崎岖海底地层最终的偏移成像剖面。
其中，所述预设条件可包括但不限于下述至少一种：
(1)基于新抽取的共成像点道集确定的地震波速度与基于新建立的速度模型确定的地震波速度一致，即在新建立的速度模型能够准确确定地震波速度时，认为基于存的速度模型新抽取的共成像点道集满足预设条件；
(2)新建立的地层倾角模型与上一次建立的地层倾角模型相差不大。可以理解，可先利用初步建立好的地层倾角模型进行偏移成像，然后再利用该偏移结果修正地层倾角模型，并重复上述过程，直到得到令人满意的成像结果，所得到的地层倾角模型即为最终的建模结果。
(3)所述崎岖海底的偏移成像结果不再发生变化。
也就是说，本申请实施例提供的崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像方法是一个不断迭代优化的过程，直到获得满意的偏移成像结果。
本申请实施例提供的一种崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像装置，能够实现本申请实施例提供的一种崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像方法能取得相同的效果，不再赘述。
需要说明的是，由于本申请实施例提供的一种崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像装置与本申请实施例提供的一种崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像方法相对应，因此，在本说明书中对一种崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像装置描述的较为简单，相关之处请参考上文中对一种崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像方法的介绍。
图20示出了是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。请参考图20，在硬件层面，该电子设备包括处理器，可选地还包括内部总线、网络接口、存储器。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少1个磁盘存储器等。当然，该电子设备还可能包括其他业务所需要的硬件。
处理器、网络接口和存储器可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构)总线、PCI(PeripheralComponent Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图20中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供指令和数据。
处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，在逻辑层面上形成一种崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像方法，并具体用于执行以下操作：
获取崎岖海底的OBN数据；
基于所述OBN数据中的地震波在海水段的走时，对所述OBN数据进行校正，以将所述OBN数据对应的炮点位置从海面校正至海底；
从所述OBN数据中抽取所述崎岖海底的全部成像点的共成像点道集，选择部分成像点的共成像点道集进行地震波的速度分析，建立地震波的速度模型；
基于所述速度模型对所述全部共成像点的共成像点道集进行动校正与叠加，从而获得所述崎岖海底的叠前时间偏移成像剖面；
基于所述叠前时间偏移成像剖面建立所述崎岖海底的地层倾角模型，利用所述地层倾角模型对叠前时间时的偏移孔径进行优化，并返回重新执行从所述OBN数据中抽取所述崎岖海底的全部成像点的共成像点道集的步骤，直至获得所述崎岖海底地层最终的偏移成像剖面。
上述如本申请图20所示实施例揭示的崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像方法执行的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
本申请实施例还提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储一个或多个程序，该一个或多个程序包括指令，该指令当被包括多个应用程序的电子设备执行时，能够使该电子设备执行图1所示实施例中一种崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像方法执行的方法，并具体用于执行以下操作：
获取崎岖海底的OBN数据；
基于所述OBN数据中的地震波在海水段的走时，对所述OBN数据进行校正，以将所述OBN数据对应的炮点位置从海面校正至海底；
从所述OBN数据中抽取所述崎岖海底的全部成像点的共成像点道集，选择部分成像点的共成像点道集进行地震波的速度分析，建立地震波的速度模型；
基于所述速度模型对所述全部共成像点的共成像点道集进行动校正与叠加，从而获得所述崎岖海底的叠前时间偏移成像剖面；
基于所述叠前时间偏移成像剖面建立所述崎岖海底的地层倾角模型，利用所述地层倾角模型对叠前时间时的偏移孔径进行优化，并返回重新执行从所述OBN数据中抽取所述崎岖海底的全部成像点的共成像点道集的步骤，直至获得所述崎岖海底地层最终的偏移成像剖面。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、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。
需要说明的是，本申请中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像方法，其特征在于，所述方法包括：
获取崎岖海底的OBN数据；
基于所述OBN数据中的地震波在海水段的走时，对所述OBN数据进行校正，以将所述OBN数据对应的炮点位置从海面校正至海底；
从所述OBN数据中抽取所述崎岖海底的全部成像点的共成像点道集，选择部分成像点的共成像点道集进行地震波的速度分析，建立地震波的速度模型；
基于所述速度模型对所述全部成像点的共成像点道集进行动校正与叠加，从而获得所述崎岖海底的叠前时间偏移成像剖面；
基于所述叠前时间偏移成像剖面建立所述崎岖海底的地层倾角模型，利用所述地层倾角模型对叠前时间时的偏移孔径进行优化，并返回重新执行从所述OBN数据中抽取所述崎岖海底的全部成像点的共成像点道集的步骤，直至获得所述崎岖海底地层最终的偏移成像剖面；
其中，在所述基于所述OBN数据中的地震波在海水段的走时，对所述OBN数据进行校正前，所述方法还包括：
确定所述OBN数据中的地震波在海水段的走时；
所述确定所述OBN数据中的地震波在海水段的走时，包括：
对所述OBN数据进行重定位，分别获得炮点的原始位置信息、检波点的位置信息和成像点的位置信息，并获得所述崎岖海底的海底地形信息；
基于炮点的原始位置信息、检波点的位置信息和成像点的位置信息、海底地形信息以及折射定理，确定所述OBN数据中的地震波的射线路径；
基于所述海底地形信息确定海底地形模型；
基于所述海底地形模型和所述OBN数据中的地震波的射线路径，确定炮点在所述崎岖海底的校正位置信息，校正后的炮点位于所述崎岖海底地面上；
基于炮点的原始位置信息、炮点的校正位置信息、地震波的速度以及海水速度，确定所述OBN数据中的地震波在海水段的走时；
所述从所述OBN数据中抽取所述崎岖海底的全部成像点的共成像点道集，并选择部分成像点的共成像点道集进行地震波的速度分析，建立地震波的速度模型，包括：
基于地震波的初始速度模型，从所述校正后的OBN数据中抽取所述崎岖海底的全部成像点的共成像点道集；
将目标成像点的共成像点道集中地震波的非双曲旅行时间校正为双曲旅行时间，其中，所述目标成像点为从所述全部成像点中选择的部分成像点；
基于所述双曲旅行时间对所述目标成像点的共成像点道集中的地震波进行速度分析，并建立所述目标成像点的共成像点道集中地震波的新的速度模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将目标成像点的共成像点道集中地震波的非双曲旅行时间校正为双曲旅行时间，包括：
将目标成像点对应的海底地面确定为成像基准面；
在保持所述目标成像点对应的炮检距不变的情况下，将所述目标成像点的共成像点道集对应的海水走时校正后的炮点与检波点的位置平移至所述成像基准面，以将所述目标成像点的共成像点道集中地震波的非双曲旅行时间校正为双曲旅行时间，平移后的炮检距以C点为中点，C点是所述目标成像点在所述成像基准面上的法向投影；
基于所述目标成像点到所述成像基准面的距离、所述目标成像点对应的炮检距以及当前地震波速度，确定所述双曲旅行时间。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标成像点到所述成像基准面的距离、所述目标成像点对应的炮检距以及当前地震波速度，确定所述双曲旅行时间，包括：
基于所述当前地震波速度和第一公式，计算地震波的转换波等效波速；
基于所述目标成像点到所述成像基准面的距离、所述等效波速和第二公式，计算地震波在所述成像基准面自激自收的旅行时间；
基于所述等效波速、所述自激自收的旅行时间、所述目标成像点对应的炮检距和第三公式，计算所述双曲旅行时间；
其中，所述第一公式为：
Figure FDA0004019537170000031
所述第二公式为：
Figure FDA0004019537170000032
所述第三公式为：
Figure FDA0004019537170000033
其中，VC表示所述等效波速，当地震波为PP波时，Vd和Vu表示所述目标成像点的纵波均方根速度，当地震波为PS波时，Vd表示所述目标成像点的纵波均方根速度，Vu表示所述目标成像点的横波均方根速度，T0表示所述自激自收的旅行时间，Z表示所述目标成像点到所述成像基准面的距离，X表示所述目标成像点对应的炮检距。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述速度模型对所述全部成像点的共成像点道集进行动校正与叠加，从而获得所述崎岖海底的叠前时间偏移成像剖面，包括：
将所述全部成像点的共成像点道集中地震波的非双曲旅行时间校正为双曲旅行时间；
基于所述速度模型和所述全部成像点的共成像点道集中地震波的双曲旅行时间，对所述全部成像点的共成像点道集中的地震波进行速度分析，得到所述全部成像点的共成像点道集中地震波的偏移速度；
基于所述全部成像点的共成像点道集中地震波的偏移速度，构建所述全部成像点的共成像点道集中地震波的速度场；
将所述全部成像点的成像基准面由海底移动至海面；
基于所述全部成像点的目标共成像点道集中地震波的速度场，以海面为成像基准面进行偏移成像，得到所述崎岖海底的叠前时间偏移成像剖面。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述叠前时间偏移成像剖面建立所述崎岖海底的地层倾角模型，包括：
根据PP波偏移成像剖面建立起PP波T0时间域的地层倾角模型；
根据PP波T0时间域的波速比，将PP波的地层倾角模型拉伸到PS波T0时间域，得到PS波的地层倾角模型。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述利用所述地层倾角模型对叠前时间时的偏移孔径进行优化，包括：
基于所述地层倾角模型确定所述目标成像点的地层倾角；
基于所述目标成像点对应的炮点和检波点的位置关系，以及所述目标成像点的地层倾角，确定所述目标成像点的地震波的理论出射角；
基于折射定理确定所述目标成像点的地震波的实际出射角；
基于所述理论出射角和所述实际出射角间的大小关系，对叠前时间时的偏移孔径进行优化。
7.一种崎岖海底OBN弹性波联合偏移成像装置，其特征在于，所述装置包括：
数据获取模块，用于获取崎岖海底的OBN数据；
数据校正模块，用于基于所述OBN数据中的地震波在海水段的走时，对所述OBN数据进行校正，以将所述OBN数据对应的炮点位置从海面校正至海底；
道集抽取模块，用于从所述OBN数据中抽取所述崎岖海底的全部成像点的共成像点道集，选择部分成像点的共成像点道集进行地震波的速度分析，建立地震波的速度模型；
偏移成像模块，用于基于所述速度模型对所述全部成像点的共成像点道集进行动校正与叠加，从而获得所述崎岖海底的叠前时间偏移成像剖面；
优化模块，用于基于所述叠前时间偏移成像剖面建立所述崎岖海底的地层倾角模型，利用所述地层倾角模型对叠前时间时的偏移孔径进行优化，并返回触发所述道集抽取模块以重新执行从所述OBN数据中抽取所述崎岖海底的全部成像点的共成像点道集的步骤，直至获得所述崎岖海底地层最终的偏移成像剖面；
其中，数据校正模块具体用于通过下述方式确定OBN数据中的地震波在海水段的走时：
首先，对所述OBN数据进行重定位，分别获得炮点的原始位置信息、检波点的位置信息和成像点的位置信息，并获得所述崎岖海底的海底地形信息；
其次，基于炮点的原始位置信息、检波点的位置信息和成像点的位置信息、海底地形信息以及折射定理，确定所述OBN数据中的地震波的射线路径；
然后，基于所述海底地形信息确定海底地形模型；
之后，基于所述海底地形模型和所述OBN数据中的地震波的射线路径，确定炮点在所述崎岖海底的校正位置信息，校正后的炮点位于所述崎岖海底地面上；
最后，基于炮点的原始位置信息、炮点的校正位置信息、地震波的速度以及海水速度，确定所述OBN数据中的地震波在海水段的走时；
道集抽取模块用于通过下述过程从OBN数据中抽取所述崎岖海底的全部成像点的共成像点道集：首先，基于地震波的初始速度模型，从所述校正后的OBN数据中抽取所述崎岖海底的全部成像点的共成像点道集；其次，将目标成像点的共成像点道集中地震波的非双曲旅行时间校正为双曲旅行时间，其中，所述目标成像点为从所述全部成像点中选择的部分成像点；最后，基于所述双曲旅行时间对所述目标成像点的共成像点道集中的地震波进行速度分析，并建立所述目标成像点的共成像点道集中地震波的新的速度模型。
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