CN117970445A - 方位各向异性介质地震波成像方法、装置、设备及介质 - Google Patents

方位各向异性介质地震波成像方法、装置、设备及介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种方位各向异性介质地震波成像方法、装置、设备及介质。该方法包括：根据地震数据确定预设正交方位上的散射角；根据散射角确定预设正交方位上的散射角域共成像点道集；根据散射角域共成像点道集确定相干体；相干体包括四个维度的预设参数，预设参数包括预设深度、预设椭圆率、预设方位角和预设速度比；根据相干体确定方位各向异性参数；方位各向异性参数包括目标椭圆率、目标方位角和目标速度比；根据方位各向异性参数对散射角域共成像点道集进行剩余深度校正，得到更新散射角域共成像点道集；根据更新散射角域共成像点道集确定地震波成像结果。本方案能够有效提高方位各向异性参数的识别精度，增强了地震波成像质量。

Description

方位各向异性介质地震波成像方法、装置、设备及介质
技术领域
本发明涉及地震数据处理技术领域，尤其涉及一种方位各向异性介质地震波成像方法、装置、设备及介质。
背景技术
地震勘探是石油与天然气资源勘探中的重要手段。目前油气资源勘探主要采用反射波地震勘探，由地震数据采集、处理和解释三个部分组成。其中，地震数据处理作为地震勘探的关键环节之一，对于地震波成像起到至关重要的作用。
目前主要采用炮检距向量片(OVT)分方位地震资料处理方法对采集的地震数据进行处理，从而实现地震波成像。具体的，该方案是将地震数据分配到人为预先划定的各个方位上，并在各个方位上分别处理地震数据。通常情况下，基于固定角度间隔采用均匀划分的方式对各个方位进行人工划定，但是因为各个方位上地震数据分布不均匀，采用人工方式划定方位很可能存在方位划定不准确的问题，降低了方位各向异性参数的识别精度，从而严重影响了地震波成像质量。
发明内容
本发明提供了一种方位各向异性介质地震波成像方法、装置、设备及介质，能够有效提高方位各向异性参数的识别精度，从而增强地震波成像质量。
根据本发明的一方面，提供了一种方位各向异性介质地震波成像方法，所述方法包括：
根据地震数据确定预设正交方位上的散射角；其中，所述散射角根据炮点位置、接收点位置和预设成像点位置确定；
根据所述散射角确定所述预设正交方位上的散射角域共成像点道集；
根据所述散射角域共成像点道集确定相干体；其中，所述相干体包括四个维度的预设参数，所述预设参数包括预设深度、预设椭圆率、预设方位角和预设速度比；
根据所述相干体确定方位各向异性参数；其中，所述方位各向异性参数包括目标椭圆率、目标方位角和目标速度比；
根据所述方位各向异性参数对所述散射角域共成像点道集进行剩余深度校正，得到更新散射角域共成像点道集；
根据所述更新散射角域共成像点道集确定地震波成像结果。
根据本发明的另一方面，提供了一种方位各向异性介质地震波成像装置，包括：
散射角确定模块，用于根据地震数据确定预设正交方位上的散射角；其中，所述散射角根据炮点位置、接收点位置和预设成像点位置确定；
散射角域共成像点道集确定模块，用于根据所述散射角确定所述预设正交方位上的散射角域共成像点道集；
相干体确定模块，用于根据所述散射角域共成像点道集确定相干体；其中，所述相干体包括四个维度的预设参数，所述预设参数包括预设深度、预设椭圆率、预设方位角和预设速度比；
方位各向异性参数确定模块，用于根据所述相干体确定方位各向异性参数；其中，所述方位各向异性参数包括目标椭圆率、目标方位角和目标速度比；
更新散射角域共成像点道集确定模块，用于根据所述方位各向异性参数对所述散射角域共成像点道集进行剩余深度校正，得到更新散射角域共成像点道集；
地震波成像结果确定模块，用于根据所述更新散射角域共成像点道集确定地震波成像结果。
根据本发明的另一方面，提供了一种方位各向异性介质地震波成像电子设备，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的方位各向异性介质地震波成像方法。
根据本发明的另一方面，提供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有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的方位各向异性介质地震波成像方法。
本发明实施例的技术方案，根据地震数据确定预设正交方位上的散射角；其中，散射角根据炮点位置、接收点位置和预设成像点位置确定；根据散射角确定预设正交方位上的散射角域共成像点道集；根据散射角域共成像点道集确定相干体；其中，相干体包括四个维度的预设参数，预设参数包括预设深度、预设椭圆率、预设方位角和预设速度比；根据相干体确定方位各向异性参数；其中，方位各向异性参数包括目标椭圆率、目标方位角和目标速度比；根据方位各向异性参数对散射角域共成像点道集进行剩余深度校正，得到更新散射角域共成像点道集；根据更新散射角域共成像点道集确定地震波成像结果。本技术方案，能够有效提高方位各向异性参数的识别精度，从而增强地震波成像质量。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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。
图1是根据本发明实施例一提供的一种方位各向异性介质地震波成像方法的流程图；
图2是根据本发明实施例一提供的一种裂缝地震波传播速度随方位角变化的示意图；
图3是根据本发明实施例二提供的一种方位各向异性介质地震波成像方法的流程图；
图4是根据本发明实施例二提供的一种利用模型数据计算的预设正交方位上的散射角域共成像点道集的示意图；
图5是根据本发明实施例二提供的一种更新散射角域共成像点道集的示意图；
图6是根据本发明实施例二提供的一种叠加散射角域共成像点道集的示意图；
图7是根据本发明实施例二提供的另一种叠加散射角域共成像点道集的示意图；
图8A是根据本发明实施例二提供的一种目标椭圆率的示意图；
图8B是根据本发明实施例二提供的一种目标方位角的示意图；
图8C是根据本发明实施例二提供的一种目标速度比的示意图；
图9是根据本发明实施例二提供的一种方位各向异性强度的示意图；
图10是根据本发明实施例二提供的一种利用实际地震数据计算的预设正交方位上的散射角域共成像点道集的示意图；
图11是根据本发明实施例二提供的另一种更新散射角域共成像点道集的示意图；
图12是根据本发明实施例三提供的一种方位各向异性介质地震波成像装置的结构示意图；
图13是实现本发明实施例的一种方位各向异性介质地震波成像方法的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”“目标”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种方位各向异性介质地震波成像方法的流程图，本实施例可适用于对方位各向异性介质地震波进行高质量成像的情况，该方法可以由方位各向异性介质地震波成像装置来执行，该方位各向异性介质地震波成像装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该方位各向异性介质地震波成像装置可配置于具有数据处理能力的电子设备中。如图1所示，该方法包括：
S110，根据地震数据确定预设正交方位上的散射角；其中，散射角根据炮点位置、接收点位置和预设成像点位置确定。
其中，地震数据可以是指地震勘探过程中采集到的地震波数据。预设正交方位可以是指预先设定的正交方位。具体的，预设正交方位可以包括预设x方位和预设y方位，且预设x方位与预设y方位互相垂直。其中，预设正交方位可以根据实际地震勘探工序进行预先确定。示例性的，可以将预设x方位确定为纵测线所在的方向，将预设y方位确定为横测线所在的方向。需要说明的是，本实施例不限定地震数据的采集方法，可以根据实际应用需求设定。例如，可以通过宽方位高密度地震勘探技术采集地震数据。
其中，炮点位置和接收点位置均分布于地表上。具体的，可以先根据预设正交方位建立平面坐标系，然后基于平面坐标系通过二维坐标对炮点位置和接收点位置进行表示。预设成像点位置可以是指预先设定的分布于地下的成像点位置。具体的，可以在预设正交方位的基础上结合地下深度方向建立空间坐标系，采用相同深度采样间隔在深度方向上确定预设成像点位置。其中，预设成像点位置可以基于空间坐标系通过三维坐标表示，且本实施例不限定预设成像点位置的数量，可以根据实际需求设定。
在本实施例中，可选的，根据地震数据确定预设正交方位上的散射角，包括：对地震数据进行各向同性偏移处理，得到更新地震数据；根据更新地震数据确定炮点位置和接收点位置；根据炮点位置和预设成像点位置确定第一路径，根据接收点位置和预设成像点位置确定第二路径；根据第一路径和第二路径确定预设正交方位上的散射角。
其中，更新地震数据可以是指经过各向同性偏移处理之后的地震数据。第一路径可以是指炮点位置到预设成像点位置之间的路径。第二路径可以是指预设成像点位置到接收点位置之间的路径。
本实施例中，首先采用各向同性速度宏模型对地震数据进行各向同性偏移处理，得到更新地震数据，并根据更新地震数据出确定出炮点位置和接收点位置。然后可以利用程函方程分别出计算炮点位置和接收点位置到预设成像点位置的射线路径，再根据射线路径分别确定出第一路径和第二路径。对于某个成像点位置来说，炮点到该成像点的射线为入射线，其下倾角(与铅垂线的夹角)可记为αSM、方位角(与x轴的夹角)可记为βSM；接收点到该成像点的射线为散射线(与实际散射线方向相反)，其下倾角可记为αGM、方位角可记为βGM。其中，x轴即为预设x方位。进而可以根据入射线与散射线的夹角分别确定预设x方位上和预设y方位上的散射角。其中，散射角可以是指入射线与散射线夹角的一半。示例性的，可以通过如下公式确定预设x方位上的散射角αx和预设y方位上的散射角αy：
需要说明的是，上述公式具有普适性，可以适用于二维和三维情况，也可以适用于高陡构造和倒转构造。
本方案通过这样的设置，可以根据炮点位置、接收点位置和预设成像点位置，快速、准确地确定出预设正交方位上的散射角，以便于后续根据散射角确定预设正交方位上的散射角域共成像点道集。
S120，根据散射角确定预设正交方位上的散射角域共成像点道集。
其中，散射角域共成像点道集可以是指基于散射角域形成的共成像点道集。本实施例中，在确定预设正交方位上的散射角后，可以根据散射角确定预设正交方位上的散射角域共成像点道集。可选的，根据散射角确定预设正交方位上的散射角域共成像点道集，包括：根据第一路径确定第一路径参数；第一路径参数包括第一旅行时间和第一振幅；根据第二路径确定第二路径参数；第二路径参数包括第二旅行时间和第二振幅；根据第一路径参数、第二路径参数、散射角以及更新地震数据确定预设正交方位上的散射角域共成像点道集。
其中，第一路径参数可以是指与第一路径相关的参数。具体的，第一路径参数可以包括第一旅行时间和第一振幅。其中，第一旅行时间可以是指第一路径对应的旅行时间，第一振幅可以是指第一路径对应的振幅。第二路径参数可以是指与第二路径相关的参数。具体的，第二路径参数可以包括第二旅行时间和第二振幅。其中，第二旅行时间可以是指第二路径对应的旅行时间，第二振幅可以是指第二路径对应的振幅。
本实施例中，对于预设成像点位置r＝(x,y,z)，首先可以使用运动学射线追踪法计算中心射线(即入射线和散射线)，分别得到炮点位置rS和接收点位置rG到预设成像点位置r的第一旅行时间和第二旅行时间，分别记为τS＝τ(rS,r)和τR＝τ(rG,r)。其中，rS和rG都在地表上，其坐标可以表示为ξ＝(ξ1,ξ2)。然后可以使用动力学射线追踪法计算旁轴射线，获得几何扩散矩阵，由此分别得到炮点位置rS和接收点位置rG到预设成像点位置r的第一振幅和第二振幅，分别记为AS＝A(rS,r)和AG＝A(rG,r)。其中，旁轴射线可以是指中心射线附近的射线。进而可以根据更新地震数据D(t；rS,rG),确定预设正交方位上的散射角域共成像点道集。其中，t是记录时间，rS为炮点位置，rG为接收点位置。示例性的，可通过如下公式确定空间位置r＝(x,y,z)对应的散射角域共成像点道集：其中，α分别为预设正交方位上的散射角αx和αy，D上方的·表示对时间求导,hit(α)表示照明次数。除上述公式外，还可以采用波动方程等方式确定预设正交方位上的散射角域共成像点道集，本实施例对此不做限定。
需要说明的是，预设正交方位上的散射角域共成像点道集d(r,αx)和d(r,αy)是两个四维数组。一般可以取预设正交方位上散射角的范围和离散个数都相等，则散射角的采样间隔也相等。在每个(x,y)位置上，预设x方位和预设y方位上的散射角域共成像点道集均为两个二维数组，可以分别记为imgx(nz,nx)和imgy(nz,ny)。这里深度z＝z0+iz·dz，z0为起始成像深度，该参数可以用于控制目标区处理的起始位置，dz为深度采样间隔，采样点序号iz＝0,1,…,nz-1，nz为成像区的深度采样总点数，可以用于控制目标区处理的终止位置。预设正交方位上的散射角αx(ix)＝α0+ix·dα和αy(iy)＝α0+iy·dα，其中α0为最小散射角，dα为散射角增量，ix＝0,1,…,nx-1；iy＝0,1,…,ny-1，nx和ny分别为预设x方位和预设y方位上的散射角域共成像点道集的道数，且道数与散射角具有一一映射关系。
本方案通过这样的设置，可以根据预设正交方位上的散射角，快速、准确地确定出预设正交方位上的散射角域共成像点道集。
S130，根据散射角域共成像点道集确定相干体；其中，相干体包括四个维度的预设参数，预设参数包括预设深度、预设椭圆率、预设方位角和预设速度比。
其中，预设参数可以是指预先设定的相干体参数。具体的，预设参数可以包括预设深度、预设椭圆率、预设方位角和预设速度比。需要说明的是，这里所说的预设椭圆率和预设方位角，是根据某一深度位置上地震波传播速度随方位角变化确定的，与传统定义中的椭圆率和方位角具有不同含义。图2为本发明实施例一提供的一种裂缝地震波传播速度随方位角变化的示意图。其中，x轴和y轴分别指预设x方位和预设y方位。如图2所示，将预设椭圆率定义为e＝v2/v1，其中v1和v2分别为速度椭圆的长半轴和短半轴。将预设方位角φ定义为速度椭圆长轴或短轴与x轴的夹角，预设方位角的范围是0°≤φ≤90°。做出如下约定：当e>1时(如图2左侧所示)，裂缝走向方位角为φ+90°，此时v2是长半轴、v1是短半轴；当e＝1时，指示方位各向同性介质，无裂缝存在，此时将方位角设为φ＝90°。当e<1时(如图2右侧所示)，裂缝走向方位角为φ，此时v2是短半轴、v1是长半轴。上述定义和约定不同于传统的定义，传统定义是将椭圆率定义为长半轴与短半轴的比值，方位角的范围是0°≤φ<180°。如果用传统定义，正交方位上的散射角域共成像点道集不足以刻画方位各向异性。本方案的这种约定是一种最节省的方式。另外，将预设速度比定义为其中vm是方位各向同性偏移所用的偏移速度，/>是均方根慢度的倒数，即/>
示例性的，可以根据上述散射角域共成像点道集imgx(nz,nx)和imgy(nz,ny)，通过如下公式确定相干体：
其中，z、e、φ、γ分别为预设深度、预设椭圆率、预设方位角和预设速度比，且满足iz＝0,1,…,nz-1；ie＝0,1,…,ne-1；iφ＝0,1,…,nφ-1；iγ＝0,1,…,nγ-1。M为深度窗口采样点数，jzx(j,k)＝iz+j+Δzx(j,k)/dz,jzy(j,k)＝iz+j+Δzy(j,k)/dz。这里深度剩余校正量分别为：
Δzx(j,k)＝(ρx-1)(z0+(iz+j)·dz)·tan2αx(k)；
Δzy(j,k)＝(ρy-1)·(z0+(iz+j)·dz)·tan2αy(k)。
其中，其中，预设椭圆率e＝emin+ie·de，emin是最小椭圆率，de为椭圆率增量，ne为椭圆率采样点数。预设方位角φ＝φmin+iφ·dφ，φmin是最小方位角，dφ为方位角增量，nφ为方位角采样点数。预设速度比γ＝γmin+iγ·dγ,γmin是最小速度比，dγ为速度比增量，nγ为速度比采样点数。
需要说明的是，本实施例对相干体确定方法不做任何限定，可以根据实际需求设定。除了采用上述基于相似系数的方法，也可以采用互相关和归一互相关等方法。
S140，根据相干体确定方位各向异性参数；其中，方位各向异性参数包括目标椭圆率、目标方位角和目标速度比。
其中，方位各向异性参数可以是指与方位相关的各向异性参数。具体的，方位各向异性参数可以包括目标椭圆率、目标方位角和目标速度比。其中，目标椭圆率、目标方位角和目标速度比可以分别是指预设椭圆率、预设方位角和预设速度比对应的参数取值。
本实施例中，在确定出相干体之后，可以进一步根据相干体确定方位各向异性参数。示例性的，可以依据四维相干体C(nz,ne,nφ,nγ)在每一个深度位置上最大相干值的位置确定方位各向异性参数，包括目标椭圆率e、目标方位角φ和目标速度比γ对应的参数取值。例如，可以采用动态规划法，通过对相干体依次进行正向累加和反向溯源拾取，来实现对方位各向异性参数的自动拾取。
S150，根据方位各向异性参数对散射角域共成像点道集进行剩余深度校正，得到更新散射角域共成像点道集。
其中，更新散射角域共成像点道集可以是指对散射角域共成像点道集进行剩余深度校正之后得到的新的散射角域共成像点道集。
本实施例中，在获得方位各向异性参数(eiz,φiz,γiz),(iz＝0,1,…,nz)之后，可以进一步根据(eiz,φiz,γiz)对预设正交方位上的散射角域共成像点道集imgx(nz,nx)和imgy(nz,ny)中的反射波同相轴进行剩余深度校正。具体的，在z＝z0+iz·dz深度上，x方位深度校正量和y方位深度校正量分别为：
其中，iz＝0,1,…,nz；ix＝0,1,…,nx-1；iy＝0,1,…,ny-1。经过剩余深度校正，可以得到校正后的更新散射角域共成像点道集imgx′(nz,nx)和imgy′(nz,ny)。
S160，根据更新散射角域共成像点道集确定地震波成像结果。
本实施例中，在确定更新散射角域共成像点道集之后，可以根据更新散射角域共成像点道集进一步确定地震波成像结果。可选的，根据更新散射角域共成像点道集确定地震波成像结果，包括：将更新散射角域共成像点道集进行水平叠加，得到叠加散射角域共成像点道集；根据叠加散射角域共成像点道集，确定地震波成像结果。
其中，叠加散射角域共成像点道集可以是指将更新散射角域共成像点道集进行水平叠加后得到的新的散射角域共成像点道集。
本实施例中，将位于相同深度位置的更新散射角域共成像点道集imgx′(nz,nx)和imgy′(nz,ny)进行水平叠加，可以得到叠加散射角域共成像点道集：
其中，iz＝0,1,…,nz。所得到的叠加散射角域共成像点道集，即为最终的地震波成像结果。
本方案通过这样的设置，通过对更新散射角域共成像点道集进行水平叠加，可以快速、准确地确定出地震波成像结果。
本发明实施例的技术方案，根据地震数据确定预设正交方位上的散射角；其中，散射角根据炮点位置、接收点位置和预设成像点位置确定；根据散射角确定预设正交方位上的散射角域共成像点道集；根据散射角域共成像点道集确定相干体；其中，相干体包括四个维度的预设参数，预设参数包括预设深度、预设椭圆率、预设方位角和预设速度比；根据相干体确定方位各向异性参数；其中，方位各向异性参数包括目标椭圆率、目标方位角和目标速度比；根据方位各向异性参数对散射角域共成像点道集进行剩余深度校正，得到更新散射角域共成像点道集；根据更新散射角域共成像点道集确定地震波成像结果。本技术方案，能够有效提高方位各向异性参数的识别精度，从而增强地震波成像质量。
实施例二
图3为本发明实施例二提供的一种方位各向异性介质地震波成像方法的流程图，本实施例以上述实施例为基础进行优化。具体优化为：根据相干体确定方位各向异性参数，包括：对相干体进行非线性平滑滤波处理，得到滤波相干体；对滤波相干体进行正向累加，得到累加相干体；根据累加相干体确定方位各向异性参数。
如图3所示，本实施例的方法具体包括如下步骤：
S210，根据地震数据确定预设正交方位上的散射角；其中，散射角根据炮点位置、接收点位置和预设成像点位置确定。
S220，根据散射角确定预设正交方位上的散射角域共成像点道集。
S230，根据散射角域共成像点道集确定相干体；其中，相干体包括四个维度的预设参数，预设参数包括预设深度、预设椭圆率、预设方位角和预设速度比。
其中，S210-S230的实现方式可参见S110-S130中的详细描述。
S240，对相干体进行非线性平滑滤波处理，得到滤波相干体。
其中，滤波相干体可以是指对相干体进行非线性平滑滤波后得到的新的相干体。本实施例中，可以首先对相干体进行非线性平滑滤波处理，得到平滑的四维滤波相干体。具体的，非线性平滑滤波处理可以包括正向累加处理、反向累加处理和双向平滑处理三个步骤。其中，正向累加相干体Acf(iz,ie,iφ,iγ)计算如下：
Acf(0,ie,iφ,iγ)＝C(0,ie,iφ,iγ)；
Acf(iz,ie,iφ,iγ)＝C(iz,ie,iφ,iγ)+max{Acf(iz-1,ie′,iφ′,iγ′)}。
其中，iz＝1,2,…,nz-1，|ie′-ie|≤ce，|iφ′-iφ|≤cφ，|iγ′-iγ|≤cγ，ce、cφ和cγ为设定的整型约束参数。
反向累加相干体Acb(iz,ie,iφ,iγ)计算如下：
Acb(nz-1,ie,iφ,iγ)＝C(nz-1,ie,iφ,iγ)；
Acb(iz,ie,iφ,iγ)＝C(iz,ie,iφ,iγ)+max{Acb(iz+1,ie′,iφ′,iγ′)}，其中，iz＝nz-2,…,0。
双向平滑相干体Acs(iz,ie,iφ,iγ)计算如下：
Acs(iz,ie,iφ,iγ)＝Acf(iz,ie,iφ,iγ)+Acb(iz,ie,iφ,iγ)-C(iz,ie,iφ,iγ)，其中，iz＝0,1,…,nz-1。
上述得到的双向平滑相干体Acs(iz,ie,iφ,iγ)，即为滤波相干体。
S250，对滤波相干体进行正向累加，得到累加相干体。
其中，累加相干体可以是指对滤波相干体进行正向累加之后得到的新的相干体。本实施例中，在得到滤波相干体Acs(iz,ie,iφ,iγ)之后，可以对Acs(iz,ie,iφ,iγ)进行正向累加，计算如下：
Ac(0,ie,iφ,iγ)＝Acs(0,ie,iφ,iγ)；
Ac(iz,ie,iφ,iγ)＝Acs(iz,ie,iφ,iγ)+max{Ac(iz-1,ie′,iφ′,iγ′)}。
其中，iz＝1,2,…,nz-1，|ie′-ie|≤ce，|iγ′-iγ|≤cγ。
S260，根据累加相干体确定方位各向异性参数；其中，方位各向异性参数包括目标椭圆率、目标方位角和目标速度比。
本实施例中，在确定累加相干体之后，可以通过反向溯源拾取进一步确定方位各向异性参数。具体的，先从最深层开始拾取，再依次往上一层拾取，直到最浅层结束。其中，拾取过程可以表示为：
ienz-1,iφnz-1,iγnz-1＝argmax{Ac(nz-1,ie,iφ,iγ)}；
ieiz,iφiz,iγiz＝argmax{Ac(iz,ie′,iφ′,iγ′)}。
其中，iz＝nz-2,…,1,0，|ie′-ieiz+1|≤ce，|iφ′-iφiz+1|≤cφ，|iγ′-iγiz+1|≤cγ。由此，为每一深度iz获得了ieiz、iφiz和iγiz。进而可以计算目标椭圆率为eiz＝emin+ieiz·de，目标方位角为φiz＝φmin+iφ·dφ,目标速度比为γiz＝γmin+iγiz·dγ。其中，iz＝0,1,…,nz-1。
S270，根据方位各向异性参数对散射角域共成像点道集进行剩余深度校正，得到更新散射角域共成像点道集。
S280，根据更新散射角域共成像点道集确定地震波成像结果。
本发明实施例的技术方案，根据相干体确定方位各向异性参数，包括：对相干体进行非线性平滑滤波处理，得到滤波相干体；对滤波相干体进行正向累加，得到累加相干体；根据累加相干体确定方位各向异性参数。本技术方案，能够进一步提高方位各向异性参数的识别精度，有助于进一步增强地震波成像质量。
在本实施例中，可选的，在根据累加相干体确定方位各向异性参数之后，所述方法还包括：根据目标椭圆率对目标方位角进行调整，得到更新目标方位角。
其中，更新目标方位角可以是指对目标方位角进行调整后得到的新的目标方位角。本实施例中，在根据累加相干体确定方位各向异性参数之后，还可以根据目标椭圆率对目标方位角进行调整，得到更新目标方位角。可选的，根据目标椭圆率对目标方位角进行调整，得到更新目标方位角，包括：若目标椭圆率大于预设阈值，则根据目标方位角与预设角度的加和结果确定更新目标方位角；若目标椭圆率等于预设阈值，则将预设角度确定为更新目标方位角；若目标椭圆率小于预设阈值，则将目标方位角确定为更新目标方位角。
其中，预设阈值可以是指预先设定的目标椭圆率参考值。示例性的，预设阈值可以设定为1。预设角度可以是指预先设定的增量目标方位角。示例性的，预设角度可以设定为90度。
本实施例中，可以根据目标椭圆率和预设阈值的大小关系，确定更新目标方位角。示例性的，假设预设阈值为1，预设角度为90度，并将目标椭圆率表示为eiz，将目标方位角表示为φiz，则可按照如下方式确定更新目标方位角：当eiz>1时，确定更新目标方位角为φiz+90°；当eiz＝1时，表明是方位各向同性介质，此时将更新目标方位角确定为90°；当eiz<1时，确定更新目标方位角为φiz，即保持目标方位角不变。
此外，在每一深度iz上获得了ieiz,iφiz,iγiz之后，还可以由预设正交方位上的散射角域共成像点道集来计算iz层方位各向异性强度：qiz＝|Ex-Ey|。其中，Ex和Ey分别是预设x方位和预设y方位上的散射角域共成像点道集在iz深度上的能量，可以表示如下：
其中，上式中所用符号与计算相干体所用的符号基本相同，不同之处在于将本步骤获得的eiz、φiz、γiz分别代替e、φ、γ。
本方案通过这样的设置，可以根据目标椭圆率与预设阈值的大小关系，对目标方位角进行快速、准确地更新和调整，提高了目标方位角的准确性，进一步提高了方位各向异性参数的精度，有助于增强地震波成像质量。
图4为本发明实施例二提供的一种利用模型数据计算的预设正交方位上的散射角域共成像点道集的示意图。如图4所示，该道集深度从0km到3km，深度采样间隔为5m，深度采样点数为601。该道集总道数为18道，前9道为x方位道集，后9道为y方位道集，每个方位的散射角从0°到40°，散射角增量为5°。该模型由6层组成，各层厚度都是500m，从浅到深各层的速度依次为2000m/s、2200m/s、2400m/s、2600m/s、2800m/s和3000m/s,该模型中只有第三层为方位各向异性介质，其他层为各向同性介质，且第三层的目标椭圆率为1.2，目标方位角为30°，目标速度比为1。从图4中可以看出，该散射角域共成像点道集由5个反射波同相轴组成，只有第三个反射波同相轴是弯曲的，且x方位上同相轴向下弯、y方位上同相轴向上弯，这种特征是方位各向异性介质中地震波运动学特征的典型表现。该道集的另一个特征是在x方位和y方位上同一组反射波同相轴振幅不同，比如1km深度上，x方位振幅明显小于y方位振幅；而1.5km深度上，x方位振幅明显大于y方位振幅，这种特征是方位各向异性介质中地震波动力学特征的典型表现。
图5为本发明实施例二提供的一种更新散射角域共成像点道集的示意图，即图5是在图4基础上经过反射波同相轴剩余深度校正的散射角域共成像点道集。如图5所示，该道集中所有各层的反射波同相轴都被校平了，这样保证了水平叠加过程中同相叠加。尤其是保持了第二和第三层同相轴在x方位和y方位的振幅相对强弱关系，从而为方位各向异性强度计算提供了保障。从图5中可以看出，本技术方案是保幅的，保真度高，剩余深度校正准确，所拾取的方位各向异性参数是精确的。
图6和图7分别为本发明实施例二提供的一种叠加散射角域共成像点道集的示意图。其中，图6是对图4中的散射角域共成像点道集进行水平叠加得到的，图7是对图5中的更新散射角域共成像点道集进行水平叠加得到的。如图6和图7所示，第一道为x方位成像道；第二道为y方位成像道；第三道是x方位成像道和y方位成像道之和，代表最终成像道。对比图6和图7，可以发现1.5km深度上方位各向异性层底界面的反射波成像的振幅和波形发生了明显变化。由于方位各向异性介质的影响，图4中反射波同相轴呈现曲线，水平叠加势必降低了振幅、改变了波形。而图5中反射波同相轴呈直线，水平叠加过程中同相叠加，得到了相干加强，提高了振幅，并且更重要的是保持了波形的对称形状。
图8A-8C分别为本发明实施例二提供的一种目标椭圆率、目标方位角和目标速度比的示意图。如图8A所示，在1.5km深度界面上拾取的目标椭圆率为1.2，而其他深度的目标椭圆率都为1，这与方位各向异性模型一致。需要说明的是，方位各向异性模型在1km到1.5km之间的目标椭圆率都是1.2，然而受有限带宽地震资料影响，目标椭圆率1.2的深度分布范围始于1.5km下方半个波长、终于1km下方半个波长。这种情况是正常且合理的，足以解释目的层的方位各向异性。如图8B所示，在1.5km深度界面上目标方位角为120°，而其他深度的目标方位角都为90°。这与设计模型的方位角有所不同，这是因为本方案所做的约定，当目标椭圆率大于1时，目标方位角增加90°，而各向同性介质的目标方位角统一设为90°，所以拾取的目标方位角是正确的。如图8C所示，所有深度上的目标速度比都为1，这与模型参数一致。图9为本发明实施例二提供的一种方位各向异性强度的示意图。如图9所示，在1km和1.5km深度附近的方位各向异性强度值接近1，而其他深度的方位各向异性强度为零，这与设计模型一致，与图5表现的动力学差异情况一致。
图10为本发明实施例二提供的一种利用实际地震数据计算的预设正交方位上的散射角域共成像点道集的示意图。其中，实际资料速度宏模型有772×151×401个均匀分布的离散点，其体元大小为25m×50m×20m，深度从0km到8km。炮点位置和接收点位置位于地表，共有29065个炮点和64160个接收点。预设成像点共有500×60×1401个点，其体元大小为12.5m×25m×5m，深度从3km到7km。实际数据中成像区的(x,y)位置有500×60个，即有60条成像测线，每条成像测线有500个共中心点。也就是说，共计算了30000个预设正交方位上的散射角域共成像点道集。输入的地震数据道长为7s、采样间隔为2ms、采样点数为3500个。纵测线和横测线方向的偏移孔径分别为6000m和4500m。输出的每个散射角域共成像点道集有18道，其中x方位道集和y方位道集的道数均为9道，即nx＝ny＝9。散射角从0°到40°、散射角增量为5°。道集中每道的道长4km(从3km到7km)、采样间隔为5m、成像点数为801个。如图10所示，在该道集中3.88km深度上反射波同相轴在预设正交方位上呈现明显不同的弯曲度，这是方位各向异性介质中地震波运动学典型特征。
图11为本发明实施例二提供的另一种更新散射角域共成像点道集的示意图，即图11是在图10基础上经过反射波同相轴剩余深度校正的散射角域共成像点道集。其中，深度窗口采样点数M＝37。最小椭圆率emin＝0.5，最大椭圆率emax＝1.5，椭圆率采样点数ne＝11，椭圆率增量de＝0.1。最小方位角φmin＝0°，最大方位角φmax＝90°，方位角采样点数nφ＝19，方位角增量dφ＝5°。最小速度比γmin＝0.8，最大速度比γmax＝1.2，速度比采样点数nγ＝5，速度比增量dγ＝0.1。从图11可以看出，预设正交方位上几乎所有同相轴都被拉平了，说明了本方案的实际应用效果。需要说明的是，图4-7以及图11-12所示的x方位和y方位分别是指预设x方位和预设y方位。以上模型数据和实际数据的应用效果表明，本方案适用于方位各向异性介质地震波成像，其能够获得高精度的方位各向异性参数，从而可以提供高质量的地震波成像结果。
实施例三
图12为本发明实施例三提供的一种方位各向异性介质地震波成像装置的结构示意图，该装置可执行本发明任意实施例所提供的方位各向异性介质地震波成像方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。如图12所示，该装置包括：
散射角确定模块310，用于根据地震数据确定预设正交方位上的散射角；其中，所述散射角根据炮点位置、接收点位置和预设成像点位置确定；
散射角域共成像点道集确定模块320，用于根据所述散射角确定所述预设正交方位上的散射角域共成像点道集；
相干体确定模块330，用于根据所述散射角域共成像点道集确定相干体；其中，所述相干体包括四个维度的预设参数，所述预设参数包括预设深度、预设椭圆率、预设方位角和预设速度比；
方位各向异性参数确定模块340，用于根据所述相干体确定方位各向异性参数；其中，所述方位各向异性参数包括目标椭圆率、目标方位角和目标速度比；
更新散射角域共成像点道集确定模块350，用于根据所述方位各向异性参数对所述散射角域共成像点道集进行剩余深度校正，得到更新散射角域共成像点道集；
地震波成像结果确定模块360，用于根据所述更新散射角域共成像点道集确定地震波成像结果。
可选的，所述散射角确定模块310，具体用于：
对地震数据进行各向同性偏移处理，得到更新地震数据；
根据所述更新地震数据确定炮点位置和接收点位置；
根据所述炮点位置和预设成像点位置确定第一路径，根据所述接收点位置和所述预设成像点位置确定第二路径；
根据所述第一路径和第二路径确定所述预设正交方位上的散射角。
可选的，所述散射角域共成像点道集确定模块320，具体用于：
根据所述第一路径确定第一路径参数；所述第一路径参数包括第一旅行时间和第一振幅；
根据所述第二路径确定第二路径参数；所述第二路径参数包括第二旅行时间和第二振幅；
根据所述第一路径参数、所述第二路径参数、所述散射角以及所述更新地震数据确定所述预设正交方位上的散射角域共成像点道集。
可选的，所述方位各向异性参数确定模块340，包括：
滤波处理单元，用于对所述相干体进行非线性平滑滤波处理，得到滤波相干体；
正向累加单元，用于对所述滤波相干体进行正向累加，得到累加相干体；
方位各向异性参数确定单元，用于根据所述累加相干体确定方位各向异性参数。
可选的，方位各向异性参数确定模块340，还包括：
方位角调整单元，用于在根据所述累加相干体确定方位各向异性参数之后，根据所述目标椭圆率对所述目标方位角进行调整，得到更新目标方位角。
可选的，所述方位角调整单元，具体用于：
若所述目标椭圆率大于预设阈值，则根据所述目标方位角与预设角度的加和结果确定更新目标方位角；
若所述目标椭圆率等于所述预设阈值，则将所述预设角度确定为更新目标方位角；
若所述目标椭圆率小于所述预设阈值，则将所述目标方位角确定为更新目标方位角。
可选的，所述地震波成像结果确定模块360，具体用于：
将更新散射角域共成像点道集进行水平叠加，得到叠加散射角域共成像点道集；
根据所述叠加散射角域共成像点道集，确定地震波成像结果。
本发明实施例所提供的一种方位各向异性介质地震波成像装置可执行本发明任意实施例所提供的一种方位各向异性介质地震波成像方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例四
图13示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
如图13所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。
电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如方位各向异性介质地震波成像方法。
在一些实施例中，方位各向异性介质地震波成像方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的方位各向异性介质地震波成像方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方位各向异性介质地震波成像方法。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还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何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。
计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种方位各向异性介质地震波成像方法，其特征在于，所述方法包括：
根据地震数据确定预设正交方位上的散射角；其中，所述散射角根据炮点位置、接收点位置和预设成像点位置确定；
根据所述散射角确定所述预设正交方位上的散射角域共成像点道集；
根据所述散射角域共成像点道集确定相干体；其中，所述相干体包括四个维度的预设参数，所述预设参数包括预设深度、预设椭圆率、预设方位角和预设速度比；
根据所述相干体确定方位各向异性参数；其中，所述方位各向异性参数包括目标椭圆率、目标方位角和目标速度比；
根据所述方位各向异性参数对所述散射角域共成像点道集进行剩余深度校正，得到更新散射角域共成像点道集；
根据所述更新散射角域共成像点道集确定地震波成像结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据地震数据确定预设正交方位上的散射角，包括：
对地震数据进行各向同性偏移处理，得到更新地震数据；
根据所述更新地震数据确定炮点位置和接收点位置；
根据所述炮点位置和预设成像点位置确定第一路径，根据所述接收点位置和所述预设成像点位置确定第二路径；
根据所述第一路径和第二路径确定所述预设正交方位上的散射角。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述散射角确定所述预设正交方位上的散射角域共成像点道集，包括：
根据所述第一路径确定第一路径参数；所述第一路径参数包括第一旅行时间和第一振幅；
根据所述第二路径确定第二路径参数；所述第二路径参数包括第二旅行时间和第二振幅；
根据所述第一路径参数、所述第二路径参数、所述散射角以及所述更新地震数据确定所述预设正交方位上的散射角域共成像点道集。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，根据所述相干体确定方位各向异性参数，包括：
对所述相干体进行非线性平滑滤波处理，得到滤波相干体；
对所述滤波相干体进行正向累加，得到累加相干体；
根据所述累加相干体确定方位各向异性参数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在根据所述累加相干体确定方位各向异性参数之后，所述方法还包括：
根据所述目标椭圆率对所述目标方位角进行调整，得到更新目标方位角。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述目标椭圆率对所述目标方位角进行调整，得到更新目标方位角，包括：
若所述目标椭圆率大于预设阈值，则根据所述目标方位角与预设角度的加和结果确定更新目标方位角；
若所述目标椭圆率等于所述预设阈值，则将所述预设角度确定为更新目标方位角；
若所述目标椭圆率小于所述预设阈值，则将所述目标方位角确定为更新目标方位角。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述更新散射角域共成像点道集确定地震波成像结果，包括：
将更新散射角域共成像点道集进行水平叠加，得到叠加散射角域共成像点道集；
根据所述叠加散射角域共成像点道集，确定地震波成像结果。
8.一种方位各向异性介质地震波成像装置，其特征在于，所述装置包括：
散射角确定模块，用于根据地震数据确定预设正交方位上的散射角；其中，所述散射角根据炮点位置、接收点位置和预设成像点位置确定；
散射角域共成像点道集确定模块，用于根据所述散射角确定所述预设正交方位上的散射角域共成像点道集；
相干体确定模块，用于根据所述散射角域共成像点道集确定相干体；其中，所述相干体包括四个维度的预设参数，所述预设参数包括预设深度、预设椭圆率、预设方位角和预设速度比；
方位各向异性参数确定模块，用于根据所述相干体确定方位各向异性参数；其中，所述方位各向异性参数包括目标椭圆率、目标方位角和目标速度比；
更新散射角域共成像点道集确定模块，用于根据所述方位各向异性参数对所述散射角域共成像点道集进行剩余深度校正，得到更新散射角域共成像点道集；
地震波成像结果确定模块，用于根据所述更新散射角域共成像点道集确定地震波成像结果。
9.一种方位各向异性介质地震波成像电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一项所述的方位各向异性介质地震波成像方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的方位各向异性介质地震波成像方法。
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