CN102914796B - 一种基于高斯束的获取纵横波偏移速度的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种基于高斯束的获取纵横波偏移速度的控制方法，包括：根据地震波型记录，通过高斯束方式构造格林函数，根据构造后的格林函数通过局部倾斜叠加将束中心点附近范围内的地震记录分解为不同出射方向的局部平面波进行波场延拓成像；通过高斯束叠前深度偏移方式从所得图像中分别提取纵波和转换横波共成像点道集；根据共成像点道集拉平准则对提取的纵波和转换横波共成像点道集中纵波和横波的偏移速度进行更新，完成获取纵横波偏移速度。本发明解决了当前传统的方法中存在计算效率低或者速度分析结果准确性较差的问题。

Description

一种基于高斯束的获取纵横波偏移速度的控制方法

技术领域

本发明涉及地震分析领域，尤其涉及一种基于高斯束的获取纵横波偏移速度的控制方法。

背景技术

地震资料偏移成像技术是地震数据处理中关键技术之一，叠前深度偏移是解决地下复杂地质构造精确成像的有效手段。高质量的偏移成像不仅取决于优秀的偏移算法，关键取决于准确的偏移速度模型。因此，在研究叠前深度偏移方法的同时，偏移速度建模的研究已成为偏移成像领域的重要课题。偏移速度分析方法利用叠前深度偏移对速度的高度敏感性建立速度更新的准则，根据偏移成像结果对速度模型进行迭代更新。

传统的地震波偏移中只用到纵P波资料，浪费了原始地震数据中横S波信号。为了充分利用地震记录上的多波信息，当前对多分量叠前偏移成像方法做了不少研究，不仅可以获得P波资料的偏移剖面，同时对转换S波资料进行成像。目前研究较多的深度偏移方法主要有波动方程法和Kirchhoff积分方法，偏移速度分析的研究也主要基于这两类偏移算法。当前的基于波动方程偏移的角度域共成像点道集的偏移速度分析，虽然基于波动方程偏移的速度分析精度较高，但计算效率比较低。Kirchhoff方法偏移速度分析过程中不需要输出每一个CIG道集，计算速度快，但由于Kirchhoff偏移存在多值走时问题，共成像点道集存在运动学和动力学上的假象，影响速度分析结果，成像准确性较差。

在地震学领域，高斯射线束法最早应用于地震波场的正演模拟，而后将高斯束方法应用于叠后和基于共偏移距道集的叠前深度偏移；如何基于高斯束实现获取纵横波偏移速度，解决当前方法中存在计算效率低或者速度分析结果准确性较差的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于高斯束的获取纵横波偏移速度的控制方法，解决了当前传统的方法中存在计算效率低或者速度分析结果准确性较差的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于高斯束的获取纵横波偏移速度的控制方法，包括：

根据地震波型记录，通过高斯束方式构造格林函数，根据构造后的格林函数通过局部倾斜叠加将束中心点附近范围内的地震记录分解为不同出射方向的局部平面波进行波场延拓成像；

通过高斯束叠前深度偏移方式从所得图像中分别提取纵波和转换横波共成像点道集；根据共成像点道集拉平准则对提取的纵波和转换横波共成像点道集中纵波和横波的偏移速度进行更新，完成获取纵横波偏移速度。

与现有技术相比，应用本发明，解决了当前传统的方法中存在计算效率低或者速度分析结果准确性较差的问题。本发明针对不同的波型记录，通过高斯束构造格林函数，避免了波场计算的多值走时问题；通过局部倾斜叠加将束中心点附近一定范围内的地震记录分解为不同出射方向的局部平面波进行波场延拓成像，不仅提高了偏移的计算效率，而且使高斯束偏移方法具有很好的方向性；采用高斯束偏移方法对多波地震数据进行偏移速度分析，利用高斯束叠前深度偏移抽取纵波和转换波偏移距域共成像点道集，有效的避免了共成像点道集假象问题；根据共成像点道集拉平准则，分别对纵波和横波速度进行更新，当两分量地震数据成像深度不一致时，对纵波和转换波成像剖面进行深度匹配，完成高精度的纵横波偏移速度分析。

附图说明

图1是高斯束波场能量分布示意图；

图2是高斯束表示格林函数示意图；

图3是局部倾斜叠加数值分析示意图，其中（a）速度模型示意图；（b）近偏移距一道数据的高斯束深度偏移示意图；（c）局部倾斜叠加后束中心的高斯束深度偏移示意图；

图4是洼陷模型偏移距域共成像点道集示意图，其中（a）洼陷速度模型示意图；（b）偏移距为1000m的共偏移距道集示意图；（c）速度准确时偏移距域共成像点道集示意图；（d）速度偏大时偏移距域共成像点道集示意图；（e）速度偏小时偏移距域共成像点道集示意图；

图5是纵波传播路径示意图；

图6是本发明基于高斯束的获取纵横波偏移速度的控制方法的流程图；

图7是水平模型示意图；

图8是纵波速度更新过程共成像点道集及相干谱示意图；其中（a）初始纵波速度形成的共成像点道集及相干谱示意图；（b）第一层速度更新之后形成的共成像点道集及相干谱示意图；（c）速度更新完成之后形成的共成像点道集及相干谱示意图；

图9是转换横波速度更新过程共成像点道集及相干谱示意图；其中（a）初始横波速度形成的共成像点道集及相干谱示意图；（b）第一层速度更新之后形成的共成像点道集及相干谱示意图；（c）速度更新完成之后形成的共成像点道集及相干谱示意图；

图10是高斯束偏移叠加剖面示意图；

图11是起伏模型示意图；

图12是多波偏移速度分析示意图；其中（a）纵波初始速度偏移抽取的共成像点道集示意图；（b）转换波初始速度偏移抽取的共成像点道集示意图；（c）更新后纵波速度偏移抽取的共成像点道集示意图；（d）更新后转换波偏移抽取的共成像点道集示意图；（e）纵波高斯束偏移剖面示意图；（f）转换波高斯束偏移剖面示意图。

具体实施方式

高斯束法偏移不仅具有接近于波动方程偏移方法的成像精度，而且保留了Kirchhoff积分方法高效、灵活的优点，有效解决了多值走时问题。

本发明基于高斯束，提出了适用于多波的共偏移距域高斯束叠前深度偏移速度分析方法。针对不同的波型记录，给出了适用的高斯束叠前深度偏移方法原理，利用高斯束构造格林函数，避免了波场计算的多值走时问题；其次通过局部倾斜叠加将束中心点附近一定范围内的地震记录分解为不同出射方向的局部平面波进行波场延拓成像，不仅提高了偏移的计算效率，而且使高斯束偏移方法具有很好的方向性；最后，采用高斯束偏移方法对多波地震数据进行偏移速度分析，利用高斯束叠前深度偏移抽取纵波和转换波偏移距域共成像点道集，有效的避免了共成像点道集假象问题；根据共成像点道集拉平准则，分别对纵波和横波速度进行更新，当两分量地震数据成像深度不一致时，对纵波和转换波成像剖面进行深度匹配，完成高精度的纵横波偏移速度分析。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

高斯束方法将波动方程与射线理论相结合，在射线中心坐标系下求解波动方程。二维各向同性介质中，在中心射线坐标系下高斯束频率域的表达式，如下所示：

$u(s,n,\mathrm{\ω})={\left[\frac{V\left(s\right)}{q\left(s\right)}\right]}^{\frac{1}{2}}\exp [\mathrm{i\ω\τ}\left(s\right)+\frac{\mathrm{i\ω}}{2}\frac{p\left(s\right)}{q\left(s\right)}{n}^2]---\left(1\right)$

式中，u(s,n,ω)表示空间任一点(s,n)的波场位移，单位米（m），其中n表示该点到中心射线的距离，单位米（m），s为该点在中心射线上的投影到射线原点的距离，单位米（m），ω为角频率，单位弧度/秒（rad/s），

为沿中心射线的旅行时，单位秒（s），V(s)表示沿中心射线方向的速度，单位米/秒（m/s），p(s)和q(s)为动力学射线追踪方程组的复数解，它们决定了高斯束的分布状态，表征了高频地震波场沿射线传播的动力学特征。对于P波和S波，高斯束表达式具有完全相同的形式，不同的仅是需要代入不同的速度。

与传统的射线方法不同，高斯束方法不仅在中心射线上有波场能量，而且可以计算射线周围的波场值。如图1所示，采用高斯束方法模拟一条中心射线Ω周围的瞬时波场值，在均匀介质中从O点出射中心射线Ω，波在沿射线方向传播过程中，波场能量分布在中心射线Ω附近，随着到中心射线垂直距离的增加，波场能量逐渐减小。

在高斯束偏移方法中，二维格林函数G_2D(x,x₀,ω)是通过一系列由源点出射的，具有不同出射角θ的二维高斯束叠加积分来表示的。

如图2所示，从源点x₀=(x₀,0)处以不同的角度出射中心射线束，每条中心束附近波场值用高斯束方法求取，地下介质中x＝(x,z)点波场值由与其临近的多条高斯束叠加而得，则采用高斯束方式表示格林函数公式为：

G_2D(x,x₀,ω)=Φ∫u(x,x₀,p,ω)dθ    （2）

式中，p=(p_x,p_z)为高斯束中心射线的射线参数矢量，x₀和x分别为源点和地下介质中计算点位置，u(x,x₀,p,ω)为高斯束方法求取的波场位移，单位米（m），由于纵波和横波的高斯束表达式相同，可以得出利用高斯束表示纵波和横波的格林函数具有相同的表达形式，Φ为上述叠加积分公式的初始振幅系数，无量纲，下面给出了Φ的具体求解过程。

用p_x和p_z分别表示射线参数水平和垂直分量，则可以得到

并将Φ代入式（2）中，从而得到格林函数的最终表达式为

$G_{2D}(x,x_0,\mathrm{\ω})=\frac{i}{2}\∫u_{\mathrm{GB}}(x,x_0,p,\mathrm{\ω})\frac{{\mathrm{dp}}_x}{p_z}---\left(3\right)$

其中

u_GB(x,x₀,p,ω)＝Aexp(iωT)    （4）

对于（4）式，A,T分别表示高斯束的复值振幅和旅行时，且

$\left\{\begin{array}{c}A=\sqrt{\frac{V\left(s\right)q\left(s_0\right)}{V\left(s_0\right)q\left(s\right)}}\\ T=\mathrm{\τ}\left(s\right)+\frac{n^2}{2}\frac{p\left(s\right)}{q\left(s\right)}\end{array}\right.---\left(5\right)$

高斯束构造的格林函数由多条中心射线附近有限区域的局部波场叠加得到，利用不同的波束叠加可以解决多值走时问题。求解动力学射线追踪方程组过程中采用Hill所给定的初始值，可以保证高斯束是正则的，因而由高斯束所表示的格林函数也是处处正则的，避免了复杂构造下的焦散问题。

多波高斯束叠前偏移：高斯束叠前偏移成像是由震源正向延拓的波场与接收点反向延拓波场的互相关获得。在二维各向同性介质中，假设x_s=(x_s,0)和x_r=(x_r,0)分别为震源和接收点位置矢量。根据共偏移距域高斯束叠前偏移公式，本申请分别给出PP波和PS波共偏移距域高斯束叠前偏移公式为：

$I^{\mathrm{PP}}\left(x\right)=-\frac{2}{\mathrm{\π}}\∫\mathrm{d\ω}\∫{\mathrm{dx}}_h{\∫\mathrm{dx}}_m\frac{{\∂G}^{P*}(x,x_s,\mathrm{\ω})}{{\∂z}_s}\frac{{\∂G}^{P*}(x,x_r,\mathrm{\ω})}{{\∂z}_r}{u}^{\mathrm{PP}}(x_h,x_m,\mathrm{\ω})---\left(6\right)$

$I^{\mathrm{PS}}\left(x\right)=-\frac{2}{\mathrm{\π}}\∫\mathrm{d\ω}\∫{\mathrm{dx}}_h\∫{\mathrm{dx}}_m\frac{{\∂G}^{P*}(x,x_s,\mathrm{\ω})}{{\∂z}_s}\frac{{\∂G}^{S*}(x,x_r,\mathrm{\ω})}{{\∂z}_r}{u}^{\mathrm{PS}}(x_h,x_m,\mathrm{\ω})---\left(7\right)$

式中，I^PP(x)和I^PS(x)分别为PP波和转换PS波对应的地下x=(x,z)处最终的成像值，单位米（m），ω为角频率，单位弧度/秒（rad/s），*表示共轭复数，u^PP(x_h,x_m,ω)和u^PS(x_h,x_m,ω)分别为PP波和PS波在半偏移距为x_h=(x_h,0)，中心点为x_m=(x_m,0)处的地震记录频谱，G^P(x,x_s,ω)是从震源出射对应的纵波格林函数，G^P(x,x_r,ω)和G^S(x,x_r,ω)为接收点出射，分别对应纵波和横波的格林函数。

在共偏移距道集上确定束中心点位置L_m=(L_m,0)，根据震源、接收点与中心点、半偏移距之间的关系x_m=x_r-x_h=x_s+x_h，将束中心点L_m临近的震源、接收点格林函数分别用L_m-x_h、L_m+x_h处出射的高斯束近似表示

$G(x,x_s,\mathrm{\ω})\≈\frac{i}{2}\∫\frac{{\mathrm{dp}}_{\mathrm{sx}}}{p_{\mathrm{sz}}}{u}_{\mathrm{GB}}(x,L_m-x_h,p_s,\mathrm{\ω})\exp [-{\mathrm{i\ωp}}_{\mathrm{sx}}(x_m-L_m)]---\left(8\right)$

$G(x,x_r,\mathrm{\ω})\≈\frac{i}{2}\∫\frac{{\mathrm{dp}}_{\mathrm{rx}}}{p_{\mathrm{rz}}}{u}_{\mathrm{GB}}(x,L_m+x_h,p_r,\mathrm{\ω})\exp [-{\mathrm{i\ωp}}_{\mathrm{rx}}(x_m-L_m)]---\left(9\right)$

式中，p_s=(p_sx,p_sz)和p_r=(p_rx,p_rz)分别为震源和接收点射线参数矢量，u_GB(x,x₀,p,ω)为高斯束频率域的表达。

将纵横波对应的格林函数表达式分别代入（6）和（7）式，则PP波和PS波对应的共偏移距域高斯束叠前深度偏移公式可以写成

$I^{\mathrm{PP}}\left(x\right)=C^{\mathrm{PP}}\∫{\mathrm{dx}}_h\underset{L_m}{\mathrm{\Σ}}{\∫\mathrm{d\ωD}}^{\mathrm{PP}}(L_m,p_m^{\mathrm{PP}},\mathrm{\ω})$

$\×{\∫\mathrm{dp}}_{\mathrm{mx}}^{\mathrm{PP}}{\∫\mathrm{dp}}_{\mathrm{hx}}^{\mathrm{PP}}{\stackrel{\‾}{A}}^{\mathrm{PP}}(x,p_m^{\mathrm{PP}},p_h^{\mathrm{PP}})\exp [-\mathrm{i\ω}{\stackrel{\‾}{T}}^{\mathrm{PP}}(x,p_m^{\mathrm{PP}},p_h^{\mathrm{PP}})]$

(10)

$I^{\mathrm{PS}}\left(x\right)=C^{\mathrm{PS}}{\∫\mathrm{dx}}_h\underset{L_m}{\mathrm{\Σ}}\∫{\mathrm{d\ωD}}^{\mathrm{PS}}(L_m,p_m^{\mathrm{PS}},\mathrm{\ω})$

$\×{\∫\mathrm{dp}}_{\mathrm{mx}}^{\mathrm{PS}}{\∫\mathrm{dp}}_{\mathrm{hx}}^{\mathrm{PS}}{\stackrel{\‾}{A}}^{\mathrm{PS}}(x,p_m^{\mathrm{PS}},p_h^{\mathrm{PS}})\exp [-\mathrm{i\ω}{\stackrel{\‾}{T}}^{\mathrm{PS}}(x,p_m^{\mathrm{PS}},p_h^{\mathrm{PS}})]$

(11)

式中，C^PP和C^PS为相应的常数，p_m和p_h分别为中心点和偏移距射线参数矢量，且对于PP波和PS波有

$p_m^{\mathrm{PP}}=p_s^P+p_r^P---\left(12\right)$

$p_m^{\mathrm{PS}}=p_s^P+p_r^S---\left(13\right)$

和

分别为PP波和PS波共偏移距道集经过局部倾斜叠加得到的局部平面波分量，局部倾斜叠加公式为

$D^{\mathrm{PP}}(L_m,p_m^{\mathrm{PP}},\mathrm{\ω})=\frac{1}{{4\mathrm{\π}}^2}{\left|\frac{\mathrm{\ω}}{{\mathrm{\ω}}_r}\right|}^3{\∫\mathrm{dx}}_m{u}^{\mathrm{PP}}(x_h,x_m,\mathrm{\ω})$

$\×\exp [-{\mathrm{i\ωP}}_{\mathrm{mx}}^{\mathrm{PP}}(x_m-L_m)-\frac{1}{2}|\frac{\mathrm{\ω}}{{\mathrm{\ω}}_r}\left|\frac{{|x_m-L_m|}^2}{L_0^2}\right]$

(14)

$D^{\mathrm{PS}}(L_m,p_m^{\mathrm{PS}},\mathrm{\ω})=\frac{1}{{4\mathrm{\π}}^2}{\left|\frac{\mathrm{\ω}}{{\mathrm{\ω}}_r}\right|}^3{\∫\mathrm{dx}}_m{u}^{\mathrm{PS}}(x_h,x_m,\mathrm{\ω})$

$\×\exp [-{\mathrm{i\ωP}}_{\mathrm{mx}}^{\mathrm{PS}}(x_m-L_m)-\frac{1}{2}|\frac{\mathrm{\ω}}{{\mathrm{\ω}}_r}\left|\frac{{|x_m-L_m|}^2}{L_0^2}\right]$

(15)

上式中，ω_r为参考频率，单位弧度/秒（rad/s），L₀表示高斯束的初始束宽，单位米（m），通过局部倾斜叠加可以有效的提高偏移计算效率。

共偏移距域高斯束叠前深度偏移公式（10）和（11）中，

和

是PP波震源和接收点出射的高斯束共同决定的复振幅值和旅行时，

和

为PS波震源和接收点出射高斯束共同决定的复值振幅和时间，对于共偏移距域高斯束叠前偏移有

${\stackrel{\‾}{T}}^{\mathrm{PP}}(x,p_m^{\mathrm{PP}},p_h^{\mathrm{PP}})=T_{L_m-x_h}^P(x,p_s^P)+T_{L_m+x_h}^P(x,p_r^P)---\left(16\right)$

${\stackrel{\‾}{T}}^{\mathrm{PS}}(x,p_m^{\mathrm{PS}},p_h^{\mathrm{PS}})=T_{L_m-x_h}^P(x,p_s^P)+T_{L_m+x_h}^S(x,p_r^S)---\left(17\right)$

对于PP波偏移，束中心L_m临近的震源和接收点均以纵波延拓计算高斯束的复值时间

和

针对PS波波场信息，震源以纵波进行高斯束波场延拓求取复值时间

而接收点以横波求取高斯束复值时间

相对于P波地震记录，PS波地震记录存在极性反转现象，直接对其进行偏移将严重地影响偏移效果，因此，应根据转换波记录极性特征在偏移过程中对其进行极性校正。

局部倾斜叠加：地震记录的局部倾斜叠加是高斯束偏移方法的核心算法之一，将每个束中心点附近一定窗口范围内的道集通过局部倾斜叠加分解为不同出射方向的局部平面波进行波场延拓成像，不仅减少了偏移计算的道集数，明显的提高偏移的计算效率，而且使高斯束偏移成像方法具有很好的方向性，对地下复杂地质构造具有更好的成像效果。

建立如图3（a）所示的速度模型，模型从上到下前两层为水平界面，中间两层为倾角不同的倾斜界面，最后一层为水平界面。将炮点置于模型中间，采用中间放炮的方式获取单炮地震记录。首先针对地震记录不进行局部倾斜叠加，对近偏移距一道记录数据进行高斯束叠前偏移成像，如图3（b）所示，一道数据的偏移在高斯束出射角度范围内所有方向上都具有相同的能量分配，类似于Kirchhoff叠前偏移方法单道数据的成像结果。以该道数据为中心，将一定范围内与其临近的地震记录进行局部倾斜叠加，将波场分解为不同出射方向的局部平面波，通过束中心点出射的高斯束进行波场延拓成像，得到近炮点一个束中心点的高斯束深度偏移结果，如图3（c）所示，通过局部倾斜叠加高斯束偏移对地下构造成像具有很好的方向性，从图中可以看到，不管是水平界面还是倾斜界面，成像能量都只集中在反射界面附近。

共成像点道集:高斯束法偏移抽取共成像点道集首先从共炮点道集记录中抽取出共偏移距道集记录，然后基于共偏移距域进行高斯束叠前深度偏移，得到每一个共偏移距道集记录的偏移结果，最后抽出炮检距域共成像点道集。

其中共成像点道集反映的是地下同一深度，如果偏移速度准确，则共成像点道集应该是拉平的。

对于图4（a）所示的洼陷模型，对其合成的地震记录并抽取共偏移距道集记录，利用高斯束法叠前深度偏移抽取偏移距域共成像点道集。图4（b）表示抽取的偏移距为1000m的共偏移距道集，图4（c），（d），（e）分别为准确速度，速度偏大10%，速度偏小10%时，CDP为320处的偏移距域共成像点道集，从图中可以看到当速度准确时，共成像点道集同相轴是拉平的，当速度偏大或偏小时，共成像点道集同相轴分别显示出下弯和上翘的趋势。可以看到，当偏移速度有误差时，共成像点道集的同相轴的曲率会有变化，即共成像点道集的曲率包含了速度的信息，因此利用共成像点道集可以进行速度分析。

下面对多波速度分析方法及流程进行说明。

剩余曲率法速度分析判别准则为共成像点道集拉平准则，而基于高斯束叠前偏移的多波偏移速度分析同时得到纵波偏移剖面和转换横波偏移剖面，在速度模型准确时，两者的成像深度理论上应该一致，因此对于多波偏移速度分析应满足反射纵波和转换横波成像深度一致性原则。

速度更新方程：剩余曲率法偏移速度分析是利用共成像点道集存在的剩余曲率来更新偏移速度场，其关键在于建立剩余曲率与偏移速度的关系。

对于纵波传播路径如图5所示，假设偏移成像点与真实反射点位置在横向上的偏差忽略不计，设半偏移距为h，单位米（m），介质真实速度为v_t，单位米/秒（m/s），偏移速度为v_m，单位米/秒（m/s）。则不同偏移距的成像深度为

$z_{\left(h\right)}^2=\frac{v_m^2}{4}{t}_{(z,h)}^2-h^2---\left(18\right)$

地震波真实的双程旅行时可以表示为

$t_{(z,h)}^2=t_{(z,0)}^2+\frac{{4h}^2}{{v_t}^2}$

（19）

式中t_(z，0)表示地震波自激自收时间，单位秒（s），将上式代入（11）式中可以得到

$z_{\left(h\right)}^2=\frac{v_m^2}{4}{t}_{(z,0)}^2+(\frac{v_m^2}{v_t^2}-1)h^2---\left(20\right)$

因此可以得出成像深度与偏移速度误差满足如下关系式

$\left\{\begin{array}{c}{z}_{\left(h\right)}^2=z_{\left(0\right)}^2+{\mathrm{rh}}^2\\ r=(\frac{v_m^2}{v_t^2}-1)\end{array}\right.---\left(21\right)$

式中z_(h)是某一深度点不同偏移距的深度，单位米（m），z₍₀₎是零偏移距时的深度，单位米（m），r是偏移距域共成像点道集的剩余曲率，无量纲，反映偏移速度与准确速度的误差。对于地层倾斜的情况，共成像点道集同相轴的成像深度与偏移速度之间的关系也近似满足双曲线关系。

转换波等效为c波，通过速度分析得到c波速度，再转化为横波速度，成像深度与偏移速度误差满足（21）式，且

$r=\frac{v_{\mathrm{ps},m}^2}{v_{\mathrm{ps},t}^2}-1---\left(22\right)$

当对Z分量地震数据进行偏移速度分析时，v_m为纵波的偏移速度，单位米/秒（m/s）；当对X分量地震数据进行偏移速度分析时，v_m为等效c波的偏移速度，单位米/秒（m/s），转换公式为

共成像点道集中同相轴是否拉平在肉眼上很难准确判断，因此通常变换到相干谱域，在相干谱中根据能量团的位置来判断共成像点道集是否拉平。通过拾取相干谱上的剩余速度值来进行速度更新。本发明采用层剥离法进行基于层位的垂直速度更新，将剩余深度转换为相应位置速度模型的修正量。拾取目标地质层位上的共成像点道集上的剩余速度值，用此值更新当前地质层位上的层速度。层剥离法速度更新采用从上到下逐层更新，一次速度更新只更新当前层，并假定上覆层速度已准确，速度模型建立更稳定。

深度匹配方法：当偏移速度准确时，偏移距域共成像点道集同相轴会拉平并且反射纵波和转换横波在同一地质层位同一位置对应的深度也是一致的。由于纵横波偏移速度场是分开建模的，两分量偏移剖面局部深度可能出现不一致的情况，这时要调整速度模型进行层位匹配。纵波地震资料信噪比较高，纵波偏移速度建模不依赖于横波速度，因此纵波偏移速度模型精度一般高于横波偏移速度模型，所以在层位匹配时，按如下公式调整横波速度模型使两分量成像剖面深度一致：

v_sc=z_c/(z_i/v_si-Δz/v_p)，Δz=z_c-z_i    （24）

其中z_c为P波偏移剖面上当前层的厚度，单位米（m），认为是准确的层深度，z_i是转换波偏移剖面上当前层的厚度，单位米（m），认为是不准确的层厚度，Δz为深度误差，单位米（m），v_p是当前层的P波速度，单位米/秒（m/s），v_si是当前层的S波偏移速度，单位米/秒（m/s），v_sc是当前层的准确S波速度，单位米/秒（m/s）。

偏移速度分析流程：多波偏移速度分析首先进行纵波偏移速度分析，建立纵波偏移速度场后，再利用高斯束叠前深度偏移对转换波地震数据进行叠前深度偏移，提取转换波偏移距域共成像点道集并进行速度分析以及横波偏移速度场的更新，获得横波偏移速度。

偏移速度分析流程如下：

（1）建立初始速度模型；（2）利用高斯束叠前深度偏移抽取偏移距域共成像点道集；（3）计算偏移距域共成像点道集速度谱，拾取剩余速度值；（4）利用剩余速度进行速度更新；（5）重复（2-4）步进行迭代速度分析直到速度准确。

当纵波和转换波成像深度不一致时，通过调整横波偏移速度进行深度匹配，得到准确的纵横波偏移速度信息。

图6是基于高斯束的获取纵横波偏移速度的控制方法的流程图，包括：

步骤601、根据地震波型记录，通过高斯束方式构造格林函数，根据构造后的格林函数通过局部倾斜叠加将束中心点附近范围内的地震记录分解为不同出射方向的局部平面波进行波场延拓成像；

所述根据地震波型记录，通过高斯束方式构造格林函数的步骤，包括：

根据地震波型记录从源点x₀＝(x₀,0)处以不同的角度出射中心射线束，地下介质中x＝(x，z)点波场值由与其临近的多条高斯束叠加而得，则通过以下方式构造格林函数G_2D(x,x₀,ω)=Φ∫u(x,x₀,p,ω)dθ；

其中，p=(p_x,p_z)为高斯束中心射线的射线参数矢量，x₀和x分别为源点和地下介质中计算点位置，u(x,x₀,p,ω)为波场位移，单位米（m），ω为角频率，单位弧度/秒（rad/s）;Φ为上述叠加积分公式的初始振幅系数，无量纲；p_x和p_z分别表示射线参数水平和垂直分量，

（这个公式的分母怎么没有显示）；θ表示出射角，单位弧度（rad）。

所述根据构造后的格林函数通过局部倾斜叠加将束中心点附近范围内的地震记录分解为不同出射方向的局部平面波进行波场延拓成像的步骤，包括：

根据构造后的格林函数通过如下在束中心进行波场反向延拓的高斯束叠前深度偏移公式得到PP波和转换PS波对应的地下x处最终的成像值I^PP(x)和I^PS(x)：

$I^{\mathrm{PP}}\left(x\right)=-\frac{2}{\mathrm{\π}}\∫\mathrm{d\ω}\∫{\mathrm{dx}}_h{\∫\mathrm{dx}}_m\frac{{\∂G}^{P*}(x,x_s,\mathrm{\ω})}{{\∂z}_s}\frac{{\∂G}^{P*}(x,x_r,\mathrm{\ω})}{{\∂z}_r}{u}^{\mathrm{PP}}(x_h,x_m,\mathrm{\ω}),$

$I^{\mathrm{PS}}\left(x\right)=-\frac{2}{\mathrm{\π}}\∫\mathrm{d\ω}\∫{\mathrm{dx}}_h\∫{\mathrm{dx}}_m\frac{{\∂G}^{P*}(x,x_s,\mathrm{\ω})}{{\∂z}_s}\frac{{\∂G}^{S*}(x,x_r,\mathrm{\ω})}{{\∂z}_r}{u}^{\mathrm{PS}}(x_h,x_m,\mathrm{\ω});$

其中，x_s=(x_s,0)和x_r=(x_r,0)分别为震源和接收点位置矢量，I^PP(x)和I^PS(x)分别为PP波和转换PS波对应的地下x＝(x,z)处最终的成像值，单位米（m），ω为角频率，单位弧度/秒（rad/s），*表示共轭复数，u^PP(x_h,x_m,ω)和u^PS(x_h,x_m,ω)分别为PP波和PS波在半偏移距为x_h=(x_h,0)，中心点为x_m=(x_m,0)处的地震记录频谱，G^P(x,x_s,ω)是从震源出射对应的纵波格林函数，G^P(x,x_r,ω)和G^S(x,x_r,ω)为接收点出射，分别对应纵波和横波的格林函数；

通过纵横波对应的格林函数，根据如下PP波和PS波对应的共偏移距域高斯束叠前深度偏移公式得到I^PP(x)和I^PS(x)，通过PP波和PS波共偏移距道集经过局部倾斜叠加得到的局部平面波分量，由束中心出射的高斯束向地下进行波场延拓成像：

$I^{\mathrm{PP}}\left(x\right)=C^{\mathrm{PP}}\∫{\mathrm{dx}}_h\underset{L_m}{\mathrm{\Σ}}{\∫\mathrm{d\ωD}}^{\mathrm{PP}}(L_m,p_m^{\mathrm{PP}},\mathrm{\ω})$

$\×{\∫\mathrm{dp}}_{\mathrm{mx}}^{\mathrm{PP}}{\∫\mathrm{dp}}_{\mathrm{hx}}^{\mathrm{PP}}{\stackrel{\‾}{A}}^{\mathrm{PP}}(x,p_m^{\mathrm{PP}},p_h^{\mathrm{PP}})\exp [-\mathrm{i\ω}{\stackrel{\‾}{T}}^{\mathrm{PP}}(x,p_m^{\mathrm{PP}},p_h^{\mathrm{PP}})],$

$I^{\mathrm{PS}}\left(x\right)=C^{\mathrm{PS}}{\∫\mathrm{dx}}_h\underset{L_m}{\mathrm{\Σ}}\∫{\mathrm{d\ωD}}^{\mathrm{PS}}(L_m,p_m^{\mathrm{PS}},\mathrm{\ω})$

$\×{\∫\mathrm{dp}}_{\mathrm{mx}}^{\mathrm{PS}}{\∫\mathrm{dp}}_{\mathrm{hx}}^{\mathrm{PS}}{\stackrel{\‾}{A}}^{\mathrm{PS}}(x,p_m^{\mathrm{PS}},p_h^{\mathrm{PS}})\exp [-\mathrm{i\ω}{\stackrel{\‾}{T}}^{\mathrm{PS}}(x,p_m^{\mathrm{PS}},p_h^{\mathrm{PS}})];$

其中，i表示虚数符号，C^PP和C^PS为相应的常数，p_m和p_h分别为中心点和偏移距射线参数矢量，且对于PP波和PS波有

$p_m^{\mathrm{PP}}=p_s^P+p_r^P,$

$p_m^{\mathrm{PS}}=p_s^P+p_r^S,$

其中，和

是PP波震源和接收点出射的高斯束共同决定的复振幅值和旅行时，

和为PS波震源和接收点出射高斯束共同决定的复值振幅和时间，对于共偏移距域高斯束叠前偏移有

${\stackrel{\‾}{T}}^{\mathrm{PP}}(x,p_m^{\mathrm{PP}},p_h^{\mathrm{PP}})=T_{L_m-x_h}^P(x,p_s^P)+T_{L_m+x_h}^P(x,p_r^P),$

${\stackrel{\‾}{T}}^{\mathrm{PS}}(x,p_m^{\mathrm{PS}},p_h^{\mathrm{PS}})=T_{L_m-x_h}^P(x,p_s^P)+T_{L_m+x_h}^S(x,p_r^S),$

对于PP波偏移，束中心L_m临近的震源和接收点均以纵波延拓计算高斯束的复值时间

和针对PS波波场信息，震源以纵波进行高斯束波场延拓求取复值时间

而接收点以横波求取高斯束复值时间

其中，

和

分别为PP波和PS波共偏移距道集经过局部倾斜叠加得到的局部平面波分量，其局部倾斜叠加公式为：

$D^{\mathrm{PP}}(L_m,p_m^{\mathrm{PP}},\mathrm{\ω})=\frac{1}{{4\mathrm{\π}}^2}{\left|\frac{\mathrm{\ω}}{{\mathrm{\ω}}_r}\right|}^3{\∫\mathrm{dx}}_m{u}^{\mathrm{PP}}(x_h,x_m,\mathrm{\ω})$

$\×\exp [-{\mathrm{i\ωP}}_{\mathrm{mx}}^{\mathrm{PP}}(x_m-L_m)-\frac{1}{2}|\frac{\mathrm{\ω}}{{\mathrm{\ω}}_r}\left|\frac{{|x_m-L_m|}^2}{L_0^2}\right],$

$D^{\mathrm{PS}}(L_m,p_m^{\mathrm{PS}},\mathrm{\ω})=\frac{1}{{4\mathrm{\π}}^2}{\left|\frac{\mathrm{\ω}}{{\mathrm{\ω}}_r}\right|}^3{\∫\mathrm{dx}}_m{u}^{\mathrm{PS}}(x_h,x_m,\mathrm{\ω})$

$\×\exp [-{\mathrm{i\ωP}}_{\mathrm{mx}}^{\mathrm{PS}}(x_m-L_m)-\frac{1}{2}|\frac{\mathrm{\ω}}{{\mathrm{\ω}}_r}\left|\frac{{|x_m-L_m|}^2}{L_0^2}\right],$

其中，i表示虚数符号，没有具体的含义；ω_r为参考频率，单位弧度/秒（rad/s），L₀表示高斯束的初始束宽，单位米（m），在共偏移距道集上确定束中心点位置L_m=(L_m,0)，震源、接收点与中心点、半偏移距之间的关系为x_m=x_r-x_h=x_s+x_h。

步骤602、通过高斯束叠前深度偏移方式从所得图像中分别提取纵波和转换横波共成像点道集；根据共成像点道集拉平准则对提取的纵波和转换横波共成像点道集中纵波和横波的偏移速度进行更新，完成获取纵横波偏移速度。

所述根据构造后的格林函数通过局部倾斜叠加将束中心点附近范围内的地震记录分解为不同出射方向的局部平面波进行波场延拓成像的步骤中，还包括：

判断若对PP波进行偏移，则在震源和检波点处出射的高斯束采用纵波速度进行波场计算得到图像；判断若对转换PS波进行偏移，在震源处以纵波速度出射高斯束进行波场延拓成像，检波点出射的高斯束利用横波速度向下波场延拓成像。

所述通过高斯束叠前深度偏移方式从所得图像中分别提取纵波和转换横波共成像点道集的步骤，包括：

从所得图像的共炮点道集记录中抽取出共偏移距道集记录后，基于共偏移距域进行高斯束叠前深度偏移，得到每一个共偏移距道集记录的偏移结果，最后提取纵波和转换横波共成像点道集。

所述根据共成像点道集拉平准则对提取的纵波和转换横波共成像点道集中纵波和横波的偏移速度进行更新的步骤，包括：

对于纵波传播路径，半偏移距为h，单位米（m），介质真实速度为v_t，单位米/秒（m/s），偏移速度为v_m，单位米/秒（m/s）。则根据下式得到不同偏移距的成像深度z_(h)，单位米（m）：

其中，地震波真实的双程旅行时

t_(z，0)表示地震波自激自收时间，单位秒（s），得出成像深度与偏移速度误差满足如下关系式：

$\left\{\begin{array}{c}{z}_{\left(h\right)}^2=z_{\left(0\right)}^2+{\mathrm{rh}}^2\\ r=(\frac{v_m^2}{v_t^2}-1)\end{array}\right.;$

其中z_(h)是某一深度点不同偏移距的深度，单位米（m），z₍₀₎是零偏移距时的深度，单位米（m），r是偏移距域共成像点道集的剩余曲率，无量纲，反映偏移速度与准确速度的误差；

根据得到的成像深度与偏移速度误差的关系，通过层剥离法进行基于层位的垂直速度更新，将剩余深度转换为相应位置速度模型的修正量，拾取目标地质层位上的共成像点道集上的剩余速度值，用此值更新当前地质层位上的层速度，其中偏移速度更新采用从上到下逐层更新，一次速度更新只更新当前层。

所述根据共成像点道集拉平准则对提取的纵波和转换横波共成像点道集中纵波和横波的偏移速度进行更新的步骤，还包括：

判断若纵横波偏移速度场两分量的偏移剖面局部深度出现不一致的情况，则对速度进行层位匹配，通过如下公式调整横波速度模型使两分量成像剖面深度一致，完成获取准确的纵横波偏移速度：

v_sc=z_c/(z_i/v_si-Δz/v_p)，Δz=z_c-z_i；

其中z_c为纵波偏移剖面上当前层的厚度，单位米（m），z_i是转换波偏移剖面上当前层的厚度，单位米（m），Δz为深度误差，单位米（m），v_p是当前层的纵波速度，单位米/秒（m/s），v_si是当前层的横波偏移速度，单位米/秒（m/s），v_sc是当前层的准确横波速度，单位米/秒（m/s）。

下面通过实例对本发明作进一步说明。

水平模型偏移速度分析：为了验证速度建模方法的有效性，建立一水平模型进行偏移速度分析，水平模型共三层水平界面，如图7采用有限差分方法模拟弹性波地震记录，正演记录共51炮，每炮201道接收，采样时间2.5s，采样间隔为1ms，炮点集中于模型中间位置，观测***为中间放炮两边接收。

偏移速度分析的具体过程采用层剥离的方式，由上至下一层一层地分析，以第201个CDP点的共成像点道集为例，说明本发明的速度更新过程。图8（a）表示利用初始纵波速度场进行高斯束叠前偏移抽取的纵波偏移距域共成像点道集以及对应的相干谱，相干谱的横坐标为剩余曲率值，纵坐标为深度。从图中可以看出共成像点道集同相轴向上弯曲，说明初始速度偏小。图8（b）为第一层速度更新完之后得到的共成像点道集和相干谱，从图中可以看到第一层对应的共成像点道集已拉平，相干谱中能量团集中到剩余曲率为零的位置，说明第一层速度更新完成。图8（c）为纵波速度全部更新完成之后形成的共成像点道集和相干谱，从图中可以看出，从浅层到深层共成像点道集均已拉平，相干谱中能量团均集中到剩余曲率为零的位置。

下面对转换波地震数据进行偏移速度分析，建立横波速度模型。图9（a）是初始横波速度高斯束叠前偏移形成的转换波共成像点道集以及相干谱，共成像点道集同相轴向上弯曲，说明横波速度偏小。图9（b）为第一层速度更新完之后得到的共成像点道集和相干谱，图9（c）为横波速度全部更新完成之后形成的共成像点道集和相干谱，从图中可以看出，通过对横波速度进行更新，共成像点道集同相轴均已拉平。

图10（a）和图10（b）分别为利用更新之后最终的纵波和转换波速度进行高斯束偏移获取的纵波偏移叠加剖面和转换横波偏移叠加剖面，从图中可以看到两个偏移剖面对应层位一致，且偏移成像结果与地质模型相同，成像准确，表明通过本速度分析方法获取的偏移速度准确。

起伏模型速度分析与偏移：为了验证本速度建模方法对复杂地质条件的有效性，建立一个弯曲模型进行偏移速度分析，如图11所示。采用弹性波有限差分法进行正演模拟，正演记录共73炮，每炮201检波点双边接收，道间距为10m，采样时间2.5s，采样间隔为1ms。下面以第281个CDP点的共成像点道集为例说明偏移速度分析的过程，图12表示利用本方法进行纵横波速度更新的过程以及相对应的最终成像剖面。其中图12（a）和图12（b）分别表示利用初始速度场进行高斯束叠前偏移抽取的纵横波偏移距域共成像点道集，同相轴上翘，说明初始速度偏小。利用本方法进行纵波和转换波速度迭代更新，获取最终的纵波和转换横波速度，进行偏移成像并分别抽取纵波和转换波偏移距域共成像点道集，如图12（c）和图12（d）所示，共成像点道集同相轴已拉平。图12（e）和图12（f）分别为利用更新之后最终的纵波和转换横波速度进行高斯束偏移得到的纵波偏移叠加剖面和转换波偏移叠加剖面，从图中可以看到两个偏移剖面均获得了较好的成像效果，弯曲界面归位准确，层位清晰，而且与地质模型层位一致，说明偏移速度比较准确。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种基于高斯束的获取纵横波偏移速度的控制方法，其特征在于，包括：

根据地震波型记录，通过高斯束方式构造格林函数，根据构造后的格林函数通过局部倾斜叠加将束中心点附近范围内的地震记录分解为不同出射方向的局部平面波进行波场延拓成像；

通过高斯束叠前深度偏移方式从所得图像中分别提取纵波和转换横波共成像点道集，其中包括：从所得图像的共炮点道集记录中抽取出共偏移距道集记录后，基于共偏移距域进行高斯束叠前深度偏移，得到每一个共偏移距道集记录的偏移结果，最后提取纵波和转换横波共成像点道集；根据共成像点道集拉平准则对提取的纵波和转换横波共成像点道集中纵波和横波的偏移速度进行更新，完成获取纵横波偏移速度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述根据地震波型记录，通过高斯束方式构造格林函数的步骤，包括：

根据地震波型记录从源点x₀＝(x₀,0)处以不同的角度出射中心射线束，地下介质中x＝(x,z)点波场值由与其临近的多条高斯束叠加而得，则通过以下方式构造格林函数G_2D(x,x₀,ω)＝Φ∫u(x,x₀,p,ω)dθ；

其中，p＝(p_x,p_z)为高斯束中心射线的射线参数矢量，x₀和x分别为源点和地下介质中计算点位置，u(x,x₀,p,ω)为波场位移，ω为角频率;Φ为上述叠加积分公式的初始振幅系数；p_x和p_z分别表示射线参数水平和垂直分量，θ表示出射角。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述根据构造后的格林函数通过局部倾斜叠加将束中心点附近范围内的地震记录分解为不同出射方向的局部平面波进行波场延拓成像的步骤，包括：

根据构造后的格林函数通过如下在束中心进行波场反向延拓的高斯束叠前深度偏移公式得到PP波和转换PS波对应的地下x处最终的成像值I^PP(x)和I^PS(x)：

$I^{\mathrm{PP}}\left(x\right)=-\frac{2}{\mathrm{\π}}\∫\mathrm{d\ω}\∫{\mathrm{dx}}_h\∫{\mathrm{dx}}_m\frac{{\∂G}^{P*}(x,x_s,\mathrm{\ω})}{\∂z_s}\frac{{\∂G}^{P*}(x,x_r,\mathrm{\ω})}{{\∂z}_r}{u}^{\mathrm{PP}}(x_h,x_m,\mathrm{\ω}),$

$I^{\mathrm{PS}}\left(x\right)=-\frac{2}{\mathrm{\π}}\∫\mathrm{d\ω}\∫{\mathrm{dx}}_h\∫{\mathrm{dx}}_m\frac{{\∂G}^{P*}(x,x_s,\mathrm{\ω})}{{\∂z}_s}\frac{{\∂G}^{S*}(x,x_r,\mathrm{\ω})}{{\∂z}_r}{u}^{\mathrm{PS}}(x_h,x_m\mathrm{\ω});$

其中，x_s＝(x_s,0)和x_r＝(x_r,0)分别为震源和接收点位置矢量，I^PP(x)和I^PS(x)分别为PP波和转换PS波对应的地下x＝(x,z)处最终的成像值，ω为角频率，*表示共轭复数，u^PP(x_h,x_m,ω)和u^PS(x_h,x_m,ω)分别为PP波和PS波在半偏移距为x_h＝(x_h,0)，中心点为x_m＝(x_m,0)处的地震记录频谱，G^P(x,x_s,ω)是从震源出射对应的纵波格林函数，G^P(x,x_r,ω)和G^S(x,x_r,ω)为接收点出射，分别对应纵波和横波的格林函数；

其中通过纵横波对应的格林函数，根据如下PP波和PS波对应的共偏移距域高斯束叠前深度偏移公式得到I^PP(x)和I^PS(x)，通过PP波和PS波共偏移距道集经过局部倾斜叠加得到的局部平面波分量，由束中心出射的高斯束向地下进行波场延拓成像：

$I^{\mathrm{PP}}\left(x\right)=C^{\mathrm{PP}}\∫{\mathrm{dx}}_h\underset{L_m}{\mathrm{\Σ}}\∫\mathrm{d\ω}{D}^{\mathrm{PP}}(L_m,p_m^{\mathrm{PP}},\mathrm{\ω})$

$\×\∫{\mathrm{dp}}_{\mathrm{mx}}^{\mathrm{PP}}\∫{\mathrm{dp}}_{\mathrm{hx}}^{\mathrm{PP}}{\stackrel{\‾}{A}}^{\mathrm{PP}}(x,p_m^{\mathrm{PP}},p_h^{\mathrm{PP}})\exp [-\mathrm{i\ω}{\stackrel{\‾}{T}}^{\mathrm{PP}}(x,p_m^{\mathrm{PP}},p_h^{\mathrm{PP}})],$

$I^{\mathrm{PS}}\left(x\right)=C^{\mathrm{PS}}\∫{\mathrm{dx}}_h\underset{L_m}{\mathrm{\Σ}}\∫\mathrm{d\ω}{D}^{\mathrm{PS}}(L_m,p_m^{\mathrm{PS}},\mathrm{\ω})$

$\×\∫{\mathrm{dp}}_{\mathrm{mx}}^{\mathrm{PS}}\∫{\mathrm{dp}}_{\mathrm{hx}}^{\mathrm{PS}}{\stackrel{\‾}{A}}^{\mathrm{PS}}(x,p_m^{\mathrm{PS}},p_h^{\mathrm{PS}})\exp [-\mathrm{i\ω}{\stackrel{\‾}{T}}^{\mathrm{PS}}(x,p_m^{\mathrm{PS}},p_h^{\mathrm{PS}})];$

其中，i表示虚数符号，C^PP和C^PS为相应的常数，p_m和p_h分别为中心点和偏移距射线参数矢量，且对于PP波和PS波有

$p_m^{\mathrm{PP}}=p_s^P+p_r^P$

$p_m^{\mathrm{PS}}=p_s^P+p_r^S,$

其中，

和是PP波震源和接收点出射的高斯束共同决定的复振幅值和旅行时，

和

为PS波震源和接收点出射高斯束共同决定的复值振幅和时间，对于共偏移距域高斯束叠前偏移有

${\stackrel{\‾}{T}}^{\mathrm{PP}}(x,p_m^{\mathrm{PP}},p_h^{\mathrm{PP}})=T_{L_m-x_h}^P(x,p_s^P)+T_{L_m+x_h}^P(x,p_r^P),$

${\stackrel{\‾}{T}}^{\mathrm{PS}}(x,p_m^{\mathrm{PS}},p_h^{\mathrm{PS}})=T_{L_m-x_h}^P(x,p_s^P)+T_{L_m+x_h}^S(x,p_r^S),$

对于PP波偏移，束中心L_m临近的震源和接收点均以纵波延拓计算高斯束的复值时间

和

针对PS波波场信息，震源以纵波进行高斯束波场延拓求取复值时间

而接收点以横波求取高斯束复值时间

其中，

和

分别为PP波和PS波共偏移距道集经过局部倾斜叠加得到的局部平面波分量，其局部倾斜叠加公式为：

$D^{\mathrm{PP}}(L_m,p_m^{\mathrm{PP}},\mathrm{\ω})=\frac{1}{{4\mathrm{\π}}^2}{\left|\frac{\mathrm{\ω}}{{\mathrm{\ω}}_r}\right|}^3\∫{\mathrm{dx}}_m{u}^{\mathrm{PP}}(x_h,x_m,\mathrm{\ω})$

$\×\exp [-\mathrm{i\ω}{P}_{\mathrm{mx}}^{\mathrm{PP}}(x_m-L_m)-\frac{1}{2}|\frac{\mathrm{\ω}}{{\mathrm{\ω}}_r}\left|\frac{{|x_m-L_m|}^2}{L_0^2}\right],$

$D^{\mathrm{PS}}(L_m,p_m^{\mathrm{PS}},\mathrm{\ω})=\frac{1}{{4\mathrm{\π}}^2}{\left|\frac{\mathrm{\ω}}{{\mathrm{\ω}}_r}\right|}^3\∫{\mathrm{dx}}_m{u}^{\mathrm{PS}}(x_h,x_m,\mathrm{\ω})$

$\×\exp [-\mathrm{i\ω}{P}_{\mathrm{mx}}^{\mathrm{PS}}(x_m-L_m)-\frac{1}{2}|\frac{\mathrm{\ω}}{{\mathrm{\ω}}_r}\left|\frac{{|x_m-L_m|}^2}{L_0^2}\right],$

其中，i表示虚数符号，ω_r为参考频率，L₀表示高斯束的初始束宽，在共偏移距道集上确定束中心点位置L_m＝(L_m,0)，震源、接收点与中心点、半偏移距之间的关系为x_m＝x_r-x_h＝x_s+x_h。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述根据共成像点道集拉平准则对提取的纵波和转换横波共成像点道集中纵波和横波的偏移速度进行更新的步骤，包括：

对于纵波传播路径，半偏移距为h，介质真实速度为v_t，偏移速度为v_m，则根据下式得到不同偏移距的成像深度z_(h)：

其中，地震波真实的双程旅行时

t_(z,0)表示地震波自激自收时间，

得出成像深度与偏移速度误差满足如下关系式：

$\left\{\begin{array}{c}{z}_{\left(h\right)}^2=z_{\left(0\right)}^2+{\mathrm{rh}}^2\\ r=\left(\frac{v_m^2-1}{v_t^2}\right)\end{array}\right.;$

其中z_(h)是某一深度点不同偏移距的深度，z₍₀₎是零偏移距时的深度，r是偏移距域共成像点道集的剩余曲率，反映偏移速度与准确速度的误差；

根据得到的成像深度与偏移速度误差的关系，通过层剥离法进行基于层位的垂直速度更新，将剩余深度转换为相应位置速度模型的修正量，拾取目标地质层位上的共成像点道集上的剩余速度值，用此值更新当前地质层位上的层速度，其中偏移速度更新采用从上到下逐层更新，一次速度更新只更新当前层。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述根据共成像点道集拉平准则对提取的纵波和转换横波共成像点道集中纵波和横波的偏移速度进行更新的步骤，还包括：

判断若纵横波偏移速度场两分量的偏移剖面局部深度出现不一致的情况，则对速度进行层位匹配，通过如下公式调整横波速度模型使两分量成像剖面深度一致，完成获取准确的纵横波偏移速度：

v_sc＝z_c/(z_i/v_si-Δz/v_p)，Δz＝z_c-z_i；

其中z_c为纵波偏移剖面上当前层的厚度，z_i是转换波偏移剖面上当前层的厚度，Δz为深度误差，v_p是当前层的纵波速度，v_si是当前层的横波偏移速度，v_sc是当前层的准确横波速度。

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