一种基于克希霍夫积分反偏移的层间多次波预测方法

摘要

一种基于克希霍夫积分反偏移的层间多次波预测方法，属于地震多次波压制领域。该方法首先基于输入的叠前时间偏移剖面，应用逆散射级数法预测出仅含有层间多次波的叠前时间偏移剖面，然后在此基础上利用时域克希霍夫反偏移算法最终获得层间多次波炮集记录。模型数据的实验结果显示，基于叠前时间偏移剖面的层间多次波预测有效减少了多次波预测的计算量，且通过克希霍夫反偏移创建层间多次波炮集记录其显著降低了实际问题的复杂程度，使层间多次波预测能够用于实际地震资料处理，是一种较为理想的层间多次波预测方法。

权利要求

1.一种基于克希霍夫积分反偏移的层间多次波预测方法，其特征在于它具体包括以下步骤：(1)给定一次波的叠前时间偏移剖面IMT，给地震波速v(x,t)，利用式(1)对一次波叠前时间偏移记录进行“时——深”转换，得到叠前深度偏移剖面IMD；

式中，IMD表示叠前深度偏移剖面，IMT表示叠前时间偏移剖面，v(x,t)为地震波速，x表示横向距离，t表示时间，z表示深度；

(2)输入叠前深度偏移剖面IMD，利用式(2)得到波数域的层间多次波预测结果IMKm；

式中，x表示横向距离，kz为波数，z′1、z′2、z′3为深度，IMKm为波数域的层间多次波预测结果；

(3)利用式(3)对IMKm作反傅里叶变换，得到深度域层间多次波剖面IMDm；

式中x表示横向距离，z表示深度，kz为波数

(4)利用式(4)对深度域层间多次波剖面IMDm做“深——时”转换，最终得到层间多次波的叠前时间偏移剖面IMTm；

式中v(x,t)为地震波速，x表示横向距离，z表示深度，t表示时间；

(5)依据层间多次波的叠前时间偏移剖面IMTm，利用式(5)基于克希霍夫积分反偏移算法生成层间多次波炮集记录IDTm；

式中，IDTm为多次波炮集记录，x表示横向距离，t表示时间，WD(x,t)为积分权重因子，其可由公式(6)求得；

式中，v(x,t)为地震波速，r0、r分别为入射线、绕射线的传播距离，θ0与θ分别为入射线r0、绕射线r与面元法向矢量n的夹角。

说明书

一种基于克希霍夫积分反偏移的层间多次波预测方法

技术领域

[0001] 本发明属于地震资料数据处理领域，是一种既可减少计算量又可保证精度的基于克希霍夫积分反偏移的层间多次波预测方法。

背景技术

[0002] 由于地层当中存在强反射界面，地震波在界面之间经过多次反射形成层间多次波，若不加以去除将严重影响成像剖面的质量，甚至会误导后期地震资料的解释，因此预测与衰减层间多次波是地震资料数据处理的关键环节。

[0003] 多次波压制主要是根据多次波与一次波性质上的差异，应用一定的数学处理方法分离或预测出多次波，并在此基础上衰减多次波。当前压制多次波的方法主要有两种：一种是滤波法，其主要是依据多次波与一次波视速度或周期性的差异，利用数学变换将多次波分离，达到压制多次波的效果，但是在多次波与一次波视速度相近的情况下，该方法无法达到理想的压制效果；另一种常用的多次波压制方法是预测减去法，该方法是依据多次波与一次波的关系预测出多次波，并在相应的炮集域或CMP域中减去相应的预测结果，以达到压制多次波的目的。

[0004] 常规的多次波压制方法对于层间多次波无法起到良好的效果，其原因在于层间多次波视速度与一次波相近，并且周期性差异也不大，因此用常规的滤波方法难以识别与剔除层间多次波，而采用预测减去法计算量大，成本高，限制了其在实际资料处理中的应用。

发明内容

[0005] 本发明要解决的技术问题在于提供一种基于克希霍夫积分反偏移的层间多次波预测方法，所述方法保证在较小的计算量下对多次波实现最有效的压制。总共分为两步实现对层间多次波的预测，第一步在成像剖面域预测一次波对应的多次波，第二步利用克希霍夫积分反偏移方法将其变换到炮集域。

[0006] 本发明采取以下技术方案：

[0007] 一种基于克希霍夫积分反偏移的层间多次波预测方法，其特征在于它具体包括以下步骤：

[0008] (1)给定一次波叠前时间剖面IMT，给定偏移速度v(x,t)，利用式(1)对一次波叠前时间偏移记录进行“时——深”转换，得到叠前深度偏移剖面IMD；

[0009]

[0010] 式中，IMD表示叠前深度偏移剖面，IMT表示叠前时间偏移剖面，v(x,t)为地震波速，x表示横向距离，t表示时间，z表示深度；

[0011] (2)输入叠前深度偏移剖面IMD，利用式(2)得到波数域的层间多次波预测结果IMKm；

[0012]

[0013] 式中，x表示横向距离，kz为波数，z′1、z′2、z′3为深度，IMKm为波数域的层间多次波预测结果；

[0014] (3)利用式(3)对IMKm作反傅里叶变换，得到深度域层间多次波剖面IMDm；

[0015]

[0016] 式中x表示横向距离，z表示深度，kz为波数

[0017] (4)利用式(4)对深度域层间多次波剖面IMDm做“深——时”转换，最终得到层间多次波的叠前时间偏移剖面IMTm；

[0018]

[0019] 式中v(x,t)为地震波速，x表示横向距离，z表示深度，t表示时间；

[0020] (5)依据层间多次波的叠前时间偏移剖面IMTm，利用式(5)基于克希霍夫积分反偏移算法生成层间多次波炮集记录IDTm；

[0021]

[0022] 式中，IDTm为多次波炮集记录，x表示横向距离，t表示时间，WD(x,t)为积分权重因子，其可由公式(6)求得；

[0023]

[0024] 式中，v(x,t)为地震波速，r0、r分别为入射线、绕射线的传播距离，θ0与θ分别为入射线r0、绕射线r与面元法向矢量n的夹角。

[0025] 本发明与现有技术相比的有益效果：

[0026] 本发明提出了一种基于克希霍夫积分反偏移的层间多次波预测方法，该方法基于叠前时间偏移剖面的层间多次波预测有效减少了多次波预测的计算量，而通过克希霍夫反偏移创建层间多次波炮集记录其显著降低了实际问题的复杂程度，使层间多次波预测能够用于实际地震资料处理。

附图说明

[0027] 图1基于一次波速度偏移成像的叠前时间偏移剖面；

[0028] 图2仅包含层间多次波的叠前时间偏移剖面IMTm；

[0029] 图3预测的层间多次波炮集记录与偏移速度谱示例(a)层间多次波炮集记录示例(炮号为110)；(b)层间多次波记录的偏移速度谱示例(x＝8250m)；

[0030] 图4原始记录的层间多次波特征分析(a)原始炮集记录示例(炮号为110)；(b)偏移速度谱示例(x＝8250m)；

[0031] 图5衰减多次波后的炮集记录与去除的层间多次波干扰示例(a)衰减多次波后的炮集记录(炮号为110)；(b)去除的层间多次波干扰(炮号为110)；

[0032] 图6衰减层间多次波后炮集记录的叠前时间偏移剖面。

具体实施方式

[0033] 下面通过实施例来对本发明的技术方案作进一步研究，但本发明的保护范围不受实施例任何形式上的限制。

[0034] 本发明提出的一种基于克希霍夫积分反偏移的层间多次波预测方法，具体的实施过程主要分为以下两步：

[0035] (1)在成像剖面域预测一次波对应的多次波；(2)利用克希霍夫积分反偏移方法将其变换到炮集域。

[0036] 采用海上二维拖缆观测方式模拟含有强层间多次波的炮集记录，其震源与检波器均位于海面(即深度为0)。模拟的数据集共含有200炮，炮间距为50m；每炮含有118道，其最小偏移距与道间距均为25m；各炮记录的时间采样率为4ms，记录长度达到5116ms。

[0037] 下面将详细阐述本发明的具体实施过程：

[0038] (1)输入图1所示基于一次波速度偏移成像的原始叠前时间偏移剖面，利用式(1)对一次波叠前时间偏移记录进行“时——深”转换，得到叠前深度偏移剖面IMD；

[0039] (2)输入叠前深度偏移剖面IMD，利用公式(2)逆散射级数法进行层间多次波预测，得到波数域的层间多次波预测结果IMKm；

[0040] (3)利用式(3)对IMKm作反傅里叶变换，得到深度域层间多次波剖面IMDm；

[0041] (4)利用式(4)对深度域层间多次波剖面IMDm做“深——时”转换，最终得到层间多次波的叠前时间偏移剖面IMTm，所得结果如图2所示。通过对比可知，图2所示的多次波剖面中包含了丰富的层间多次波信息，其主要同相轴的旅行时与原始剖面中的基本一致，进一步验证了基于叠前时间偏移剖面进行层间多次波预测的有效性；

[0042] (5)输入层间多次波的叠前时间偏移剖面IMTm(见图2)，利用时域克希霍夫积分反偏移方法生成层间多次波炮集记录。图3(a)与(b)分别给出了预测的层间多次波炮集记录及其偏移速度谱，为使深部反射清晰可见，对所示记录进行了球面扩散补偿处理。与图4所示的原始炮集记录相比，预测的记录中含有丰富的多次波信息，且强层间多次波同相轴的旅行时与原始记录中的基本一致；

[0043] 图5显示了衰减多次波后的炮集记录以及减去的层间多次波干扰，经过对比可知，原始炮集记录(见图4)中的多次波同相轴受到了明显压制。对衰减多次波后的炮集记录进行克希霍夫叠前时间偏移处理，所得偏移剖面如图6所示，其中层间多次波同相轴已被完全去除，剖面的信噪比得到显著提升。

[0044] 由此可见，基于叠前时间偏移剖面的层间多次波预测有效减少了多次波预测的计算量，而通过克希霍夫反偏移创建层间多次波炮集记录其显著降低了实际问题的复杂程度，使层间多次波预测能够用于实际地震资料处理，是一种较为理想的层间多次波预测方法。