[发明专利]基于宽频子波重构的双程波成像方法

摘要

本发明公开了一种基于宽频子波重构的双程波成像方法；该方法步骤为：①对地震采集的单炮做频谱分析，确定单炮的主频、优势频率分布范围；②根据地震数据主频确定雷克子波的波形和振幅谱；③结合地震数据频带范围构建宽频震源子波；④实现震源子波正演及记录地震波场逆时外推；⑤在炮波场正推中把记录时间分段，每段仅存起始的两层波场数据储存；⑥逆时外推，地震波场相关成像；该方法实现了震源子波与地震记录的最佳匹配及全场波精确外推，很好地解决了复杂构造、复杂地震波场精确成像的难题，有效保护了深度地震成像的振幅和相位信息，保证了深度域地震精确成像的可靠性。

主权项

1.一种基于宽频子波重构的双程波成像方法，其特征在于：宽频震源子波重构及逆时波场外推，具体步骤包括：A、对地震采集的单炮做频谱分析，确定单炮的主频，可视主频范围在20～40Hz之间，优势频率分布范围可为5～70Hz之间；B、根据地震数据主频利用下列公式确定雷克子波的波形和振幅谱；r(t)＝[1-2(πwt)²]exp[1-(πwt)²] (1)R(f)=2f2g3πexp[-(fw)2]---(2)]]>式中(1)表示雷克子波波形，(2)表示雷克子波振幅谱；C、在步骤B基础上利用公式(3)～(6)，结合地震数据频带范围构建宽频震源子波；w(t)=1w2-w1∫w1w2r(t)dw---(3)]]>w(t)=1w2-w1∫w1w2[1-2(πwt)2]exp[-(πwt)2]dw---(4)]]>w(t)=1w2-w1{w2exp[-(πw2t)2]-w1exp[-(πw1t)2]}---(5)]]>Y(f)=1(w2-w1)π{exp[-(fw2)2]-exp[-(fw1)2]}---(6)]]>式中w₁、w₂为地震资料最小最大频率，通常根据频谱分析的结果确定，参数范围一般为4～80H_z；D、根据三维介质双程声波方程利用时间二阶中心有限差分近似利用空间高阶中心有限差分近似推出截断误差为o(Δx^M，Δy^M，Δz^M，Δt²)的三维高阶差分波场外推方程：ui,j,kn±1=2ui,j,kn-ui,j,kn+‾1+12(vΔtΔx)2[ω0ui,j,kn+Σm=1M2ωm(ui+m,j,kn+ui-m,j,kn)]]]>+12(vΔtΔy)2[ω0ui,j,kn+Σm=1M2ωm(ui,j+m,kn+ui,j-m,kn)]---(7)]]>+12(vΔtΔz)2[ω0ui,j,kn+Σm=1M2ωm(ui,j,k+mn+ui,j,k-mn)]]]>采用上式方程，可实现震源子波正演及记录地震波场逆时外推；E、按照步骤D，在炮波场正推过程中把整个记录时间T分段，同时加吸收边界条件，每一段上仅存储该段起始时的两层波场数据到机器内储存；F、在步骤E完成后，开始逆时外推成像；在该过程中利用步骤E存储的该段起始时的两层波场重新计算出这一段的全部波场值，并保存在机器内存中，该段中记录波场每逆推一个时间步，就与内存中保存的对应时刻的炮波场进行相关，通过公式(8)以获取该时刻的成像结果；Image(x,z)=∫0TmaxPD(x,z,t)PH(x,z,t)dt---(8)]]>其中被积函数P_D(x，z，t)P_H(x，z，t)表示t时刻对整个波场做一次成像运算，积分说明像空间Image(x，z)中的像是个时间步所成的像的叠加。