本發明涉及地球物理勘探技術領域，尤其涉及一種地震成像的處理方法及裝置。

背景技術：

20世紀以前，地震干涉測量的研究因缺乏嚴格的理論推導，發展比較緩慢。20世紀以后，Wapenaar利用格林定理嚴格推導出地震干涉測量理論公式，奠定了地震干涉測量方法的數學基礎，明確了地震干涉測量未來的發展方向。之后，地震干涉測量發展迅速，應用廣泛。地震干涉測量在勘探地球物理的應用主要表現為以下三方面：

一、噪聲分離，利用或者壓制分離出來的噪聲；

二、波場重構，比如實現垂直地震剖面(VSP)波場向單井剖面(SWP)波場的轉化；

三、偏移成像，避開上覆地層的影響，直接對目標體進行成像。

VSP作為一種特殊的處理技術，因檢波器放置在井中，減少了表層的干擾和吸收，可以獲得較高的頻段地震信息，相對傳統的地面地震勘探，具有較高的信噪比和分辨率，可有效地提高地震解釋的精度。地震干涉測量應用于VSP資料始于2004年，Calvert利用互相關地震干涉測量對資料進行處理，將VSP資料轉化為SWP資料，消除了上覆地層速度變化引起的波場異常。地震干涉測量的主要實現方式是波場互相關，但互相關后會存在虛假同向軸，影響處理的結果。對于簡單的地質狀況，地震干涉測量的處理效果比較好，虛假同向軸偏少，資料品質高。然而對于高陡復雜區，地震干涉測量處理后的波場虛假同向軸的數量明顯增多。

因此，現有技術中亟需一種可以消除重構波場中虛假同相軸的處理方法，進而提高高陡復雜地區的成像精度。

技術實現要素：

本申請的目的在于提供一種地震成像的處理方法及裝置，可以去除地震干涉測量處理中的干擾，提高高陡構造體的成像精度。

為了實現上述目的，本發明提供了一種地震成像的處理方法及裝置，所述方法及裝置具體是這樣實現的：

一種地震成像的處理方法，該方法包括：

在激發井中設置第一檢波器和第二檢波器，所述第一檢波器位于所述第二檢波器的上方，所述激發井的預設范圍內包括至少一個高陡構造體；

獲取所述第一檢波器接收到的下行波信號、所述第二檢波器接收到的全波信號，所述全波信號中包括來自所述至少一個高陡構造體的反射波信號；

計算所述下行波信號與所述全波信號的相關信號，將所述相關信號作為以所述第一檢波器為新震源的重構波場。

可選的，在本申請的一個實施例中，所述計算所述下行波信號與所述全波信號的相關信號包括：

分別獲取所述下行波信號、所述全波信號在頻率域的波場函數；

計算所述全波信號在頻率域的波場函數與所述下行波信號在頻率域的波場函數的共軛函數的乘積，將所述乘積作為所述基準檢波器與所述第一檢波器的相關信號。

可選的，在本申請的一個實施例中，所述波場函數包括格林函數。

可選的，在本申請的一個實施例中，所述高陡構造體包括傾斜度大于預設閾值的斷層構造體。

可選的，在本申請的一個實施例中，所述獲取所述第一檢波器接收到的下行波信號包括：

獲取所述第一檢波器接收到的全波信號；

對所述全波信號進行上行波信號、下行波信號分離；

獲取所述下行波信號。

一種地震成像的處理裝置，該裝置包括：

檢波器設置單元，用于在激發井中設置第一檢波器和第二檢波器，所述第一檢波器位于所述第二檢波器的上方，所述激發井的預設范圍內包括至少一個高陡構造體；

波場分離單元，用于獲取所述第一檢波器接收到的下行波信號、所述第二檢波器接收到的全波信號，所述全波信號中包括來自所述至少一個高陡構造體的反射波信號；

波場重構單元，用于計算所述下行波信號與所述全波信號的相關信號，將所述相關信號作為以所述第一檢波器為新震源的重構波場。

可選的，在本申請的一個實施例中，所述波場重構單元包括：

波場函數構建單元，用于分別獲取所述下行波信號、所述全波信號在頻率域的波場函數；

相關信號計算單元，用于計算所述全波信號在頻率域的波場函數與所述下行波信號在頻率域的波場函數的共軛函數的乘積，將所述乘積作為所述基準檢波器與所述第一檢波器的相關信號。

可選的，在本申請的一個實施例中，所述波場函數包括格林函數。

可選的，在本申請的一個實施例中，所述高陡構造體包括傾斜度大于預設閾值的斷層構造體。

可選的，在本申請的一個實施例中，所述波場分離單元包括：

全波信號獲取單元，用于獲取所述第一檢波器接收到的全波信號；

信號分離單元，用于對所述全波信號進行上行波信號、下行波信號分離；

下行波獲取單元，用于獲取所述下行波信號。

本申請提供的地震成像的處理方法及裝置，通過將第一檢波器進行上行波場和下行波場的分離，并利用所述第一檢波器的下行波場與所述第二檢波器的全波場進行相關計算，生成以第一檢波器為新震源的重構波場。所述重構波場可以減少地震干涉測量中的干擾項，避免全波場地震干涉測量處理所帶來的干擾，實現精準的波場重構。在實際的地震成像應用中，利用本申請提供的地震成像的處理方法，可以消除重構波場中虛假同相軸，提高高陡構造體的成像精度。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明提供的地震成像處理方法的一種實施例的方法流程圖；

圖2是本發明提供的具有一個高陡構造體的VSP模型示意圖；

圖3是本發明提供的波場分離方法的一種實施例的方法流程圖；

圖4是本發明提供的計算相關信號方法的一種實施例的方法流程圖；

圖5是本申請實施例提供的地震成像處理裝置的一種實施例的模塊結構示意圖；

圖6是本申請實施例提供的波場重構單元的一種實施例的模塊結構示意圖；

圖7是本申請實施例提供的波場分離單元的一種實施例的模塊結構示意圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。

為了方便本領域技術人員理解本申請實施例提供的技術方案，下面先對技術方案實現的技術環境進行說明。

在VSP地震勘探中，一般是將震源位于地表，檢波器安置于井中，地震信號經過一次近地表就可以被檢波器接收，因此具有較高的勘探精度。然而，由于受觀測系統的約束，傳統VSP的成像范圍不僅有限，而且還面臨著靜校正和近地表速度建模等問題，對高陡構造的成像精度不高。將VSP波場轉換成SWP波場可以很好地解決上述問題。對于簡單的地質狀況，地震干涉測量的處理效果比較好，虛假同向軸偏少，資料品質高。然而對于高陡復雜區，地震干涉測量處理后的波場虛假同向軸的數量明顯增多。

本申請提供的地震成像處理方法可以減少重構波場中的虛假同相軸等干擾。

圖1是本申請提供的地震成像處理方法的一種實施例的方法流程圖，如圖1所示，所述方法可以包括：

S1：在激發井中設置第一檢波器和第二檢波器，所述第一檢波器位于所述第二檢波器的上方，所述激發井的預設范圍內包括至少一個高陡構造體。

在地震勘探中，高陡構造體往往難以成像，本實施例中的所述高陡構造體諸如斷層、鹽丘等構造體。在本申請的一個實施例中，所述高陡構造體可以包括傾斜度大于預設閾值的斷層構造體，本實施例方法中，當所述斷層構造體的傾斜度小于預設閾值時，激發井中的檢波器可能接收不到從所述斷層構造體反射過來的反射波。當所述斷層構造體的傾斜度越大時，成像越準確(具體在下文說明)。例如，所述預設閾值可以不小于60度。

對于高陡復雜區，往往包括多個高陡構造體，那么，由所述多個高陡構造體產生的波場也將復雜許多。本實施例中，所述激發井的預設范圍內可以包括至少一個高陡構造體。此外，還可以在激發井中設置第一檢波器和第二檢波器，其中，所述第一檢波器位于所述第二檢波器的上方。所述第一檢波器、所述第二檢波器可以用于記錄檢波器所在位置處的波場，以用于后續的計算，生成所述相關信號。

S2：獲取所述第一檢波器接收到的下行波信號、所述第二檢波器接收到的全波信號，所述全波信號中包括來自所述至少一個高陡構造體的反射波信號。

S3：計算所述下行波信號與所述全波信號的相關信號，將所述相關信號作為以所述第一檢波器為新震源的重構波場。

下面通過一個具體的場景對上述實施例方法進行說明。

如圖2所示的VSP模型，震源位于地表，均勻介質中存在一高陡構造體，構造體的傾角為θ₀，反射系數為r，構造體的邊界為吸收邊界。激發井設置于所述高陡構造體的預設位置處，所述激發井中放置有第一檢波器B、第二檢波器A，其中，檢波器B位于檢波器A的上方，檢波器A到高陡構造體的距離為d。以波場函數為格林函數舉例說明，由于頻率域內地震波場的傳播可以表示為：

式中，ρ為密度，W(ω)為震源子波，ω為圓頻率，k為波數，R為地震波傳播的距離。

若定義L_AS、L_BS為震源S到A、B兩個檢波器的距離，R_A、R_B分別為兩個反射點，那么，檢波器A、檢波器B的全波場可以分別表示為：

將頻率域內的檢波器A、B接收到的全波場進行地震干涉測量，得到兩個全波場的相關信號的表達式為：

其中，x為水平方向坐標軸，通過表達式(4)可以發現，兩個全波場相關信號的結果包含四項，分別為T₁、T₂、T₃、T₄，下面利用穩相解釋對每一項進行分析。

第一項T₁表示檢波器A、B接收到的直達波進行互相關的結果：

由穩相分析可知，積分表達式的主要貢獻取決于穩相點，當x滿足：

其中，x_A、x_B分別為檢波器A、檢波器B在坐標軸x上的值，即當檢波器A接收到的直達波場入射角與檢波器B接收到直達波場入射角相同時，存在穩相點。此時A、B兩波場直達波有一部分相互重合，互相關后相互重合的路徑抵消，得到的結果正好是以檢波器B作為新震源，檢波器A作為新的接收點接收到的直達波波場。分析表明，對于零偏移距VSP資料，存在穩相點，道集直達波波場互相關后可以準確重構新的直達波波場；對于非零偏移距VSP資料，不存在穩相點，道集直達波波場互相關后不能準確重構新的直達波場，會引入虛假同向軸。

第二項T₂表示檢波器A接收到的反射波與檢波器B接收到的直達波互相關：

當x滿足：

即當檢波器A接收到的反射波場入射角與檢波器B接收到的直達波場入射角相同時，存在穩相點。此時A、B兩點波場路徑一部分重合，互相關后相互重合的路徑抵消，正好是將檢波器B作為新震源，檢波器A接收到來自高陡構造體的反射波波場。

第三項T₃表示檢波器A接收到的直達波與檢波器B接收到的反射波互相關：

由穩相解釋可知，積分表達式的主要貢獻取決于穩相點，當x滿足：

即找到不到這樣的x，滿足當檢波器A接收到的直達波場入射角與檢波器B接收到反射波場入射角相同的情況，因此不存在穩相點。

第四項T₄表示檢波器A接收到的反射波與檢波器B接收到的反射波互相關：

由穩相解釋可知，積分表達式的主要貢獻取決于穩相點，當x滿足：

即找到不到這樣的x，滿足當檢波器A接收到的反射波場入射角與檢波器B接收到反射波場入射角相同的情況，因此不存在穩相點。

綜上所述，對于一層高陡構造體VSP模型，T₁、T₂存在穩相點，是地震干涉測量的主要貢獻項；T₁在穩相點附近可以準確重構直達波波場，T₂在穩相點附近可以準確重構反射波波場。T₃、T₄不存在穩相點，是地震干涉測量的干擾項；T₃不存在穩相點，理論上不會產生虛假同向軸，T₄不存在穩相點，會產生虛假同向軸，在地震成像處理過程中應盡量壓制T₄。

對于兩層高陡構造體VSP模型，檢波器A、B接收到的全波場可以分別表示為：

其中，G_dirA為檢波器A接收到的直達波，G_ref1A為檢波器A接收到的來自于第一個高陡構造體的反射波，G_ref2A為檢波器A接收到的來自于第二個高陡構造體的反射波，G_dirB為檢波器B接收到的直達波，G_ref1B為檢波器B接收到的來自于第一個高陡構造體的反射波，G_ref2B為檢波器B接收到的來自于第二個高陡構造體的反射波。

利用相同的方法，對頻率域內檢波器A、B的全波場進行地震干涉測量，可以得到兩個全波場的相關信號的表達式為：

對于兩層高陡構造體模型的全波場地震干涉測量，互相關表達式里面包括9項，經過與上述相同的穩相解釋分析，可以得到如下結論：

對于兩層高陡構造體模型的VSP模型，在式(15)中起貢獻項的是T₁、T₄、T₇，這三項可以分別準確地重構直達波、來自第一個高陡構造體的反射波、來自第二個高陡構造體的反射波。T₂、T₃、T₅、T₆、T₈、T₉是地震干涉測量的干擾項，在處理的過程中，應盡量壓制。一般地，VSP波場可以分為上行波場和下行波場，其中，下行波場可以包括直達波信號，上行波場可以包括反射波等信號。根據上述理論分析，可以發現，如果直接用兩個全波場進行地震干涉測量處理，干擾項比較多，容易引起虛假同向軸。對于存在n層高陡構造體的VSP模型，如果利用全波場進行地震干涉測量處理，起貢獻項的有n+1項，干擾項為n(n+1)項。可見隨著高陡構造體個數的增加，全波場的干擾項成二次關系增加。

基于此，在本申請實施例中，對于復雜的VSP，為減少干擾項的項數，可以對檢波器B進行上、下波場的分離，利用檢波器B的下行波(即直達波)與檢波器A的全波(即直達波和反射波)進行干涉處理，可以有效避免大部分干擾項，消除重構波場中虛假同相軸，實現精準的波場重構。

由于將所述下行波信號與所述全波信號進行地震干涉測量處理得到的相關信號可以視為以檢波器B作為新震源，檢波器A接收到的直達波波場或者反射波波場，因此，在本申請的一個實施例中，可以將所述相關信號作為以所述第一檢波器為新震源的重構波場。

如圖3所述，本申請還提供一種波場分離的方法，所述獲取所述第一檢波器接收到的下行波信號可以包括：

S31：獲取所述第一檢波器接收到的全波信號；

S32：對所述全波信號進行上行波信號、下行波信號分離；

S33：獲取所述下行波信號。

如圖4所述，本申請還提供一種計算相關信號的方法，所述計算所述下行波信號與所述全波信號的相關信號包括：

S41：分別獲取所述下行波信號、所述全波信號在頻率域的波場函數；

S42：計算所述全波信號在頻率域的波場函數與所述下行波信號在頻率域的波場函數的共軛函數的乘積，將所述乘積作為所述基準檢波器與所述第一檢波器的相關信號。

具體的計算公式可以參考公式(4)和公式(5)，在此不再贅述。

本申請提供的地震成像的處理方法，通過將第一檢波器進行上行波場和下行波場的分離，并利用所述第一檢波器的下行波場與所述第二檢波器的全波場進行相關計算，生成以第一檢波器為新震源的重構波場。所述重構波場可以減少地震干涉測量中的干擾項，避免全波場地震干涉測量處理所帶來的干擾，實現精準的波場重構。在實際的地震成像應用中，利用本申請提供的地震成像的處理方法，可以消除重構波場中虛假同相軸，提高高陡構造體的成像精度。

本發明另一方面還提供一種地震成像的處理裝置，圖5是本申請實施例提供的地震成像處理裝置的一種實施例的模塊結構示意圖，結合附圖5，該裝置50包括：

檢波器設置單元51，用于在激發井中設置第一檢波器和第二檢波器，所述第一檢波器位于所述第二檢波器的上方，所述激發井的預設范圍內包括至少一個高陡構造體；

波場分離單元52，用于獲取所述第一檢波器接收到的下行波信號、所述第二檢波器接收到的全波信號，所述全波信號中包括來自所述至少一個高陡構造體的反射波信號；

波場重構單元53，用于計算所述下行波信號與所述全波信號的相關信號，將所述相關信號作為以所述第一檢波器為新震源的重構波場。

本申請提供的地震成像的處理裝置，通過將第一檢波器進行上行波場和下行波場的分離，并利用所述第一檢波器的下行波場與所述第二檢波器的全波場進行相關計算，生成以第一檢波器為新震源的重構波場。所述重構波場可以減少地震干涉測量中的干擾項，避免全波場地震干涉測量處理所帶來的干擾，實現精準的波場重構。在實際的地震成像應用中，利用本申請提供的地震成像的處理方法，可以消除重構波場中虛假同相軸，提高高陡構造體的成像精度。

可選的，在本申請的一個實施例中，如圖6所示，所述波場重構單元53可以包括：

波場函數構建單元61，用于分別獲取所述下行波信號、所述全波信號在頻率域的波場函數；

相關信號計算單元62，用于計算所述全波信號在頻率域的波場函數與所述下行波信號在頻率域的波場函數的共軛函數的乘積，將所述乘積作為所述基準檢波器與所述第一檢波器的相關信號。

可選的，在本申請的一個實施例中，所述波場函數包括格林函數。

可選的，在本申請的一個實施例中，所述高陡構造體包括傾斜度大于預設閾值的斷層構造體。

可選的，在本申請的一個實施例中，如圖7所示，所述波場分離單元52可以包括：

全波信號獲取單元71，用于獲取所述第一檢波器接收到的全波信號；

信號分離單元72，用于對所述全波信號進行上行波信號、下行波信號分離；

下行波獲取單元73，用于獲取所述下行波信號。

本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。尤其，對于系統實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。

雖然通過實施例描繪了本申請，本領域普通技術人員知道，本申請有許多變形和變化而不脫離本申請的精神，希望所附的權利要求包括這些變形和變化而不脫離本申請的精神。

本申請中各個實施例所涉及的上述描述僅是本申請中的一些實施例中的應用，在某些方法的基礎上略加修改后的實施方式也可以實行上述本申請各實施例的方案。當然，在符合本申請上述各實施例的中所述的處理方法步驟的其他無創造性的變形，仍然可以實現相同的申請，在此不再贅述。

雖然本申請提供了如實施例或流程圖所述的方法操作步驟，但基于常規或者無創造性的勞動可以包括更多或者更少的操作步驟。實施例中列舉的步驟順序僅僅為眾多步驟執行順序中的一種方式，不代表唯一的執行順序。在實際中的裝置或客戶端產品執行時，可以按照實施例或者附圖所示的方法順序執行或者并行執行(例如并行處理器或者多線程處理的環境)。

上述實施例闡明的裝置或單元，具體可以由計算機芯片或實體實現，或者由具有某種功能的產品來實現。為了描述的方便，描述以上裝置時以功能分為各種單元分別描述。在實施本申請時可以把各模塊的功能在同一個或多個軟件和/或硬件中實現。當然，也可以將實現某功能的單元由多個子模塊或子單元組合實現。

本申請中所述的方法、裝置或單元可以以計算機可讀程序代碼方式實現控制器按任何適當的方式實現，例如，控制器可以采取例如微處理器或處理器以及存儲可由該(微)處理器執行的計算機可讀程序代碼(例如軟件或固件)的計算機可讀介質、邏輯門、開關、專用集成電路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可編程邏輯控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320，存儲器控制器還可以被實現為存儲器的控制邏輯的一部分。本領域技術人員也知道，除了以純計算機可讀程序代碼方式實現控制器以外，完全可以通過將方法步驟進行邏輯編程來使得控制器以邏輯門、開關、專用集成電路、可編程邏輯控制器和嵌入微控制器等的形式來實現相同功能。因此這種控制器可以被認為是一種硬件部件，而對其內部包括的用于實現各種功能的裝置也可以視為硬件部件內的結構。或者甚至，可以將用于實現各種功能的裝置視為既可以是實現方法的軟件模塊又可以是硬件部件內的結構。

本申請所述裝置中的部分模塊可以在由計算機執行的計算機可執行指令的一般上下文中描述，例如程序模塊。一般地，程序模塊包括執行特定任務或實現特定抽象數據類型的例程、程序、對象、組件、數據結構、類等等。也可以在分布式計算環境中實踐本申請，在這些分布式計算環境中，由通過通信網絡而被連接的遠程處理設備來執行任務。在分布式計算環境中，程序模塊可以位于包括存儲設備在內的本地和遠程計算機存儲介質中。

通過以上的實施方式的描述可知，本領域的技術人員可以清楚地了解到本申請可借助軟件加必需的硬件的方式來實現。基于這樣的理解，本申請的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分可以以軟件產品的形式體現出來，也可以通過數據遷移的實施過程中體現出來。該計算機軟件產品可以存儲在存儲介質中，如ROM/RAM、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，移動終端，服務器，或者網絡設備等)執行本申請各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。

本說明書中的各個實施例采用遞進的方式描述，各個實施例之間相同或相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。本申請的全部或者部分可用于眾多通用或專用的計算機系統環境或配置中。例如：個人計算機、服務器計算機、手持設備或便攜式設備、平板型設備、移動通信終端、多處理器系統、基于微處理器的系統、可編程的電子設備、網絡PC、小型計算機、大型計算機、包括以上任何系統或設備的分布式計算環境等等。

雖然通過實施例描繪了本申請，本領域普通技術人員知道，本申請有許多變形和變化而不脫離本申請的精神，希望所附的權利要求包括這些變形和變化而不脫離本申請的精神。