地震拖缆与OBS资料联合叠前最小二乘偏移成像方法

地震拖缆与obs资料联合叠前最小二乘偏移成像方法
技术领域
1.本发明涉及一种地震拖缆与obs资料联合叠前最小二乘偏移成像方法，属于地震勘探资料处理技术领域。


背景技术：

2.在海洋地震勘探中，通常使用拖缆地震资料进行叠前偏移成像，从而获得地下介质的构造信息。然而，在地质构造复杂区域，由于拖缆的长度有限，难以记录到中深部大倾角速度界面大角度的反射波波形，导致中深部高陡构造的成像不清晰。obs资料虽然含有丰富的高陡构造的反射波信息，但是obs间距极大导致其对浅部地层的覆盖次数极低，在浅部地层产生大量偏移噪声。因此，仅使用拖缆地震资料或者obs资料都难以获得地质构造复杂地区高质量的成像剖面。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种地震拖缆与obs资料联合叠前最小二乘偏移成像方法。
4.本发明所述的地震拖缆与obs资料联合叠前最小二乘偏移成像方法，包括如下步骤：步骤一：对原始共炮域地震资料进行预处理，预处理包括剔除非一次反射波和压制噪声；步骤二：利用声波方程计算拖缆地震资料震源正向传播波场；步骤三：利用声波方程计算拖缆地震资料检波点反向传播波场；步骤四：利用互相关成像条件计算拖缆地震资料逆时偏移成像剖面；步骤五：在成像域计算拖缆地震资料对应的hessian矩阵；步骤六：利用声波方程计算obs资料震源正向传播波场；步骤七：利用声波方程计算obs资料检波点反向传播波场；步骤八：利用互相关成像条件计算obs资料逆时偏移成像剖面；步骤九：在成像域计算obs资料对应的hessian矩阵；步骤十：采用阻尼最小二乘线性迭代方法求解拖缆与obs资料联合最小二乘偏移成像的法方程；步骤十一：输出反射率剖面。
5.进一步地，所述步骤五中，拖缆地震资料对应的hessian矩阵的计算公式如下：h
ts
＝[p
ts
(1，
‑‑‑
，p
ts
(n)]，
ꢀꢀ
(1)其中，h
ts
表示拖缆地震资料对应的hessian矩阵，p
ts
表示拖缆地震资料逆时偏移成像对反射系数扰动的响应，n表示模型空间中离散点的个数。
[0006]
进一步地，所述步骤九中，obs资料对应的hessian矩阵的计算公式如下：h
obs
＝[p
obs
(1)，
‑‑‑
，p
obs
(n)]，
ꢀꢀ
(2)
其中，h
obs
表示obs资料对应的hessian矩阵，p
obs
表示obs资料逆时偏移成像对反射系数扰动的响应，n表示模型空间中离散点的个数。
[0007]
进一步地，所述步骤十中，拖缆与obs资料联合最小二乘偏移成像的法方程如下：其中，h
ts
表示拖缆地震资料对应的hessian矩阵，h
obs
表示obs资料对应的hessian矩阵，m表示反射率模型，mts mig表示步骤四计算的拖缆地震资料逆时偏移成像剖面，mobs mig表示步骤八计算的obs资料逆时偏移成像剖面。
[0008]
本发明的有益效果是：本发明所述的地震拖缆与obs资料联合叠前最小二乘偏移成像方法，考虑到了拖缆地震资料和obs资料各自的优缺点，将这两种地震资料联合进行叠前最小二乘偏移成像，有机地结合了两者的优点，克服了单一资料叠前偏移成像的缺陷，从而获得更高质量的地震反射率剖面；本发明计算简单、容易实现，具有很强的适应性。
附图说明
[0009]
图1为本发明的流程图；图2为本发明建立的理论速度模型图；图3为利用拖缆地震资料计算的反射率剖面图；图4为利用obs资料计算的反射率剖面图；图5为本发明计算的反射率剖面图；图6为理论垂直反射率剖面图。
具体实施方式
[0010]
为了使本发明目的、技术方案更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明。
[0011]
实施例1：如图1所示的流程图，本发明所述的地震拖缆与obs资料联合叠前最小二乘偏移成像方法，包括如下步骤：步骤一：对原始共炮域地震资料进行预处理，预处理包括剔除非一次反射波和压制噪声；步骤二：利用声波方程计算拖缆地震资料震源正向传播波场；步骤三：利用声波方程计算拖缆地震资料检波点反向传播波场；步骤四：利用互相关成像条件计算拖缆地震资料逆时偏移成像剖面；步骤五：在成像域计算拖缆地震资料对应的hessian矩阵；步骤六：利用声波方程计算obs资料震源正向传播波场；步骤七：利用声波方程计算obs资料检波点反向传播波场；步骤八：利用互相关成像条件计算obs资料逆时偏移成像剖面；步骤九：在成像域计算obs资料对应的hessian矩阵；
步骤十：采用阻尼最小二乘线性迭代方法求解拖缆与obs资料联合最小二乘偏移成像的法方程；步骤十一：输出反射率剖面。
[0012]
其中，所述步骤五中，拖缆地震资料对应的hessian矩阵的计算公式如下：h
ts
＝[p
ts
(1)，
‑‑‑
，p
ts
(n)]，
ꢀꢀ
(1)其中，h
ts
表示拖缆地震资料对应的hessian矩阵，p
ts
表示拖缆地震资料逆时偏移成像对反射系数扰动的响应，n表示模型空间中离散点的个数。
[0013]
其中，所述步骤九中，obs资料对应的hessian矩阵的计算公式如下：h
obs
＝[
pobs
(1)，
‑‑‑
，p
obs
(n)]，
ꢀꢀ
(2)其中，h
obs
表示obs资料对应的hessian矩阵，p
obs
表示obs资料逆时偏移成像对反射系数扰动的响应，n表示模型空间中离散点的个数。
[0014]
其中，所述步骤十中，拖缆与obs资料联合最小二乘偏移成像的法方程如下：其中，h
ts
表示拖缆地震资料对应的hessian矩阵，h
obs
表示obs资料对应的hessian矩阵，m表示反射率模型，mts mig表示步骤四计算的拖缆地震资料逆时偏移成像剖面，mobs mig表示步骤八计算的obs资料逆时偏移成像剖面。
[0015]
实施例2：下面结合具体实施方式，对于本发明进行解释和说明。
[0016]
为了进一步说明本方法的实现思路及实现过程并证明方法的有效性，用一个理论速度模型合成资料进行测试。理论速度模型如图2所示。
[0017]
s1:拖缆地震资料观测系统：震源从x方向6km处开始，以75m的间距沿x增大的方向激发，共250炮。拖缆长6km，道间距12.5m，共480道。拖缆位于震源的左侧，并且随着震源的移动而移动。
[0018]
s2：obs资料观测系统：震源从x方向0km处开始，以75m的间距沿x增大的方向激发，共330炮。obs以400m的间距均匀布设在海底，共61个obs。
[0019]
s3：采用时间二阶、空间十二阶精度的规则网格有限差分方法正演模拟合成拖缆地震资料和obs资料。对合成的资料进行预处理，剔除非一次反射波。
[0020]
s4：利用声波方程计算拖缆地震资料震源正向传播波场。
[0021]
s5：利用声波方程计算拖缆地震资料检波点反向传播波场。
[0022]
s6：利用互相关成像条件计算拖缆地震资料逆时偏移成像剖面。
[0023]
s7：采用公式1，在成像域计算拖缆地震资料对应的hessian矩阵。
[0024]
s8：利用声波方程计算obs资料震源正向传播波场。
[0025]
s9：利用声波方程计算obs资料检波点反向传播波场。
[0026]
s10：利用互相关成像条件计算obs资料逆时偏移成像剖面。
[0027]
s11：采用公式2，在成像域计算obs资料对应的hessian矩阵。
[0028]
s12：采用阻尼最小二乘线性迭代方法求解公式3，获得反射率剖面，如图5所示。
[0029]
s13：输出反射率剖面。
[0030]
图3是仅使用拖缆地震资料获得的反射率剖面。图4是仅使用obs资料获得的反射率剖面。图5是本发明计算的反射率剖面图。图6是理论垂直反射率剖面图。对比图3和图5可以看出，利用本发明计算的反射率剖面中高陡构造更加清楚。对比图4和图5可以看出，利用本发明计算的反射率剖面在浅部的偏移噪声更小。对比图3、图4、图5与图6可以看出，本发明计算的反射率剖面更接近理论垂直反射率剖面。这证明了本发明的正确性和有效性。
[0031]
本发明所述的地震拖缆与obs资料联合叠前最小二乘偏移成像方法，考虑到了拖缆地震资料和obs资料各自的优缺点，通过联合使用这两种地震资料进行叠前最小二乘偏移成像，获得了更加准确的反射率剖面，解决了仅使用其中一种地震资料难以获得高质量的反射率剖面的问题；本发明计算简单、易于实现，具有很强的适应性，且反射率剖面可靠性高。
[0032]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而己，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的均等修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的专利涵盖范围内。