Способы моделирования геологической среды и построения сейсмических изображений с использованием итерационного и избирательного обновления

011519 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение, в целом, относится к способам моделирования геологической среды и построения сейсмических изображений и, в частности, к способам, предусматривающим использование миграции пучка для создания сейсмических изображений. Описание уровня техники Построение точных сейсмических изображений и соответствующих моделей геологической среды важно для принятия решений, касающихся разведки и эксплуатации залежей полезных ископаемых. Например, специалисты по наукам о Земле используют сейсмические изображения, чтобы определить, где разместить скважины в подземных областях, содержащих залежи углеводородов. Они также используют скоростные модели или модели геологической среды для создания моделей коллектора, пригодных для моделирования потоков коллекторных флюидов. Качество решений, принятых специалистами по наукам о Земле, в значительной степени зависит от качества сейсмических изображений и моделей геологической среды. Качество модели геологической среды и качество соответствующего сейсмического изображения взаимосвязаны. Модель геологической среды обычно состоит из сотен или тысяч, или даже миллионов ячеек или элементов, используемых при компьютерном моделировании. Используется программа построения изображений, которая моделирует распространение энергии через элементы модели геологической среды, на основании сейсмических данных, для создания сейсмического изображения. Точная модель геологической среды часто бывает необходимой для отчетливого сейсмического изображения, и наоборот. Модель геологической среды имеет различные свойства, оказывающие влияние на вычисление сейсмического изображения. Например, в модели геологической среды, в каждом геологическом слое задается поле скоростей сейсмических волн. Величины скоростей и пространственные изменения в поле скоростей влияют на позиционирование и фокусировку распространения энергии через элементы. Кроме того, формы границ между различными геологическими слоями могут сильно влиять на направление распространения сейсмической энергии. Например, изображение под массивным соляным пластом сильно зависит от формы границ между слоями соли и осадочных пород. Во многих случаях, скорости не сильно зависят от направления распространения энергии и приближенно задаются в виде простого изотропного скалярного поля. Однако все более широкое распространение получает построение более подробных моделей геологической среды, которые задают детализированное анизотропное распределение скоростей с помощью тензорного поля. Для построения сложных геологических изображений традиционно используют итерационное уточнение как модели геологической среды, так и сейсмического изображения. На фиг. 1 показана схема последовательности операций этого традиционного итерационного процесса. На этапе 20 осуществляется сейсмическая разведка подземной области, подлежащей моделированию и изображению. На этапе 30 геофизический/геологический интерпретатор обычно производит начальное определение подходящей модели геологической среды. Эта модель геологической среды базируется на информации, получаемой из скважинных данных, сейсмических съемок, геологических обнажений и геологических структурных концепций. Для построения таких моделей часто используют коммерчески доступные программы. Например, программа моделирования геологической среды GOCAD доступна от Earth Decision Sciences Хьюстон, Техас. Программа моделирования геологической среды создает файл данных модели геологической среды,который содержит детали модели. Время, необходимое для подготовки такой модели, зависит от размера и сложности модели. Обычно время, необходимое для подготовки первоначальной модели, составляет примерно от 5 дней до 5 недель. Техническая экспертиза, необходимая для создания модели геологической среды, обычно обеспечивается в сотрудничестве между специалистом в геологии и специалистом по компьютерному дизайну, особенно по представлениям моделей геологической среды. Специалист по построению сейсмических изображений, часто это геофизик, генерирует на этапе 40 изображения геологической среды с использованием программы построения изображений, известной в области сейсмической разведки как программа миграции. Примером программы миграции является программа GBMig от компании ChevronTexaco. Эта программа использует миграцию гауссова пучка для создания сейсмических изображений. Пример коммерческидоступной программы миграции включен в модули программы ProMax, продаваемой Landmark Graphics Corporation, Хьюстон, Техас. Эти программы миграции обычно получают в качестве входа сейсмические данные и файл данных модели геологической среды, созданный программой моделирования геологической среды. Специалист по построению сейсмических изображений использует модель геологической среды и сейсмические данные для создания сейсмических изображений, которые сохраняются как файлы данных сейсмического изображения. Время, необходимое для создания первоначальных сейсмических изображений, часто составляет примерно от 1 дня до 4 недель. Программы построения сейсмических изображений могут использовать несколько разных методов миграции. Примеры этих методов включают в себя нерекурсивные методы миграции Кирхгофа и методы-1 011519 миграции гауссова пучка, рекурсивные конечно-разностные методы и методы сдвига фаз с интерполяцией. Программа интерпретации сейсмических данных используется на этапе 50 для оценивания сейсмического изображения и сравнения сейсмических изображений с первоначальной моделью геологической среды. Примером такой программы интерпретации является программа Seisworks, доступная от Landmark Graphics Corporation, Хьюстон, Техас. Технические навыки для этого оценивания и сравнения включают в себя понимание структурной геологии и сейсмической стратиграфии. При оценивании сейсмического изображения нужно учитывать несколько различных факторов, в том числе: (1) согласуется ли модель геологической среды с сейсмическим изображением; (2) является ли сейсмическое изображение правдоподобным или даже возможным с геологической точки зрения; и (3) сфокусировано ли изображение или же размыто. После оценивания текущего сейсмического изображения модель геологической среды уточняется на этапе 60 с целью уменьшения наблюдаемых недостатков изображения в следующем круге вычислений для построения изображения. Специалист в области геофизики выбирает элементы исходной модели геологической среды и ревизует эти элементы с целью усовершенствования модели. Обновленная модель, содержащая обновленные элементы, затем сохраняется как файл данных обновленной модели геологической среды. Время, необходимое для осуществления этого этапа, часто составляет от нескольких часов до нескольких дней. Файл данных обновленной модели геологической среды возвращается специалисту по построению сейсмических изображений. Специалист по построению изображений передает обновленную модель геологической среды в программу миграции для генерации следующего круга сейсмических изображений. Этот процесс занимает примерно день, а может быть и недели, в зависимости от усложнения модели геологической среды по мере ее развития. Обновленные сейсмические изображения поступают обратно геологу для повторного оценивания, и итерационный цикл из этапов 40-60, показанный на фиг. 1, продолжается, пока сейсмическое изображение не будет признано удовлетворительным. Построение первоначальной модели геологической среды зависит от многих соображений. Эти соображения изменяются в зависимости от типа представляемой геологии. В качестве примера построения изображений под солью в Мексиканском заливе, модель геологической среды часто строится в режиме сверху вниз, что будет описано ниже."Интерпретатор" - это человек, имеющий опыт в интерпретации геологических данных и часто несущий основную ответственность за разработку поискового объекта. На первом этапе интерпретатор обычно задает глубины океана по области записанных сейсмических данных. Эти глубины можно получать методом батиметрии, но чаще их получают из сейсмического изображения, работая в системе интерпретации сейсмических данных, например, по программе Seisworks от Landmark. Первоначальное сейсмическое изображение, используемое для идентификации водяной подушки, можно строить весьма примитивным методом построения изображений, ввиду простоты траекторий распространения к водяной подушке. После картографирования водяной подушки, эта карта сохраняется как компьютерный файл данных и передается геофизику, который также обладает навыками в компьютерном моделировании геологической среды. Этот геофизик формирует двухслойную модель, верхним слоем которой является океан, а нижним слоем - слой осадочных пород. Скорости в слое осадочных пород при этом определяются лишь приблизительно, путем преобразования начальных скоростей суммирования в интервальные скорости с использованием преобразования Dix. Соляные тела еще не представлены в модели. Текущая двухслойная "чисто осадочная" модель используется как модель геологической среды,вводимая в программу построения изображений глубинной миграции, например программа миграцииGBMig, которая использует миграцию пучка для создания сейсмических изображений. Программа построения изображений создает изображение слоев осадочных пород, но изображение не всегда бывает хорошо сфокусировано повсюду, поскольку скорости в осадочных породах определены неточно и, в частности, неточно отражают поперечные пространственные изменения скорости, например те, которые могут быть обусловлены наличием газа. Величина расфокусировки измеряется геофизиком и используется в качестве входа в модуль томографии, например, включенный в состав программы ProMax отLandmark. Эта программа томографии может оценивать поправки к полю скоростей, которые необходимы для коррекции расфокусировки в будущих применениях программы построения изображений. Однако, при этом томография пригодна для отыскания скоростных поправок только для областей над массивными соляными слоями; сама по себе соль и области под солью обычно слишком плохо изображаются,чтобы можно было использовать томографические расчеты скоростей. После вычисления томографических поправок для областей над соляными слоями эти поправки включаются в модель геологической среды. Программа построения изображений снова применяется к сейсмическим данным с использованием обновленной модели скоростей или геологической среды. Поскольку теперь эта обновленная модель имеет точные скорости, по меньшей мере, до кровли соляных слоев, расчетное распространение энергии до кровли соли должно быть точным и обеспечивать точное изображение кровли соли.-2 011519 Это последнее изображение снова поступает интерпретатору, которому теперь нужно картографировать кровлю соли. Этот круг картографирования не столь прост, как картографирование водяной подушки, поскольку кровля соли часто бывает складчатой. В действительности картографирование кровли соли иногда вызывает сомнения, особенно, когда соль может быть локально подвернута или когда осадочная вмещающая порода может быть погружена в соль. Тем не менее, кровля соли при этом обычно хорошо изображается, поскольку траектории распространения от поверхности земли к кровле соли сравнительно просты. Карта кровли соли сохраняется как компьютерный файл и доставляется геофизику. Геофизик вводит эту карту кровли соли в модель геологической среды для формирования трехслойной модели, известной как модель "бездонной соли". Три слоя представляют собой слой воды, слой осадочных пород над солью и слой соли. При этом слой соли доходит до дна модели геологической среды. Реальная соляная подушка еще не определена, поскольку она, в общем случае, не хорошо изображена. Скорости сейсмических волн в соли обычно моделируются как постоянное значение, которое представляет то, что наблюдается в скважинах, проходящих через соль. Значение скорости в соли также определяется значениями, которые успешно использовались в других проектах построения изображений под солью. Теперь, когда граница, задающая кровлю соли, включена в модель геологической среды, программа построения изображений может точно вычислить преломление сейсмической энергии на кровле соли и сформировать изображение более глубоколежащих областей. В частности, программа построения изображений теперь может сформировать изображение соляной подушки. Программа построения изображений снова запускается для текущей модели "бездонной соли". Результирующее изображение вновь доставляется интерпретатору, который теперь должен картографировать соляную подушку. Картографирование соляной подушки иногда облегчается, поскольку граница иногда отчетливо изображена. Однако зачастую картографирование соляной подушки весьма затруднительно и неоднозначно. Соляная подушка не везде хорошо освещается, поскольку кровля соли преломляет энергию в других направлениях. В соли часто встречается шовная граница, которую можно по ошибке принять за соляную подушку. Обычно сигнал является слабым, поскольку граница раздела кровли соли значительно снижает энергию, передаваемую для освещения более глубоких горизонтов. Также может существовать сильный когерентный шум, обусловленный множественными отражениями над солью и преобразованием сейсмической энергии волны давления в сейсмическую энергию волны сдвига. Хотя эти факторы затрудняют идентификацию соляной подушки, интерпретатор, тем не менее, должен картографировать соляную подушку и сохранять эту карту как компьютерный файл. Файл, содержащий карту соляной подушки, доставляется геофизику, который использует эту карту для завершения определения формы соли в модели геологической среды. Геофизик также определяет скорости в слоях осадочных пород под солью. Измерить скорости в слоях осадочных пород под солью трудно. Зачастую, определение скоростей в слоях осадочных пород под солью базируется на скоростях,измеренных в аналогичных слоях осадочных пород, которые находятся на примерно той же глубине, но не под солью. Программа построения изображений снова применяется к сейсмическим данным с использованием последней модели скоростей или геологической среды. Поскольку скоростная модель завершена, качества результирующих изображений часто бывает достаточно для картографирования подсолевых углеводородных объектов. Вышеприведенный подсолевой пример иллюстрирует случай поэтапного режима построения модели геологической среды. Это отчетливый режим, поскольку в одном важном отношении эта иллюстративная модель геологической среды проста: она имеет плавно изменяющиеся скорости в каждом слое. Только границы между солью и осадочными породами замысловаты, и форму этих границ часто можно определить в вышеописанном режиме сверху вниз. Во многих других случаях построение скоростной модели гораздо сложнее и не может быть описано заранее в поэтапном режиме. Например, в геологии складчато-надвиговых поясов могут иметь место подвернутые слои, для которых трудно определить как формы слоев, так и скорости в слоях. В других примерах ангидраты, заключенные в соляных массах, оказывают большое влияние на распространение сейсмической энергии, но их трудно картографировать на основании сейсмического изображения. Даже для построения изображения под солью вышеописанный режим сверху вниз обеспечивает только близкую к оптимальной предварительную модель геологической среды, которую можно уточнить с помощью дополнительного анализа. Существует множество препятствий для осуществления сейсмического изображения, близкого к оптимальному. Во-первых, часто не ясно, какие изменения нужно внести в модель для улучшения фокусировки изображения. Сложные программы томографической инверсии анализируют расфокусировку сейсмического изображения, чтобы получить поправки к модели для улучшения фокусировки. Тем не менее, разрешение этих инверсионных программ ограничено. Много разных поправок к модели обеспечивают одинаковую степень улучшения фокусировки изображения, хотя разные модели создают разные видимые изображения геологических структур. Кроме того, многие проблемы построения сейсмических изображений связаны с тем, что сейсмический сигнал слаб, а шум силен, что затрудняет определение,-3 011519 сфокусировано ли изображение. Геофизических измерений обычно недостаточно для получения точного изображения сложной геологической среды. Геологические соображения должны ограничивать изображение. Существует много примеров таких ограничений. Простое геологическое ограничение состоит в том, что изображение должно согласовываться с существующими скважинными данными, которые должны включать в себя позиции и наклоны напластования, наблюдаемого в изображении. Часто имеет место геологическое ограничение, состоящее в том, что слои в изображении должны быть простыми и плоскими. Другое ограничение состоит в том, что отражения от плоскости нарушения/разлома должны выравниваться с изображением отклонения напластования. Кроме того, изображение, показывающее наложенное перекрещивающееся геологическое напластование, не может быть правильным. Это лишь несколько простых соображений, но развитые структурные принципы также ограничивают геологию. Объединение геофизической инверсии сейсмических данных с геологическими ограничениями в модели геологической среды трудно вывести математически и реализовать в компьютерном коде. Например, очевидное ограничение, состоящее в том, что геологические слои не могут пересекаться, выходит за пределы современных технических возможностей томографической сейсмической инверсии. Современная техника инверсии применима только к примитивным ограничениям на гладкость поля скоростей и отражающих горизонтов. Даже ограничения на гладкость не могут быть наложены исключительно геологом или геофизиком. Хорошо сфокусированное изображение, согласующееся с геологическим строением, должно быть результатом сотрудничества между специалистами в области геологии и геофизики. Ревизия сейсмического изображения с геологической точки зрения затруднительна. Помимо дней или недель компьютерной обработки, ревизия изображения требует координации конвейерного процесса, в котором различные специалисты осуществляют этапы с использованием отдельных прикладных программ в процессе. Вместо постоянного сотрудничества, специалисты в основном взаимодействуют только при переносе промежуточных результатов с одного этапа на следующий. На фиг. 1 геологическое и геофизическое оценивание изображения показаны как разные этапы. Интерпретатор решает, достаточно ли изображения для картографирования геологической структуры, и, если нет, указывает недостатки изображения специалистам в области геофизики и просит их улучшить изображение. Интерпретатор обычно непосредственно не участвует в геофизическом анализе. Решения о том, как наилучшим образом обновить модели геологической среды и сейсмические изображения и как осуществить интерпретацию сейсмических данных, обычно принимаются не всеми специалистами совместно. Это, в основном, обусловлено продолжительностью времени, необходимой для повторного вычисления обновленных файлов данных, т.е. файлов данных модели геологической среды, файлов данных сейсмического изображения и топологических карт подземного напластования. Обычно компьютерам требуется много часов или дней для вычисления этих больших обновленных файлов для каждого из этапов моделирования геологической среды, построения сейсмических изображений и интерпретации сейсмических данных. В результате итерационное улучшение моделирования геологической среды и построения сейсмических изображений производится на вышеописанных отдельных этапах, а не при полном сотрудничестве между специалистами в различных областях. В конечном итоге этот дискретизированный процесс создания отдельных файлов данных, которые неоднократно пересылаются между геологами, геофизиками и интерпретаторами, может занимать месяцы, прежде чем будет получено удовлетворительное сейсмическое изображение и соответствующая модель геологической среды. Согласно описанному выше традиционные способы итерационного уточнения моделей геологической среды и сейсмических изображений имеют множество недостатков. Во-первых, вычислительная нагрузка для обновления моделей геологической среды, сейсмических изображений и карт велика вследствие повторного вычисления всех файлов данных в ходе итераций. Во-вторых, поскольку каждый из этапов обновления при моделировании геологической среды, построении сейсмических изображений и интерпретации сейсмических данных требует так много времени, затруднительно и маловероятно, что разные специалисты будут в полной мере сотрудничать при принятии решений о том, как обновлять модель геологической среды и сейсмические изображения. Наконец, пересылка многочисленных файлов данных между разными специалистами и программой обработки требует больших усилий и старания,чтобы гарантировать, что файлы данных не повреждаются и не теряются в процессе усовершенствования. Настоящее изобретение предусматривает экономичный по времени и вычислительной нагрузке способ интерактивного и избирательного обновления моделей геологической среды и сейсмических изображений. Вследствие этого сотрудничество между необходимыми специалистами по геологии, геофизике, интерпретации сейсмических данных и компьютерному моделированию можно использовать на протяжении итерационного процесса для обновления модели геологической среды и сейсмических изображений. Это приводит к повышению качества моделей и изображений и сокращению времени их подготовки, т.е. часов и дней вместо дней, недель или даже месяцев. Кроме того, в идеальном случае в этом итерационном процессе используется интегрированная программа, которая снижает вероятность повре-4 011519 ждения или потери файлов данных, используемых в итерационном процессе усовершенствования. Сущность изобретения Описан способ создания улучшенного сейсмического изображения. В идеальном случае одновременно повышается качество модели геологической среды. Сейсмические данные получают из сейсмической разведки, проводимой в подземной области. Сейсмические данные преобразуются в компоненты энергии, предпочтительно компоненты гауссова пучка. Формируется модель геологической среды, состоящая из элементов линзы, имеющих характеристики распространения, например скорость и форму, которые влияют на распространение энергии через элементы линзы. Компоненты энергии распространяются или мигрируют через элементы линзы для формирования компонентов изображения, которые объединяются в сейсмическое изображение. Участок или участки сейсмического изображения, именуемый(е) объектом(ами), идентифицируе(ю)тся в сейсмическом изображении для улучшения изображения. Выбирается пробное множество элементов линзы, которые могут влиять на формирование изображения объекта, при изменении их характеристик распространения. Для выбора пробного множества элементов линзы предпочтительно используются методы трассирования лучей. Характеристики распространения пробного множества элементов линзы затем обновляются с целью улучшения сейсмического изображения. Выбирается подмножество компонентов энергии, которые могут влиять на формирование изображения объекта. Подмножество компонентов энергии распространяется через обновленную модель геологической среды для формирования обновленных компонентов изображения. Сейсмическое изображение обновляется путем замены компонентов изображения в текущем сейсмическом изображении соответствующими обновленными компонентами изображения, которые формируются из распространенного подмножества выбранных компонентов энергии. Сейсмическое изображение и модель геологической среды итерационно обновляются, пока сейсмическое изображение не станет удовлетворительным. В наиболее предпочтительном варианте, способ выбора подмножества компонентов энергии, подлежащих распространению через обновленный элемент линзы для формирования обновленных компонентов изображения, состоит в следующем. Выбирают пробное множество компонентов энергии из преобразованных сейсмических данных. Критерии выбора таковы, что компонент энергии имеет соответствующую траекторию луча, которая проходит на заранее определенное расстояние в нужный объект. Кроме того, предпочтительно, чтобы эта траектория луча проходила через по меньшей мере один из обновляемых элементов линзы. В идеальном случае, это пробное подмножество компонентов энергии дополнительно сокращается. Траектории лучей пробного множества компонентов энергии трассируются через обновленную модель геологической среды для создания обновленных траекторий лучей. В это время не нужно формировать никаких компонентов изображения. Только те компоненты энергии, которые распространяются и касаются объекта, а также обновленная траектория луча которого проходит через один из обновленных элементов линзы, выбираются для включения в подмножество компонентов энергии, которое подлежит использованию для формирования обновленных компонентов изображения. Эти обновленные компоненты изображения заменяют соответствующий компонент изображения из текущего сейсмического изображения для создания обновленного сейсмического изображения. Трассирование лучей можно использовать для выбора пробного множества элементов линзы, подлежащих обновлению, а также для выбора пробного множества компонентов энергии. Предпочтительными компонентами энергии являются компоненты гауссова пучка, и предпочтительным используемым методом распространения или миграции является миграция гауссова пучка. Итерационное обновление сейсмического изображения осуществляется в одном применении, поэтому файлы данных не нужно передавать между отдельными программными модулями. Задачей настоящего изобретения является обеспечение интегрированного процесса моделирования геологической среды и программы построения сейсмических изображений, при котором время вычисления, необходимое для обновления моделей геологической среды и сейсмических изображений, значительно сокращается, что позволяет интерактивно осуществлять этот процесс в течение минут или часов вместо использования разрозненных программ и анализа, для осуществления которых требуются недели или месяцы. Другая задача состоит в улучшающем обновлении изображений глубинной миграции путем повторного вычисления только тех объектных компонентов изображения, которые связаны с последними изменениями в модели геологической среды. Еще одна задача состоит в обеспечении схемы интерпретации/глубинной миграции, в которой обновляются выбранные элементы модели геологической среды, и для обеспечения улучшенного сейсмического изображения нужно обновлять только подмножество соответствующего участка сейсмического изображения. Еще одна задача состоит в обновлении модели геологической среды с использованием не только информации из структурных шаблонов, возникающих в изображении, но также путем быстрого анализа трассирования лучей для фокусировки изображения. Краткое описание чертежей Эти и другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения будут лучше понятны из-5 011519 нижеследующего описания, формулы изобретения, представленной к рассмотрению, и прилагаемых чертежей, на которых фиг. 1 - схема последовательности операций, показывающая этапы, традиционно используемые для итерационного улучшения сейсмических изображений и моделей геологической среды; фиг. 2 - схема последовательности операций предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения, показывающая процесс создания сейсмических изображений и моделей геологической среды; фиг. 3 - схема последовательности операций, описывающая методы трассирования лучей, которые можно использовать для выбора элементов линзы, характеристики распространения которых, например форма или поле скоростей, подлежат обновлению; фиг. 4 - предпочтительные этапы, используемые для выбора подмножества компонентов энергии,которые подлежат распространению через обновленную модель геологической среды для формирования обновленных компонентов изображения; фиг. 5 - сейсмические данные, преобразуемые в разрез равноудаленных трасс или аппроксимированные до того, что будет записано с нулевым выносом; фиг. 6 - единичный компонент энергии пучка, т.е. гауссова пучка, который проецируется в землю вдоль траектории луча; фиг. 7 - сейсмическое изображение подземного соляного купола, образованного суммированными компонентами изображения; фиг. 8 - преобразование сейсмических данных в компоненты пучка, демонстрирующее (А) преобразование, разделяющее волны вблизи места L, имеющие наклон pm; и (В) эти волны проецируются обратно в землю вдоль всех пар траекторий луча системы наблюдений, которые имеют наклоны, суммирующиеся в pm; фиг. 9 - дисплей, используемый для анализа проблемы пересекающихся отражающих горизонтов в сейсмическом изображении; фиг. 10A и 10 В - анализ фокусировки с использованием поиска луча по двум точкам изображения с нарушениями, в котором компоненты энергии распространились по разным траекториям луча и сфокусировались в разных местах, указывающего на проблему с моделью геологической среды; и фиг. 11 - элементы линзы для модели геологической среды, модифицируемой посредством интерактивного перетаскивания участка поверхности земли с изменением в фокусировке немедленно обновляемого элемента линзы. Подробное описание изобретения На фиг. 2 показан иллюстративный и предпочтительный вариант осуществления способа создания улучшенного сейсмического изображения, отвечающего настоящему изобретению. На фиг. 3 и 4 показаны подэтапы этапов 160 и 170, показанных на фиг. 2. Способ позволяет одновременно оптимизировать модель геологической среды и сейсмическое изображение. На этапе 110 сейсмические данные получают из сейсмической разведки нужной подземной области. Сейсмические данные, при желании, можно организовать в наборы данных, которые облегчают дальнейший анализ. Согласно этому иллюстративному варианту осуществления сейсмические данные организованы в разрезы равноудаленных трасс (COS). Альтернативно, эти сейсмические данные можно использовать в необработанном виде с использованием записанной организации сейсмических данных, т.е. сейсмограмм общего пункта взрыва. Или иначе, сейсмические данные можно организовывать в другие наборы данных, например сейсмограммы общей средней точки или сейсмограммы общей точки приема. На фиг. 5 показан двухмерный пример набора данных COS, который для этого конкретного случая относится к нулевому выносу. Каждый набор данных COS включает в себя только трассы, записанные при конкретном векторе выноса. Вектор выноса - это пространственный вектор между сейсмическим источником и сейсмическим детектором для трассы. Трасса с конкретным вектором выноса может быть доступна непосредственно из записанного набора данных. Если этот вынос непосредственно не доступен, то нужные трассы можно аппроксимировать путем применения стандартных этапов обработки (например, приращения времени и накопления) к трассам, записанным при каких-то других векторах выноса. В каждом наборе данных COS, сейсмические трассы упорядочены в трехмерный массив значений. По первой оси трехмерного массива откладывают время записи. Началом отсчета первой оси является время инициирования сейсмического источника. По двум другим осям откладывают пространственные координаты X и Y средней точки между источником и детектором для каждой трассы. На этапе 120 эти наборы данных преобразуются в компоненты энергии. Применительно к данному описанию изобретения, термин "компоненты энергии" относится к множеству компонентов, в которые анализируются или преобразуются записанные сейсмические данные. Компоненты энергии включают в себя любое разбиение сейсмических данных, включая профили взрыва, данные общего выноса, данные общей средней точки и компоненты энергии плоской волны. В этом предпочтительном варианте осуществления наборы сейсмических данных преобразуются в компоненты энергии, именуемые компонентами пучка и более предпочтительно компонентами гауссова пучка. В случае компонентов пучка энергия распространяется приблизительно по одной траектории лу-6 011519 ча. Несколько источников физической энергии, например пневмопушки, вносят вклад в каждый из компонентов пучка, распространяющихся по соответствующим траекториям луча. В порядке примера, но не ограничения, другие примеры компонентов энергии, в которые сейсмические данные можно математически анализировать или разлагать, включают в себя сейсмограммы общего пункта взрыва или простые математические преобразования, например преобразования плоской волны (преобразования F-K). В случае сейсмограмм общего пункта взрыва преобразование можно рассматривать просто как тождественное преобразование на записанных данных, в результате которого получаются исходные сейсмограммы общего пункта взрыва. Каждый набор сейсмических данных, т.е. COS, математически преобразуется на этапе 120 в соответствующее множество компонентов энергии, в данном случае компонентов гауссова пучка. Это преобразование в идеальном случае осуществляется, как описано в статье Хилла (Hill, N.R.), Prestack GaussianBeam Migration, Geophysics, том 66, стр. 1240-50 (2001), и как будет дополнительно подробно описано ниже. Хотя и не столь предпочтительно, преобразование в компоненты пучка также может осуществляться в соответствии с методом преобразования, описанным в патенте США 5274605, под названием "DepthMigration Method Using Gaussian Beams", принципы которого, таким образом, включены сюда посредством ссылки в полном объеме. Еще один метод преобразования также описан в статье Хилла (Hill, N.R.),Gaussian Beam Migration, Geophysics, том 55, стр. 1416-28, (1990). Обе вышеупомянутые публикации Хилла также включены сюда посредством ссылки в отношении приведенных в них описаний гауссовых пучков. Согласно предпочтительному в настоящее время способу (Хилл, 2001) преобразование наборов данных COS в соответствующие компоненты пучка осуществляется с использованием следующего математического выражения: где Dh (r', ) - данные, записанные при векторе выноса h после преобразования Фурье в частотную область, и где w1 - начальная ширина пучка на опорной частоте 1. Преобразованные данные обозначаются Dh(L,р',), где векторы L и р' выражают положения на поверхности и направления компонентов пучка. Уравнение преобразования (1) аналогично преобразованию Фурье в интервале и преобразованию Габора. Каждый компонент пучка представляет собой компонент сейсмической энергии, который распространяется сквозь землю приблизительно вдоль конкретной траектории луча. На фиг. 6 показан пример одного компонента пучка, проецируемого в землю. В этом примере вынос равен нулю. На этапе 130 строится предварительная модель геологической среды, которая представляет подземную область, которая содержит или предположительно содержит углеводороды. Предпочтительной программой моделирования геологической среды может, например, быть программа GOCAD, рассмотренная выше. Модель геологической среды состоит из большого числа ячеек, возможно даже сотен тысяч или миллионов ячеек. Скоростные свойства ячеек в модели геологической среды влияют на направление распространения сейсмической энергии. Соответственно, применительно к данному описанию изобретения и формуле изобретения, эти ячейки будем именовать "элементами линзы", поскольку эти ячейки направляют энергию аналогично тому, как оптическая линза направляет свет. Иными словами, элементы линзы преломляют энергию,проходящую через них. Преломления энергии через элементы линзы зависят от характеристик распространения отдельных элементов линзы, образующих модель геологической среды. В частности, эти характеристики распространения могут включать в себя, но без ограничения, геометрическую форму, поле скоростей, в том числе анизотропные характеристики поля скоростей, и скорости волн сжатия и сдвига. На этапе 140 генерируется мигрированное сейсмическое изображение с использованием модели геологической среды и компонентов энергии, т.е. компонентов гауссова пучка, согласно этому иллюстративному варианту осуществления. В частности, множество компонентов пучка в идеальном случае распространяется через элементы линзы с использованием миграции гауссова пучка для формирования компонентов изображения, которые объединяются или суммируются для формирования сейсмического изображения. Эта миграция гауссова пучка предпочтительно осуществляется, как описано в статье Хилла (Hill, N.R.), Prestack Gaussian Beam Migration, Geophysics, том 66, стр. 1240-50 (2001). Хотя и не столь предпочтительно, миграция также может осуществляться в соответствии с методом, описанным в патенте США 5274605, под названием "Depth Migration Method Using Gaussian Beams", который был упомянут выше. В случае нулевого выноса, можно также использовать метод, описанный в статье Хилла (Hill,N.R.), Gaussian Beam Migration, Geophysics, том 55, стр. 1416-28, (1990). В приложениях А и В описаны,соответственно, теоретические основы гауссовых пучков и представления точечного источника путем-7 011519 суммирование гауссовых пучков. На фиг. 6 показан компонент пучка после проецирования энергии в землю и повторном приеме энергии вдоль совпадающих траекторий луча. Вертикальная ось отображает глубину в километрах, а горизонтальная ось - горизонтальную позицию. Уголпредставляет собой угол выхода и прихода компонента пучка. Сейсмическое изображение подземной области получается путем проецирования всех компонентов пучка вдоль их соответствующих траекторий луча и суммирования их вкладов в изображение наподобие того, как описано в статье Хилла (2001). Результирующее сейсмическое изображение,показанное на фиг. 7, отображает подземный соляной купол 290. Единичный компонент пучка, обозначенный на фиг. 6, вносит вклад в сейсмическое изображение наклонного крыла 292 купола. Крыло 292 соляного купола содержится в прямоугольной области 294, показанной на фиг. 7. Наиболее предпочтительная миграция гауссова пучка использует принцип построения изображения сверху вниз, описанный в статье Claerbout, J.F., Coarse Grid Calculations of Waves in Inhomogeneous Mediawith Applications to Delineation of Complicated Seismic Structures: Geophysics, 35, 407-418 (1970) и Claerbout, J.F., Fundamentals of Geophysical Data Processing: McGraw-Hill, (1976). Согласно принципу построения изображения сверху вниз, изображение формируется путем перекрестной корреляции записанного волнового поля, пересчитанного в нижнее полупространство, и волнового поля источника, полученного прямым моделированием. В области Фурье, эта перекрестная корреляция двух волновых полей соответствует суммированию по частоте произведения волнового поля, пересчитанного в нижнее полупространство, и комплексно-сопряженной величины от волнового поля источника. Интеграл с учетом краевых значений: обеспечивает записанное волновое поле, пересчитанное в нижнее полупространство, где r' = (х',у',0)- положение детектора на поверхность земли z'=0. Функция Грина G(r,r',) - это отклик в точке r на источник в точке r'. Гауссовы пучки входят в данный вывод благодаря выражению функции Грина как суммирование гауссовых пучков. В приложениях А и В показано, что высокочастотное представление поля в точке r, обусловленное источником в точке r', имеет вид: где uGB(r;r',p';) - нормированный пучок (А.9) с начальными условиями (А.10) и (А.11). Траектория луча для пучка uGB(r;r',p';) исходит из точки r' с вектором луча р'. Уравнение (3) для функции Грина требует, чтобы точка источника совпадала с начальной точкой лучей. Однако, поскольку при сейсморазведке методом отраженных волн источники и детекторы тесно расположены, уравнение (3) следует видоизменить так, чтобы точка источника r' могла быть отличной от начальной точки лучей r0. Простой способ осуществить эту модификацию состоит в том, чтобы ввести коэффициент в подынтегральное выражение уравнения (3) для компенсации изменения фазы от точки r0 к точке r': Уравнение (4) справедливо для точек источника r' в некоторой окрестности начальной точки r0 луча. Поскольку в подынтегральное выражение был введен дополнительный фазовый коэффициент, интегрирование по методу перевала в приложении В также должно включать в себя дополнительный фазовый коэффициент. Однако эти изменения не приводят к большим корректировкам и дают небольшое изменение в мигрированных изображениях. Этот вывод продолжается с использованием простого приближения в уравнении (4). Суммирование вкладов от всех источников дает изображение: Функция D(rd,rs,) - это поле, записанное детектором в точке rd =(xd,yd,0), когда источник находится в rs=(xs,ys,0). Вместо того, чтобы суммировать непосредственно по позициям источника и детектора, как в уравнении (5), данная формула делает упор на применение операции построения изображения к разрезам равноудаленных трасс. Соответственно, переменные интегрирования меняются на координаты средней точки rm и выноса h: где Dh(rm,) - это поле, записанное при средней точке rm и выносе h. Уравнение суммирования (8) это сейсмическое изображение из данных, собранных с общим выносом, указанным вектором выноса h. Интегральное уравнение (7) суммирует результаты миграций по разрезам равноудаленных трасс (8) в окончательное изображение. Чтобы использовать представление функции Грина для уравнения (4) в интегральном уравнении(8), подынтегральное выражение нужно разбить. Это разбиение осуществляется путем ввода в подынтегральное выражение уравнения (8) перекрывающихся функций Гаусса, которые суммируются приблизительно до единицы для любых х и у: Вектор L = (Lx, Ly) пробегает двухмерную решетку точек, которая охватывает диапазон записанных сейсмических данных. Ширина гауссова пучка w1 равна начальной ширине пучка (см. приложение А) . Константа а - это расстояние между ближайшими соседними узлами решетки. Нормирующий множитель в уравнении (9) пригоден для гексагональной решетки, которая оптимизирует аппроксимацию. В каждой области разбиения исходные точки лучей для G(r,rd;) и G(r,rs;) выбираются в диапазоне между r0=L+h и r0=L-h (см. фиг. 8 В). В результате выполнения этих этапов получаем: Уравнение (10) будет более управляемым, если переменные интегрирования заменить на новые переменные pm =(pmx,pmy) и Новые переменные соответствуют падению во времени в сейсмограммах с общим выносом и общей средней точкой. Благодаря этой замене переменных уравнение (10) приобретает вид: где Dh(L,pm,) - преобразование уравнения (1) для данных выноса h, и описывает распространение компонента волнового поля Dh(L,pm,). Сумма и разность двухмерных векторов pm и ph определяют начальные направления pd и ph компонентов пучка в подынтегральном выражении уравнения (13). Распространение, описанное уравнением (13), включает в себя все пары траекторий луча от источника и детектора, так что их наклоны соответствуют уравнению (11). Согласно фиг. 8 А и 8 В наклоны луча источника и луча приемника нужно суммировать до pm, в результате чего получается наклон компонента данных. Эффективное оценивание уравнения суммирования (13) важно для миграции гауссова пучка до суммирования. Это суммирование по произведению пучков источника и детектора не зависит от записанных данных, свидетельствуя о том, что описание времени распространения играет особую роль в-9 011519 уравнении (13). Большие вклады в сумму имеют место, если оба пучка проходят вблизи точки r для одного и того же значения ph (см. фиг. 8 В). В общем случае, траектории луча обоих пучков не проходят через точку r при одном и том же значении ph. Вклады в уравнение суммирования (13) можно оценивать методом наискорейшего спуска. Уравнение (13) можно записать в виде: с использованием (А 9). Функция A(r;pm,ph) является произведением амплитуд двух пучков;T(r;p ,ph) - это сумма комплексных времен распространения: где Td(r;pd) и Td(r;ps) - комплексные времена распространения для пучков, идущих от точек детектора и источника rd и rh с начальными векторами луча pd и ps. Оценивание методом наискорейшего спуска дает: где T0 - комплексное время распространения уравнения (15), оцененное в седловой точке, и A0 комплексная амплитуда. Амплитуда A0 не зависит от частоты, поскольку оценивание методом наискорейшего спуска двухмерного интеграла дает коэффициент -1, который компенсирует коэффициент ,имеющий место в уравнении (14). Оценивание методом наискорейшего спуска уравнения (14) позволяет определить A0 из расширения второго порядка T(r;pm,ph) вокруг его седловых точек. Это расширение можно получить с использованием той же информации динамического трассирования лучей, которая используется для построения гауссовых пучков. Однако эти дополнительные усилия для определения A0 не гарантированы в данной теории, поскольку используемый принцип построения изображений корректен лишь с кинематической точки зрения. Настоящей целью миграции гауссова пучка является формирование структурно корректных изображений; амплитуды изображения имеют второстепенное значение. Для этой ограниченной цели, нижеследующий способ обеспечивает простое, быстрое оценивание уравнения (13). На первом этапе предполагается, что уравнение (13) можно свести к форме уравнения (16), что равноценно предположению о том, что наибольшие вклады в интеграл вносятся вблизи изолированной седловой точки. Для дальнейшего упрощения оценивания уравнения (13), на втором этапе предполагается, что седловая точка T(r;pm,ph) возникает при действительном ph. B этом случае местоположение седловой точки можно определять путем сканирования всех действительных значений ph для значения, которое минимизирует мнимую частьT(r;pm,ph). На последнем этапе используют среднее геометрическое амплитуды двух пучков для значенияA0. Преимущество этого A0 состоит в том, что миграции до суммирования и после суммирования дают сходные результаты при применении к сейсмограмме центрального луча. Конечно, комплексное уравнение времени (15) не всегда имеет изолированные седловые точки, которые предполагаются уравнением аппроксимации (16). Уравнение аппроксимации (16) не выполняется в некоторых случаях, когда имеются многозначные времена распространения. Тем не менее, поскольку уравнение (11) ограничивает область времени распространения, включенного в уравнение (14), оно также ограничивает многолучевые вклады в этот интеграл, хотя не исключает эти вклады. Поиск минимальной мнимой части времени распространения вместо максимальной действительной части обеспечивает преимущество. Хотя эти две точки совпадают в седловой точке, использование минимальной мнимой части приводит к выбору наиболее значимой седловой точки, где существуют вклады, превышающие единицу. Обычно первоначальное сейсмическое изображение, сгенерированное путем миграции на этапе 140,требует итерационного уточнения. На этапе 150 в сейсмическом изображении идентифицируются одна или несколько зон интереса или "объектов", подлежащие улучшению путем итерационного уточнения."Объект" означает участок общего изображения, выбранный для улучшения. Обычно объект представляет собой малый участок полного сейсмического изображения, сгенерированного на этапе 140. Например,объект может представлять собой указанный участок сейсмического изображения, заключенный в прямоугольнике 294 на фиг. 7. Конкретный объект можно выбрать, поскольку этот участок изображения является ключом для оконтуривания коллектора. Если изображение в каком-либо отношении несовершенно, то модель геологической среды оценивается и модифицируется. Геологические и геофизические аспекты изображения проверяются одновременно. Части изображения, которые геолог считает несовершенными или сомнительными, можно интерактивно зондировать на геологическую и геофизическую целостность с использованием методов, например, проиллюстрированных в нижеследующем примере. На этапе 160 интерпретатор и геофизик, которые, в идеальном случае, имеют опыт в миграции сейсмических данных, выбирают пробное множество пробных элементов линзы из модели геологиче- 10011519 ской среды. Это пробное множество элементов линзы подлежит модификации с целью усовершенствования модели геологической среды и результирующего сейсмического изображения. Пробное множество элементов линзы представляет собой элементы линзы, которые могут влиять на построение изображение в объектной области. Методы трассирования лучей предпочтительно использовать для обеспечения управления в этом процессе выбора, что показано на фиг. 9 и 10 и будет описано ниже. Кроме того, на фиг. 3 показана схема последовательности операций, описывающая эти методы трассирования лучей. Также можно использовать другие методы выбора пробного множества элементов линзы, подлежащих обновлению. Например, выбор можно делать путем простого визуального осмотра. На фиг. 9 показано изображение 302, наложенное на модель 304 геологической среды. Изображение 302 сформировано путем миграции синтетических сейсмических данных и наложено в пространстве на модель 304 геологической среды. Заметим, что поверхность 305 в модели 304 геологической среды содержит модельную антиклиналь 306, т.е. выступающий вверх "горб". В изображении 302 также показана изобразительная антиклиналь 310, хотя модельная антиклиналь 306 и изобразительная антиклиналь 310 не точно совпадают. Для этого синтетического набора данных поверхность 305 модели 304 геологической среды и поверхность изображения 302 должны быть плоскими; ложная антиклиналь 310 в изображении 302, скорее всего, обусловлена ложной антиклиналью 306 в модели 304 геологической среды. Существуют несколько способов поверки правильности начального изображения 302 и модели геологической среды 304. Например, изображение 302 вызывает подозрения благодаря пересекающимся отражающим горизонтам 312 а и 312b на границах нескольких слоев. Подозрительный участок идентифицируется путем графического размещения на этапе 161 (фиг. 3) пробного диска 314 поверх подозрительного участка модели/изображения геологической среды, т.е. одного из двух пересекающихся отражающих горизонтов 312 а. Этот диск 314 становится временной отражающей поверхностью в модели 304 геологической среды. После того как геофизик интерактивно располагает этот отражающий диск 314 поверх этого признака в изображении 302, траектория луча 316 трассируется на этапе 162 нормально от центра диска 314 через элементы линзы к поверхности приведения (не показана) модели 304 геологической среды. Поверхность приведения - это поверхность, относительно которой записывается сейсмическая разведка. Этот нормальный луч 316 описывает сейсмические данные, записанные при нулевом выносе. Для нулевого выноса большая часть энергии распространяется вдоль совпадающих путей в направлениях вверх и вниз. Траектория луча 316 проходит через элементы линзы, где могут существовать проблемы в модели 304 геологической среды, которые отвечают за ложное изображение пересекающихся отражающих горизонтов 312 а и 312b. Например, луч 316, показанный на фиг. 9, пересекает участок антиклинали 306 в модели. Если эта антиклиналь 306 неверна, она может быть причиной дефектного изображения 302. Соответственно, элементы линзы, находящиеся вблизи нормального луча 316, выбираются на этапе 166 как пробное множество элементов линзы, которые подлежат обновлению с целью улучшения изображения объекта. Второй геофизический тест показан на фиг. 10 А. Опять же, отражающий диск 332 размещается и регулируется на этапе 161 поверх подозрительного участка модели/изображения 334 геологической среды. Диск 332 регулируется с использованием трехмерной компьютерной графики для перетаскивания диска в нужное положение и придания ему нужной ориентации. В идеальном случае, диск ориентируется, по существу, параллельно наслоению, показанному в изображении, или там, где предполагается наличие наслоения в изображении. На этапе 163 проецируется много разных зеркальных траекторий луча 330 а-j, которые отражаются от отражающего диска 332 для каждого из этих зеркальных лучей 330 а-j,угол падения на поверхность 332 диска равен уровню отражения, что показано на фиг. 10A. Эти отраженные лучи пересекают поверхность приведения в разнесенных местах. Места пересечения сравниваются с фактическими положениями источников и детекторов, используемых в сейсмической разведке на этапе 110. Поиск траектории луча по двум точкам, который хорошо известен специалистам в области теории сейсмических лучей, осуществляется на этапе 164 для согласования мест пересечения этих лучей с геометрией сейсмической разведки. Зеркальные углы раствора и азимуты индивидуально и интерактивно регулируются в точках зеркального отражения, пока пересечения лучей источника и детектора не совпадут с фактическими положениями источников и детекторов сейсморазведки. Дисплей на фиг. 10 А показывает лучи 330 а-j, определяемые этой процедурой поиска для всех используемых выносов, обеспеченной на этапе 110. После определения лучей на фиг. 10 А, изображение можно проверить на расфокусировку на этапе 165 путем извлечения энергии, которая распространяется вдоль каждого из этих лучей 330 а-j. Распространение энергии вдоль каждого луча 330a-j соответствует одному из компонентов энергии, обеспеченных на этапе 120. В целях пояснения на фиг. 8 А и 8 В показана связь между иллюстративной парой лучей 336 источника и лучей 338 детектора и их компонентами энергии, т.е. компонентами пучка в предпочтительном иллюстративном варианте осуществления. Углы раствора лучей 336, 338 детектора и источника задают векторы луча pd и ps. Как показано на фиг. 8 А и 8 В, энергия, распространяющаяся по этой траектории, проявляется в COS как волны с наклоном pmx = pdx + psx в направлении х и pтy = pdy + psy в направлении у (см. уравнение 11). Кроме того, распространение энергии по этой траектории проявляется в COS- 11011519 как волны, расположенные вблизи координат средней точки xm=1/2(xd+xs), ym=1/2(yd+ys). Положение (xm,ym) и наклон (pmx,pmy) определяют, какой компонент данных пучка содержит энергию, распространяющуюся по этой траектории луча. В частности, положение и наклон определяют аргументы L и р', в левой части уравнения (1). Все выборкидля этой пары (L, р') извлекаются из данных пучка, обеспеченных на этапе 110 и подвергнутых обратному преобразованию Фурье во временную область. Компоненты пучка часто преобразуются во временную область до сохранения, в каковом случае временные выборки непосредственно извлекаются из файла пучка. Положение (xm, ym) и наклон (pmx,pmy), в общем случае, не будут точно совпадать с выборочными значениями L и р', используемыми при осуществлении вычислений преобразования, предписанных (1). Параметры L и р' отбираются, как предписано в статье Хилла (2001),и с достаточной плотностью для точного интерполирования значений между выборками. Временную последовательность выборочных значений, полученных путем этого извлечения, будем называть траекторией пучка. Эта траектория пучка содержит информацию формы волны энергии, распространяющейся вдоль траектории луча. Траекторию пучка находят для каждой траектории луча, показанной на фиг. 10 А. Каждая траектория пучка отображается, чтобы показать, какой вклад она вносит в изображение вблизи диска. На фиг. 10 В показана траектория пучка для каждой траектории луча. Малое окно каждой трассы вычерчено после задержки во времени на время распространения вдоль каждого луча. Если модель геологической среды абсолютно точна, не будет сдвига в отраженной волне от трассы к трассе, поскольку время распространения по траектории луча будет в точности равно времени прихода отраженной волны. Волна является осью синфазности по ряду трасс прихода новой сейсмической энергии, указанной систематическим изменением фазы или амплитуды на сейсмограмме. Однако в случае, показанном на фиг. 10 В, существует сдвиг, указывающий, что модель геологической среды неточна вдоль траекторий распространения,указанных на фиг. 10 А. В частности, если модель геологической среды верна, то времена распространения, вычисленные путем трассирования лучей, будут увеличиваться с увеличением выносов или уменьшаться с уменьшением выносов, или справедливо и то, и другое. Неверная фокусировка энергии, показанная на фиг. 10 В, приводит к ухудшению изображения на фиг. 10A, поскольку вклады от разных траекторий луча не суммируются друг с другом с усилением. Геофизик наблюдает, что лучи, освещающие дефектную часть изображения, проходят через подозрительные участки модели геологической среды. Например, траектории луча в синтетических данных,показанных на фиг. 9 и 10, проходят через горб или антиклиналь 306 в поверхности земли 322. Геолог и геофизик, анализирующие изображение, могут подозревать, что горб неверен, возможно, поскольку картографирование этой части изображения было неоднозначным. Расфокусировка, наблюдаемая на фиг. 10 В, дополнительно свидетельствует о том, что некоторые элементы линзы, оказывающиеся на траекториях лучей на фиг. 10 А, неверны и подлежат регулировке. Поэтому элементы линзы, пересекаемые лучами, показанные на фиг. 10 А, можно выбирать на этапе 166 как кандидаты для пробного множества элементов линзы, которое подлежит обновлению с целью улучшения изображения в области объекта. Другое соображение при выборе пробных элементов линзы состоит в том, что некоторые участки изображения и модели могут быть более правдоподобны, чем другие. Например, некоторые участки текущей модели геологической среды могут быть ограничены скважинными данными. Другие участки модели геологической среды подлежат ревизии, поскольку эти участки были построены на основании ухудшенного или неоднозначного сейсмического изображения. На фиг. 11 показан пример изображения 402, наложенного на модель 404 геологической среды. Подмножество элементов линзы 406 графически выбирается как пробное множество элементов линзы,которые граничат или содержатся в этом подмножестве. В этом случае элементы линзы 406 образованы формой границы выделенной поверхностной области, показанной на фиг. 11. Горб 410 в поверхностной области идентифицируется как вероятная причина расфокусировки, поскольку горб 410 подозрителен с геологической точки зрения, и поскольку лучи, проходящие через горб 410, расфокусированы. Эта поверхностная область повторно позиционируется с использованием инструментов трехмерной компьютерной графики. Геолог и геофизик модифицируют модель геологической среды с использованием трехмерной компьютерной графики для перетаскивания поверхностей выбранных элементов линзы 406 в другие положения для изменения характеристик распространения, в частности форм, этих элементов линзы 406. Альтернативно, на этапе 167, характеристики распространения этих элементов линзы можно модифицировать или обновлять путем изменения поля скоростей в этой области. Или иначе, можно обновлять как геометрические формы, так и поля скоростей. Затем обновляются характеристики распространения выбранного подмножества элементов линзы. Эти обновления в большинстве своем пробны и ошибочны, но пробы сообщаются путем анализа трассирования лучей, описанного со ссылкой на фиг. 9 и 10. В идеальном случае, геофизик/специалист по миграции будут сотрудничать с геологом для определения, как лучше всего обновить выбранное подмножество элементов линзы. Это сотрудничество в идеальном случае приведет к изменениям в элементах линзы, которые улучшат геофизический фокус вокруг объекта(ов) в различных сейсмических изображениях, а также создадут сейсмические изображения, правдоподобные с геологической точки зрения. Примеры характеристик распространения, которые можно обновлять, включают в себя поле скоростей вы- 12011519 бранного подмножества элементов линзы и форму этих элементов линзы. Эту форму можно обновлять географически, перемещая поверхности подозрительных элементов линзы. Другие свойства, которые можно изменять с целью улучшения сейсмического изображения, могут включать в себя, в порядке примера, но не ограничения, анизотропную модель, описывающую скорости. Прежде чем фактически обновить изображение, геофизик может быстро оценить вероятные последствия модификаций для модели геологической среды. Благодаря трассированию лучей через модифицированную модель новое положение диска, показанного на фиг. 9, можно мгновенно определить путем миграции карты. Это повторное позиционирование диска является хорошим свидетельством повторного позиционирования отраженных волн, которое происходит при ревизии изображения с помощью модифицированной модели. Кроме того, выравнивание отраженных волн на фиг. 10 В также можно мгновенно обновлять в соответствии с модифицированной моделью, вычисляя изменение времени распространения вдоль зеркальных лучей. Хотя на фиг. 9 и 10 показан только один диск, в изображении и соответствующей модели могут одновременно существовать много дисков. Предпочтительно только подмножество исходных компонентов энергии, вычисленных на этапе 120, подлежит повторному распространению для формирования обновленных компонентов изображения для использования при обновлении изображения. На фиг. 4 показана схема последовательности операций, описывающая предпочтительный способ выбора этого подмножества компонентов энергии. Прежде всего, ищется усеченное, но предпочтительно исключающее наложение, пробное множество компонентов энергии, которые могут вносить вклад в изображение вблизи объекта. Траектории луча этих компонентов энергии, вычисленных на этапе 120, проверяются на этапе 171. Лучи, соответствующие каждому компоненту энергии, трассируются вниз от поверхности, и только компоненты энергии, лучи которых проходят на заранее определенном расстоянии от объекта, являются кандидатами для этого пробного множества элементов линзы. Это заранее определенное расстояние должно быть больше ширины пучка,чтобы включать в себя пучки, которые могут перемещаться в и из объектного изображения вследствие обновлений характеристик распространения элементов линзы. Вторая проверка необходима, чтобы посмотреть, проходят ли траектории луча по меньшей мере через один из обновленных элементов линзы. Компоненты энергии, траектории луча которых отвечают обоим этим критериям, выбираются для включения в пробное множество элементов линзы. На этапе 172 траектории лучей трассируются через обновленную модель геологической среды для каждого из пробного множества компонентов энергии. При этом не обязательно осуществлять этап повторного вычисления обновленных компонентов изображения, требующий большого объема вычислений. Для дальнейшего сокращения компонентов энергии, которые нужно использовать для вычисления обновленных компонентов изображения, обновленные траектории лучей пробного множества компонентов энергии анализируются на этапе 173. Во-первых, траектории луча должны иметь пучки, касающиеся объекта. Во-вторых, траектории луча должны также проходить по меньшей мере через один из обновленных элементов линзы. Те компоненты энергии, которые имеют обновленные траектории лучей, отвечающие этим двум критериям, подлежат включению в подмножество компонентов энергии, используемых для вычисления обновленных компонентов изображения. Специалистам в данной области техники будет очевидно, что для сокращения количества компонентов энергии, подлежащих использованию для формирования обновленных компонентов изображения, можно использовать другие критерии. В порядке примера, но не ограничения, можно выбирать только компоненты энергии, проходящие на заранее определенном расстоянии от объекта, а другие критерии выбора можно игнорировать. Опять же, специалистам в данной области техники будет очевидно,что можно использовать другие методы выбора подмножества компонентов энергии, которые отвечают объему настоящего изобретения. На этапе 180 подмножество компонентов энергии, или компонентов пучка в предпочтительном варианте осуществления, распространяется через обновленную модель геологической среды для формирования обновленных компонентов изображения. Траектории луча этих компонентов пучка будут изменяться вследствие изменения характеристик распространения обновленных элементов линзы. Аналогично, обновленные компоненты изображения также подлежат ревизии. Сейсмические изображения обновляются на этапе 190. Только компоненты изображения, принадлежащие подмножеству компонентов энергии, идентифицированных на этапе 170, обновляются в файле данных изображения, вычисленном на этапе 140. Каждый из этих компонентов изображения, вычисленных согласно предыдущей модели геологической среды, заменяется вычисленным согласно текущей модели геологической среды. Таким образом, компоненты изображения, связанные со старыми компонентами энергии, удаляются из изображения, и компоненты изображения, связанные с новыми компонентами энергии, добавляются. Хотя это не существенно для настоящего изобретения, время компьютерной обработки, необходимое для этапа 170, можно сократить с использованием методов ограниченной апертуры, которые в некоторых отношениях подобны методам, описанным Кэрролом (Carroll, R.J.) и др., A Directed-ApertureUsing Limited-Aperture and Monte Carlo Migration". Например, расчеты трассирования лучей на этапе 170 можно сократить, тестируя только траектории луча для пучка, которые соседствуют с лучами, отражающимися от одного из дисков, используемых на этапе 160 (см. фиг. 10A). Это соседство определено следующим образом. Лучи тестирования на этапе 170 должны выходить от поверхности земли в пределах некоторого заранее определенного пространственного расстояния от одного из лучей, отражающихся от одного из дисков. Кроме того, направление выходящего луча тестирования должно находиться в пределах некоторого заранее определенного углового расстояния от одного из лучей, отражающихся от одного из дисков. Подобное ограничение трассирования лучей аналогично вышеупомянутым методам ограниченной апертуры в том, что выбранное подмножество входных данных, используемое при миграции, базируется на интерпретационной идентификации отраженных волн в сейсмических данных. Однако данный метод ограничивает входные данные не только компонентами,попадающими в некоторую малую пространственную апертуру, идентифицированную трассированием лучей, но также компонентами пучка, которые распространяются в направлениях, также идентифицированных трассированием лучей. Кроме того, вышеупомянутые альтернативные методы предусматривают вычисление изображения исключительно на основании компонентов данных в пределах ограниченной пространственной апертуры. Напротив, данный метод предусматривает обновление существующего изображения путем замены компонентов данных в пределах некоторой ограниченной пространственной и угловой апертуры. На этапе 200 модель геологической среды и сейсмическое изображение оцениваются для определения того, являются ли они удовлетворительными. Оцениваются рассмотренные выше факторы, в том числе: (1) согласуется ли модель геологической среды с сейсмическим изображением; (2) является ли сейсмическое изображение правдоподобным или даже возможным с геологической точки зрения; и (3) сфокусировано ли изображение или же размыто. Если интерпретатор считает качество изображения достаточным для точного оконтуривания подземного геологического образования, текущее изображение используется для картографирования объектов, планирования бурения скважин, оценки резервов и для принятия других технических и коммерческих решений. Если нет, цикл этапов 150-190 повторяют, пока не будут созданы удовлетворительное сейсмическое изображение и модель геологической среды. Настоящее изобретение преодолевает многие недостатки современных итерационных способов построения моделей геологической среды и сейсмических изображений. Во-первых, изобретение позволяет значительно сократить время вычисления благодаря, в идеальном случае, улучшающему обновлению только участков сейсмического изображения, на которые влияют последние обновления модели геологической среды. Во-вторых, изобретение предпочтительно объединяет программы (моделирования геологической среды, построения сейсмических изображений и интерпретации сейсмических данных), соответствующие этапам 30-50, показанным на фиг. 1, в единую прикладную программу. Это способствует устранению проблем, связанных с неоднократным переносом файлов данных между отдельными программными модулями. Это объединенное приложение в идеальном случае связывает инструменты трехмерной графики, реализованные на ПК, с высокопроизводительными вычислительными машинами, что позволяет сократить временной цикл ревизии модели геологической среды и сейсмического изображения до менее часа. Методы миграции пучка обеспечивают быстрый цикл получения результатов измерений посредством улучшающих обновлений. Этот быстрый цикл и объединенная программа стимулируют сотрудничество между специалистами в области геологии и геофизики в ходе итерационного обновления сейсмического изображения и модели геологической среды. Геолог вносит коррективы методом проб и ошибок в модель геологической среды и сейсмическое изображение. Однако пробные модификации модели геологической среды можно получать не только из структурных шаблонов, возникающих в изображении, но также путем быстрого анализа трассирования лучей для фокусировки изображения. Предлагается подробный анализ, поскольку энергия разлагается в компоненты, распространяющиеся по траекториям луча. Этот анализ может включать в себя задачи определения местоположения в модели геологической среды, измерения скорости методом указания и выделения и быструю идентификацию когерентных волн, которые не являются первичными волнами сжатия. Хотя в вышеприведенном описании данное изобретение было описано применительно к предпочтительным вариантам его осуществления и многие детали были изложены в целях иллюстрации, специалистам в данной области техники будет очевидно, что изобретение допускает модификации, и что некоторые другие детали, описанные здесь, можно существенно варьировать, не выходя за рамки основных принципов изобретения. Приложение А Гауссовы пучки В этом приложении приведена краткая информация по трехмерным гауссовым пучкам и представлена простая параметризация пучка, которая используется для метода миграции, используемого в этом описании изобретения. Полное описание гауссовых пучков в контексте теории динамических лучков(1985). Другая публикация, описывающая трассирование лучей, - это Cerveny, V., Seismic Ray Theory,Cambridge University Press (2000). В окрестности траектории луча, расширение поля времени распространения до второго порядка в системе координат, привязанной к лучу, имеет вид: где s - длина дуги вдоль луча, и q1 и q2 - координаты по осям 1 и 2, которые лежат в плоскости,перпендикулярной лучу в точке s (см. Cerveny, 1985). Оси 1 и 2 установлены так, что координаты(q1,q2,s) образуют правую, ортогональную, криволинейную систему. Функция (s) - это время распространения по траектории луча: Вектор q - это двухмерный вектор,Элементами матрицы 22 M(s) являются вторые производные поля времени распространения по координатам q1 и q2: Расширение (А.1) не содержит производных первого порядка, поскольку в изотропном случае, рассмотренном в этой статье, поверхности постоянного времени распространения перпендикулярны лучам. Для определения матрицы M(s) можно подставить (А.1) в уравнение эйконала, записанное в системе координат, привязанной к лучу. На этом этапе получаем нелинейное обыкновенное дифференциальное уравнение относительно M(s). Стандартная процедура динамического трассирования лучей состоит в приведении этого уравнения к системе линейных уравнений: где P(s) и Q(s) - матрицы 22, для которых Матрица V(s) - это матрица 22 вторых производных поля скоростей: Поскольку поле времени распространения (А.1) удовлетворяет уравнению эйконала вблизи траектории луча, можно применить уравнение переноса для определения амплитуд высокочастотного решения к скалярному волновому уравнению (1). Получается решение в виде: нормированное к единице при s=s0. Характер решения (А.9) определяется начальными условиями, выбранными для матричных функций P и Q. Для любого выбора действительных P и Q могут существовать точки вдоль траектории луча,где решение (А.9) отсутствует, поскольку detQ=0. C другой стороны, можно выбрать комплексные начальные значения P и Q, чтобы (А.9) всегда было ограниченным высокочастотным решением скалярного волнового уравнения. Если выбор комплексных начальных значений таков, что ImPQ-1 положительно определена и detQ0, то эти величины существуют везде вдоль траектории луча. В этом случае (А.9) является общеизвестным асимптотическим решением гауссова пучка для волнового уравнения (Cerveny,1985). Конкретный выбор начального значения: дает пучок с начальной шириной w1 на частоте 1. Величина V0 это скорость сейсмических волн в начальной точке s0 луча. Приложение В Представление точечного источника путем суммирования гауссовых пучков Поле от точечного источника в r' аппроксимируется суммированием гауссовых пучков: где функция uGB - это значение в точке r гауссова пучка, который выходит из точки r' под углом=(, ) , и d - телесный угол sin.dd Сферические координаты таковы, что точка r' находится в начале отсчета и точка находится на оси =0. Нужно определить функцию . Если поле скоростей постоянно v(r)=V0, то из соображений симметрии - эта функция постоянна,=0. Эта постоянная 0 также будет пригодна, если фактическая среда близка к постоянной для нескольких длин волны около источника, но более сложна в других местах. В среде постоянной скорости, гауссов пучок, заданный уравнениями (А.9)-(A.11), упрощается до: где R=r-r'. Стационарная точка интеграла появляется при =0. Поскольку для большогоосновной вклад в интеграл вносится вблизи этой стационарной точки, (В.3) можно аппроксимировать как: Вычисление определенного интеграла дает: Уравнение (В.6) - это общеизвестный отклик для постоянной скорости, если: Для данного вывода удобнее заменить переменные интегрированияина параметры луча p'x и p'y При этих заменах переменных и (В.7) функция Грина (В.1) приобретает вид: ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ создания улучшенного сейсмического изображения, способ содержит этапы, на которых(a) получают сейсмические данные из сейсмической разведки, проводимой в подземной области,- 16011519(b) преобразуют сейсмические данные в компоненты энергии,(c) создают модель геологической среды, представляющую подземную область, причем модель геологической среды включает в себя элементы линзы, характеристики распространения которых влияют на распространение энергии через элементы линзы,(d) обеспечивают распространение компонентов энергии через элементы линзы для формирования компонентов изображения, которые объединяются в сейсмическое изображение,(e) идентифицируют объект в сейсмическом изображении для улучшения изображения,(f) выбирают и обновляют характеристики распространения пробного множества элементов линзы,которые могут влиять на формирование изображения объекта,(g) выбирают подмножество компонентов энергии, которые могут влиять на формирование изображения объекта,(h) обеспечивают распространение подмножества множества компонентов энергии через модель геологической среды для формирования обновленных компонентов изображения,(i) обновляют сейсмическое изображение путем замены компонентов изображения текущего сейсмического изображения обновленными компонентами изображения и(j) повторяют этапы (e)-(i) до тех пор, пока сейсмическое изображение не улучшится до удовлетворительного состояния. 2. Способ по п.1, в котором компонентами энергии являются компоненты пучка. 3. Способ по п.2, в котором компонентами энергии являются компоненты гауссова пучка. 4. Способ по п.1, в котором компоненты энергии включают в себя любое разбиение сейсмических данных, включая профили взрыва, данные общего выноса, данные общей средней точки и компоненты энергии плоской волны. 5. Способ по п.1, в котором распространение компонентов энергии через элементы линзы для формирования компонентов изображения вычисляют с использованием миграции пучка. 6. Способ по п.1, в котором пробное множество элементов линзы выбирают с использованием трассирования лучей. 7. Способ по п.6, в котором при трассировании лучей применяют поиск траектории луча по двум точкам. 8. Способ по п.6, в котором при трассировании лучей применяют трассирование нормальных лучей. 9. Способ по п.1, в котором пробное множество элементов линзы выбирают путем визуального осмотра. 10. Способ по п.1, в котором компоненты энергии выбирают с использованием направленной апертуры. 11. Способ по п.1, в котором компоненты энергии выбирают с использованием апертуры миграции. 12. Способ по п.1, в котором подмножество компонентов энергии выбирают с использованием трассирования лучей. 13. Способ по п.1, в котором на этапе выбора подмножества компонентов энергии до обновления элементов линзы выбирают пробное множество компонентов энергии, траектории луча которых проходят на заранее определенном расстоянии от объекта. 14. Способ по п.1, в котором на этапе выбора подмножества компонентов энергии выбирают пробное множество компонентов энергии, каждый из которых имеет траекторию луча, которая проходит через по меньшей мере один из обновленных элементов линзы. 15. Способ по п.1, в котором на этапе выбора подмножества компонентов энергии выбирают пробное множество компонентов энергии, каждый из которых имеет траекторию луча, которая проходит на заранее определенном расстоянии от объекта, и каждая траектория луча проходит через по меньшей мере один из обновленных элементов линзы. 16. Способ по п.1, в котором на этапе выбора подмножества компонентов энергии обеспечивают распространение пробного множества компонентов энергии через обновленную модель геологической среды для создания обновленных траекторий лучей для пробного множества компонентов энергии. 17. Способ по п.16, в котором подмножество компонентов энергии выбирают из пробного множества компонентов энергии, которые касаются объекта и имеют траектории луча, которые проходят через по меньшей мере один из обновленных элементов линзы. 18. Способ по п.1, в котором на этапах (e)-(i) вычисления производят в единой интерактивной прикладной программе. 19. Способ улучшения сейсмического изображения, содержащий этапы, на которых:(a) создают сейсмическое изображение с использованием компонентов сейсмической энергии и модели геологической среды, содержащей элементы, для формирования компонентов изображения, которые суммируются для формирования сейсмического изображения,(b) идентифицируют объект в сейсмическом изображении, который нужно улучшить,(c) обновляют выбранные элементы в модели геологической среды,(d) выбирают подмножество компонентов энергии из компонентов энергии, используемых на этапе(e) обеспечивают распространение подмножества компонентов энергии через обновленную модель геологической среды для создания обновленных компонентов изображения и(f) заменяют текущие компоненты изображения обновленными компонентами изображения для создания улучшенного сейсмического изображения. 20. Способ по п.19, в котором компонентами энергии являются компоненты пучка. 21. Способ улучшения сейсмического изображения, содержащий этапы, на которых:(a) создают сейсмическое изображение с использованием модели геологической среды, содержащей элементы линзы и сейсмические данные,(b) обновляют элементы линзы в модели геологической среды,(c) обновляют только те компоненты изображения, которые связаны с изменениями в модели геологической среды, которые влияют на построение сейсмических изображений объекта, и(d) заменяют компоненты изображения в сейсмическом изображении обновленными компонентами изображения для улучшения сейсмического изображения.