图,对 本发明做进一步详细说明。在此,本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明,但并 不作为对本发明的限定。
[0058]发明人考虑到可以采用金字塔网格(P-Grid)进行成像,从而达到在水平方向和垂 直方向同时采用变化的网格进行成像的目的。
[0059] 具体地,提供了一种逆时偏移成像方法,如图1所示,包括以下步骤:
[0060] S1:获取一炮数据,例如,可以在任务列表中领取一炮数据,准备对该炮进行逆时 偏移(RTM);
[0061] S2:读取所述一炮数据的炮点的成像空间对应的深度域速度场,并将所述深度域 速度场由规则网格变换至金字塔网格,即,读取成像空间对应的深度域速度场,坐标变换至 金字塔网格。
[0062] 假设原始网格(即笛卡尔坐标系)中的空间函数为u(x,y,z),新的网格的坐标系为 (xP,yP,z P),两者之间的转换需要满足:
[0063]
[0064]其中,(x,y,z)表示规则网格的坐标系,(xP,yP,zP)表示金字塔网格的坐标系,α表 示坐标变换系数。
[0065] 如图2所示,为原始网格和金字塔网格的坐标示意图,其中,深色为金字塔网格 (xP,zP),浅色为原始网格(χ,ζ),通过上述坐标变换公式可以将速度场由原始网格(即规则 网格)转换至金字塔网格。
[0066] S3:读取所述成像空间对应的各向异性参数3和£,并将所述各向异性参数3和£的 坐标由规则网格变换至金字塔网格。
[0067] S4:读取所述成像空间对应的对称轴倾角参数Θ、对称轴方位角参数φ,并将所述 对称轴倾角参数Θ和对称轴方位角参数Φ的坐标由规则网格变换至金字塔网格。
[0068] S5:通过放置一个子波对所述炮点进行激发,通过金字塔网格的耦合二阶偏微分 方程对激发产生的波场进行有限差分波场模拟得到所述炮点对应的波场;
[0069] 具体实现的时候,在通过金字塔网格的耦合二阶偏微分方程对激发产生的波场进 行有限差分波场模拟得到所述炮点对应的波场的过程中可以按照预定时间间隔对所述炮 点对应的波场进行波场压缩,并将压缩后的结果存储在本地磁盘中,即,在该炮对应的炮点 位置放置子波,并进行有限差分波场模拟,同时对一定时间间隔的波场做波场压缩,并存储 在本地盘中。
[0070] 通过上述原始网格(χ,ζ)和金字塔网格(Χρ,Ζρ)的坐标变换公式,可以得到两种网 格的一阶、二阶偏导数关系如下:
[0071]
[0072]
[0073]
[0074]
[0075]
[0076]
[0077]
[0078]
[0079]
[0080]通过上述推导,可以得到X方向、Υ方向、Ζ方向的一阶偏导数、二阶偏导数、二阶混 合偏导数,基于这些偏导数方程,可以推导出ΤΤΙ各向异性介质在金字塔网格(P-Grid)下的 声波波动方程,即,金字塔网格的親合二阶偏微分方程表不为:
[0081]
[0082]
[0083]
[0084] 其中,叉(11卩=七&11(9)*(3〇8(巾),5^卩=七&11(9)*8;[11(巾),卩表示?波波场,9表示9波 波场,vpz表示P波的速度,Vsz表示S波的速度。
[0085] 将上述推导的金字塔网格(P-Grid)下的偏导数公式代入,进一步的,得到金字塔 网格的親合二阶偏微分方程最终表不为:
[0086]
[0087] 其中,
,卫表示卩波 波场,q表示q波波场,vpz表示P波的速度,vsz表示S波的速度。
[0088] 可以看到,上述公式看上去变得复杂了,但是实际上要计算的偏导数个数是一样 的,也就是说计算量没有因为公式变得复杂而显著增加,但是由于金字塔网格与原始网格 相比,所需要的网格点个数显著减少了,就能够显著提高计算效率、减少内存消耗。
[0089] 如图3至图7所示为三维SEG\EAGE盐丘模型TTI介质各向异性逆时偏移(RTM)试验, 其中,图3为金字塔网格(P-Grid)与规则网格逆时偏移(RTM)炮点(Source)波场快照比较, 图4为金字塔网格(P-Grid)与规则网格逆时偏移(RTM)检波点(Receiver)波场快照比较,图 5为金字塔网格(P-Grid)TTI介质逆时偏移(RTM)单炮偏移结果(深度切片),图6为将上面的 单炮偏移结果从金字塔网格(P-Grid)插值到规则网格,该结果将保存至本地盘,图7是TTI 介质各向异性逆时偏移(RTM) 16炮偏移叠加结果金字塔网格与规则网格的比较。由图3至7 所示可以看出成像效果基本相当,但是金字塔网格逆时偏移计算一炮需要的时间是50分 钟、内存9.7G,而规则网格逆时偏移需要105分钟、内存18.8G,显著提高了计算效率、减少了 内存消耗。
[0090] 图3是三维SEG\EAGE盐丘模型TTI介质各向异性逆时偏移(RTM)试验一炮点波场快 照(金字塔网格与规则网格的比较),其中规则网格X\Y\Z三个方向分别使用了 416、416、910 个网格点,而金字塔网格只用了 256、256、698个网格点,对一定时间间隔的炮点波场进行压 缩后,将其存储在本地盘中。
[0091] S6:通过金字塔网格的耦合二阶偏微分方程对所述一炮数据进行有限差分波场模 拟得到检波点对应的波场,即,读取炮集数据进行检波点波场模拟,应用与炮点相同的偏微 分方程进行差分波场模拟,得到检波点对应的波场。
[0092] S7:应用互相关成像条件对所述炮点对应的波场和所述检波点对应的波场进行成 像;
[0093] S8:将成像结果插值至规则网格,将插值至规则网格的成像结果作为所述炮点的 单炮成像结果;
[0094] 即,可以在进行检波点波场模拟的时候解压缩并读取炮点波场,应用互相关成像 条件进行成像,并将成像结果插值至规则网格,将该炮的单炮偏移结果存储在本地盘中。 [0095]图4是三维SEG\EAGE盐丘模型TTI介质各向异性逆时偏移(RTM)试验检波点波场快 照(金字塔网格与规则网格的比较),其中规则网格X\Y\Z三个方向分别使用了 416、416、910 个网格点,而金字塔网格只用了 256、256、698个网格点。
[0096]应用互相关成像条件进行成像,得到单炮的逆时偏移(RTM)偏移结果,如图5所示, 将该单炮偏移结果在Χ\Υ方向插值至规则网格,如图6所示存储在本地盘。
[0097] 对多个炮重复上述S1至S8得到所述多个炮的单炮成像结果,将所述多个炮的单炮 成像结果进行叠加得到逆时偏移成像剖面,即,将所有单炮结果叠加形成最终的逆时偏移 (RTM)成像剖面。
[0098] 如图7所示是ΤΤΙ介质各向异性逆时偏移(RTM) 16炮偏移叠加结果金字塔网格与规 则网格的比较,可以看到成像效果基本相当,但是金字塔网格逆时偏移计算一炮需要的时 间是50分钟、内存9.7G,而规则网格逆时偏移需要105分钟、内存18.8G,显著提高了计算效 率、减少了内存消耗。
[0099] 在上例中,提供了一种基于金字塔网格的TTI地震各向异性介质逆时偏移成像方 法,可以解决三维复杂构造的成像问题,因为是基于金字塔网格的耦合二阶偏微分方程实 现波动方程的差分求解,能够在不影响成像效果的前提下,显著提高计算效率、降低内存消 耗,并最终解决速度急剧变化的三维复杂构造成像问题,且易于实现,适合于逆时偏移 (RTM)商业化软件的开发以及工业化生产的需要。
[0100] 基于同一发明构思,本发明实施例中还提供了一种逆时偏移成像装置,如下面的 实施例所述。由于逆时偏移成像装置解决问题的原理与逆时偏移成像方法相似,因此逆时 偏移成像装置的实施可以参见逆时偏移成像方法的实施,重复之处不再赘述。以下所使用 的,术语"单元"或者"模块"可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所 描述的装置较佳地以软件来实现,但是硬件,或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被 构想的。图8是本发明实施例的逆时偏移成像装置的一种结构框图,如图8所示,包括:获取 模块801、第一变换模802、第二变换模块803、第三变换模块804、炮点差分模拟模块805、检 波点差分模拟模块806、成像模块807和插值模块808,下面对该结构进行说明。
[0101]获取模块801,用于获取一炮数据;
[0102] 第一变换模802,用于读取所述一炮数据的炮点的成像空间对应的深度域速度场, 并将所述深度域速度场由规则网格变换至金字塔网格;
[0103] 第二变换模块803,用于读取所述成像空间对应的各向异性参数3和£,并将所述各 向异性参数S和ε的坐标由规则网格变换至金字塔网格;
[0104] 第三变换模块804,用于读取所述成像空间对应的对称轴倾角参数Θ、对称轴方位 角参数Φ,并将所述对称轴倾角参数Θ和对称轴方位角参数Φ的坐标由规则网格变换至金 字塔网格;
[0105] 炮点差分模拟模块805,用于通过放置一个子波对所述炮点进行激发,通过金字塔 网格的耦合二阶偏微分方程对激发产生的波场进行有限差分波场模拟得到所述炮点