[发明专利]基于宽频子波重构的双程波成像方法

权利要求书

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。

2.根据权利要求1所述的基于宽频子波重构的双程波成像方法，其特征在于，所述构建宽频震源子波采用差分方法实现震源波场正演具体为：在地震数据对应的单炮记录上，进行频谱分析确定频率范围，根据地震记录频率构建震源子波，利用高阶有限差分方法正演震源波场到最大纪录时间，同时存储正演波场数据。