[发明专利]一种三维VSP数据的逆时偏移方法

摘要

本方法公开一种三维VSP数据的逆时偏移方法，其为基于三维声波方程进行三维VSP资料逆时偏移成像的方法。本发明可充分利用VSP数据中丰富的波场信息和逆时偏移方法对复杂波场的成像能力，实现对井周复杂构造的准确成像，为复杂油气藏勘探提供有利指导。该方法充分考虑了地下实际存在的不同波场信息(多次波，绕射波等)，对波动方程不做任何简化。该方法利用优化的有限差分系数对偏微分方程进行中心差分求解，与传统相比，精度更高，计算更稳定。将该方法应用于三维VSP地震资料处理，对井旁小断层成像、储层预测、微幅构造落实以及隐蔽性油气藏勘探与开发都具有重要意义。

主权项

一种三维VSP数据的逆时偏移方法，其包括以下步骤：1)在井中垂向等间隔布置检波器，在地表等间隔平行设置炮线，井中检波器记录人工震源激发的每炮反射地震数据并将其记录到磁带上，利用常规预处理方法完成叠前地震数据的噪音衰减、振幅补偿、反褶积处理，利用克希霍夫叠前深度偏移方法获得深度域层速度模型；2)应用如下的计算公式作为逆时偏移中的震源子波：$f\left(t\right)=[1-2{\left(\mathrm{\π}{f}_{p}t\right)}^2]e^{-{\left(\mathrm{\π}{f}_{p}t\right)}^2}$式中，f_p为主频，单位为Hz，实际计算时，分析地震资料的频带宽度，如果地震资料的最高频率是f_max，则其主频f_p取为f_max/2.0；t为时间，单位是s；3)读取震源位置信息、速度信息，根据成像精度要求及输入的震源子波的主频确定偏移网格大小，考虑下面的波动方程求解的稳定性条件，$\frac{\mathrm{v\Δt}}{\mathrm{\Δd}}\<1/\sqrt{2\underset{m=1}{\overset{N_1}{\mathrm{\Σ}}}{b}_{2m-1}}$式中，空间网格步长Δx＝Δz＝Δd，N为差分阶数，b为差分系数，N₁为不超过N的最大奇数；Δt为时间步长，单位为s。由上式可知，已知网格大小和读入的速度模型可计算所需要的时间步长，速度确定后，当网格变小时，时间步长也要相应变小；4)根据速度模型确定粗密网格区域划分：在数值模拟计算中，采用粗密变网格划分方法，对于低速带区以及构造复杂的区域，利用加密网格计算，其他地区采用粗网格进行计算，兼顾考虑了计算效率和计算精度；5)基于三维声波方程，选择利用全局优化方法确定的优化的有限差分系数，沿时间正向进行波场数值模拟，在不引入额外计算的前提下，与同阶的原始差分系数相比，优化的差分系数可有效的降低频散，提高地震波数值模拟计算精度；6)为提高计算精度，设置完全匹配层边界条件，并保存每一时刻有效波场与完全匹配层之间交界处波场信息，节省大部分存储空间；7)读入检波点位置信息和叠前单炮地震数据；8)同地震波场的正向传播，从三维声波方程出发，采用优化的有限差分系数和完全匹配层边界条件，沿时间轴反传检波点波场，在反传过程中拾取每时刻保存的震源波场信息，用其替代有效波场与完全匹配层边界交界处的反传波场信息；9)对同时刻的震源波场和检波点波场采用互相关成像条件，并对所有时刻的成像值累加；10)对成像结果采用拉普拉斯方法进行低频噪音的压制处理，得到高信噪比和高分辨率的井周围3D VSP地震成像数据体，进而用于提高储层描述的精度和精细地刻画井周围裂缝的非均质地层。