一種基于運(yùn)動(dòng)學(xué)波場(chǎng)屬性的繞射波分離方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于地震勘探資料處理領(lǐng)域，具體涉及一種基于運(yùn)動(dòng)學(xué)波場(chǎng)屬性的繞射波 分離方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在地震勘探中，對(duì)構(gòu)造解釋、巖性解釋以及油田勘探開發(fā)階段精細(xì)描述至關(guān)重要 的斷層、河道、鹽丘邊界等非連續(xù)性介質(zhì)以及地層尖滅等地層突變介質(zhì)等的非均質(zhì)目標(biāo)介 質(zhì)主要表現(xiàn)為豐富的繞射波信息。然而，利用繞射波信息進(jìn)行成像是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，因 為與反射波相比，繞射波的能量弱的多并且經(jīng)常被反射波所掩蓋，所以在識(shí)別小尺度異常 體時(shí)，通常是將反射波和繞射波分離并進(jìn)行單獨(dú)成像。波場(chǎng)分離的好壞會(huì)直接影響到繞射 波成像的效果，基于反射波和繞射波的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特征，分離繞射波的主要方法包括： (1)疊加方法，即利用共偏移距剖面沿繞射雙曲線疊加構(gòu)建共繞射點(diǎn)剖面來成像繞射波，以 探測(cè)局部非均勻地質(zhì)體；(2)濾波方法，即在疊前數(shù)據(jù)體上應(yīng)用傾角濾波、NMO濾波、本征矢 量濾波、Radon濾波等方法分離繞射波對(duì)不連續(xù)地質(zhì)體進(jìn)行高精度成像；（3) Radon變換-反 Radon變換方法，根據(jù)繞射波和反射波同相軸在炮記錄上的幾何差異，利用雙曲Radon濾波 器去除反射波信息，分離出繞射波；(4)聚焦-反聚焦方法，根據(jù)反射波能量可以聚焦到反 射點(diǎn)而繞射能量發(fā)散這一特性，采用聚焦-反聚焦方法提取繞射波并對(duì)其成像；(5)平面波 分解（PWD)方法，通過平面波濾波器估算出反射波連續(xù)光滑同相軸的局部斜率，從全波場(chǎng) 中去除強(qiáng)反射波，分離出只含繞射波波場(chǎng)記錄。
[0003] 隨著地震勘探區(qū)塊構(gòu)造的復(fù)雜化，地震資料的信噪比往往也較低，采用上述已有 技術(shù)從疊前地震數(shù)據(jù)中分離繞射波和反射波變得較為困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種基于運(yùn)動(dòng)學(xué)波場(chǎng)屬 性的繞射波分離方法，采用共反射面元疊加方法獲得信噪比顯著提高的疊加剖面，并利用 疊加過程中得到的運(yùn)動(dòng)學(xué)波場(chǎng)屬性從疊加剖面中分離繞射波信息，為后續(xù)的處理步驟比如 基于繞射波的速度模型建立和偏移成像提供輸入數(shù)據(jù)，為地下小尺度不連續(xù)地質(zhì)體的準(zhǔn)確 解釋提供技術(shù)支撐。
[0005] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種基于運(yùn)動(dòng)學(xué)波場(chǎng)屬性的繞射波分離方法，包括：
[0007] (1)輸入地震數(shù)據(jù)體；
[0008] ⑵基于CMP道集做自動(dòng)CMP疊加得到參數(shù)q和ZO剖面；
[0009] (3)基于ZO剖面搜索參數(shù)β和Rn ;
[0010] ⑷利用參數(shù)q和β計(jì)算參數(shù)Rnip ;
[0011] (5)利用參數(shù)Rn和Rnip做波場(chǎng)分離得到繞射疊加剖面。
[0012] 所述步驟（2)是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0013] 在CMP道集中，對(duì)于ZO剖面上每一個(gè)需要模擬的目標(biāo)點(diǎn)P。，只需要在CMP道集中 進(jìn)行單參數(shù)搜索來求取參數(shù)q，即對(duì)每一個(gè)Pc點(diǎn)在q的全部取值范圍內(nèi)沿公式（4)計(jì)算走 時(shí)曲線的相干值，并且選取相干值最大的一個(gè)，最后對(duì)每一個(gè)Pc點(diǎn)沿相應(yīng)的q參數(shù)的旅行 時(shí)曲線進(jìn)行疊加，得到自動(dòng)CMP疊加的ZO剖面；
[0014] ·? (4)
[0015] 其中，t。為中心射線的雙程旅行時(shí)，h為旁軸射線的半偏移距，V。為近地表處的地 震波速度，
[0016] (3)
[0017] β為中心射線在地表處的出射角，Rn為法向波的波前曲率，Rnip為法向入射點(diǎn)波的 波前曲率。
[0018] 所述步驟（3)是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0019] 利用兩參數(shù)搜索法，即通過沿簡(jiǎn)化疊加算子公式給出的旅行時(shí)曲線在參數(shù)對(duì)（β， Rn)的二維網(wǎng)格上計(jì)算相干值來進(jìn)行雙參數(shù)的二維搜索，由此選取產(chǎn)生最大相干值的參數(shù) 對(duì)；
[0020] 簡(jiǎn)化疊加算子公式如下：
[0021] (5)
[0022] 其中，Δχη為旁軸射線與中心射線在中心點(diǎn)處的偏離距離。
[0023] 所述步驟（4)是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0024] 利用式（3)計(jì)算得到參數(shù)Rnip的值：
[0025] (3)。
[0026] 所述步驟（5)是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0027] 分離繞射波的濾波器公式如下： _
(6)
[0029] 對(duì)于疊加剖面上的每個(gè)成像點(diǎn)，若公式（6)的值大于設(shè)定的閾值，則保存其疊加 結(jié)果，反之，將其疊加結(jié)果的值賦為〇,對(duì)所有成像點(diǎn)處理完成后即得到繞射疊加剖面。
[0030] 所述步驟⑷和步驟（5)之間進(jìn)一步包括：
[0031] 基于原始的多次覆蓋數(shù)據(jù)體做三參數(shù)β，Rn和Rnip的優(yōu)化，得到最優(yōu)CRS疊加剖 面，具體如下：
[0032] 利用公式（1)，將步驟（2) (3) (4)中得到疊加參數(shù)β，Rn和Rnip的值作為優(yōu)化算法 的初始值應(yīng)用到原始的多次覆蓋地震數(shù)據(jù)中，得到最終的CRS疊加剖面及波場(chǎng)屬性剖面， 即對(duì)上面得到的波場(chǎng)屬性值R n和Rnip進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)波場(chǎng)屬性參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化的目的是提高數(shù) 值的精確性；
[0033] (1).
[0034] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明充分利用繞射波與反射波在運(yùn)動(dòng) 學(xué)特征上的差異，通過疊加過程中得到的運(yùn)動(dòng)學(xué)波場(chǎng)屬性參數(shù)設(shè)計(jì)了分離繞射波的濾波器 公式，在疊加剖面上分離出繞射波信息。模型驗(yàn)證證實(shí)，處理后得到的繞射疊加剖面已經(jīng)將 反射波完全去除，只保留了繞射信息，該剖面可以作為后續(xù)處理步驟的輸入信息，比如基于 繞射波的速度模型建立和偏移成像等。
【附圖說明】
[0035] 圖1是本發(fā)明方法的步驟框圖。
[0036] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例中的含繞射點(diǎn)的平層模型速度場(chǎng)。
[0037] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例中的全波場(chǎng)的疊加剖面。
[0038] 圖4是本發(fā)明實(shí)施例中的分離繞射波后的疊加剖面。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：
[0040] 針對(duì)復(fù)雜構(gòu)造區(qū)塊地震資料信噪比較低，繞射波與反射波不易分離的難點(diǎn)，通過 共反射面元疊加得到信噪比明顯提高的疊加剖面，充分利用繞射波與反射波在運(yùn)動(dòng)學(xué)特征 上的差異，在疊加剖面上分離出繞射波信息。通過該技術(shù)得到的繞射疊加剖面，可以作為后 續(xù)基于繞射波的速度建模和偏移成像等處理步驟的輸入數(shù)據(jù)，為地下小尺度不連續(xù)地質(zhì)體 的準(zhǔn)確解釋提供技術(shù)支撐。
[0041] (1)技術(shù)原理
[0042] ①共反射面元疊加
[0043] 二維情況下，在以中心點(diǎn)Xni和半炮移距h建立的坐標(biāo)系中，共反射面元（Common Reflection Surface, CRS)的雙曲旅行時(shí)近似公式表示為：
[0044] (1)
[0045] 式中：t。為中心射線的雙程旅行時(shí)，T為旁軸射線的雙程旅行時(shí)；△ Xni為旁軸射線 與中心射線在中心點(diǎn)處的偏離距離；h為旁軸射線