基于頻率空間域波場延拓的地震資料缺口補(bǔ)償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及勘探地球物理地震數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，是一種利用時間-空間域內(nèi)的 波場延拓關(guān)系實現(xiàn)地震資料缺口補(bǔ)償?shù)姆椒ā?br>【背景技術(shù)】
[0002] 在地震數(shù)據(jù)處理中，地震道缺失和空間采樣不足是很常見的，其表現(xiàn)為死道或者 由于含有強(qiáng)烈的噪聲而在預(yù)處理過程中被剔除的道記錄。這樣，基于多道處理算法的處理 過程將受到缺失道的影響，其中受影響最嚴(yán)重的包括波動方程偏移，基于波動方程的抑制 表面多次波的方法，與地表有關(guān)的多次波的消除和譜估計等處理過程。
[0003] 地震資料補(bǔ)償方法可以在不重新進(jìn)行地震資料采集的情況下，補(bǔ)償缺失的地震數(shù) 據(jù)，保障后續(xù)處理的順利進(jìn)行。目前常用的地震資料補(bǔ)償方法主要有Sine插值方法、f_x 域插值方法、t-x域預(yù)測誤差濾波插值方法和基于Radon變換法的地震道插值方法。其中 Sine插值方法雖然在進(jìn)行地震道插值時速度快，易于實現(xiàn)，但是無法正確內(nèi)插具有空間假 頻的地震道。Spitz的f-x域地震道插值方法和Claerbout的t-x域預(yù)測誤差濾波插值方 法雖然可以正確內(nèi)插具有空間假頻的地震道，但是這些方法計算量特別大，使其在實際數(shù) 據(jù)中的實用性大大降低。基于Radon變換法的地震道插值方法可以用于地震資料的補(bǔ)償， 但該方法本身不是保幅的，地震數(shù)據(jù)經(jīng)過Radon正變換和Radon反變換之后，數(shù)據(jù)會有微小 的改變。
[0004] 此外多次波是地下反射層的多次反射，也蘊(yùn)含了地層結(jié)構(gòu)信息，在極其復(fù)雜的地 質(zhì)條件下，甚至包含了一次波不具有的地下信息，用適當(dāng)?shù)姆椒右岳每梢垣@得更加豐 富的地質(zhì)構(gòu)造信息，但這種方法通常只適用于海上資料，大部分陸上地震資料的多次波并 不發(fā)育。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種為提高地震成像質(zhì)量，解決三維 地震勘探中由于儀器故障或地表條件影響造成地震道缺失，導(dǎo)致后續(xù)處理困難的基于頻率 空間域波場延拓的地震資料缺口補(bǔ)償方法。
[0006] 本發(fā)明的目的可通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)：
[0007] (1)對三維地震數(shù)據(jù)進(jìn)行三維傅里葉變換，將（X，y，t)域地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到kx-ky-f 域；
[0008] ⑵利用地震信號的空間相干性，根據(jù)時間-空間域內(nèi)的波場延拓關(guān)系，對非缺失 道地震數(shù)據(jù)的波場進(jìn)行延拓，得到缺失道的波場信息；
[0009] (3)進(jìn)行三維傅里葉反變換，得到（X，y，t)域的補(bǔ)償數(shù)據(jù)。
[0010] 本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步優(yōu)化為：
[0011] (1)對輸入的三維地震數(shù)據(jù)進(jìn)行三維傅里葉變換，將（X，y，t)域地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到 kx-ky_f域，變換公式為；
[0013] 其中u(x，y，t)為輸入的三維地震數(shù)據(jù)，疊前補(bǔ)償可使用各種道集數(shù)據(jù)，但通常選 用共炮檢距數(shù)據(jù)效果更佳；疊后補(bǔ)償即為疊加數(shù)據(jù)；A(kx，ky，f)為變換后的頻率空間域數(shù) 據(jù)。
[0014] (2)利用地震信號的空間相干性，根據(jù)時間-空間域內(nèi)的波場延拓關(guān)系，對非缺失 道地震數(shù)據(jù)的波場進(jìn)行延拓，延拓公式為：
[0016] 其中A(k'x,k'y,ω)為延拓得到的在（χ+χ。，y+y。）處的頻率空間域數(shù)據(jù)。
[0017] (3)進(jìn)行三維傅里葉反變換，得到（X，y，t)域的補(bǔ)償數(shù)據(jù)，變換公式為。
[0019] 其中u(x+x。，y+y。，t)為延拓得到的在（x+x。，y+y。）處缺失的數(shù)據(jù)。
[0020] 考慮到三維空間中地震道在不同方向上缺失的不規(guī)則性，綜合考慮三維效應(yīng)后實 際補(bǔ)償?shù)牡卣鸬缿?yīng)為：
[0022] 其中B(X(]，y。）為方向因子，它與各道的方位及每次補(bǔ)償?shù)牡罃?shù)有關(guān)，也是道間能 量匹配因子。私x+ ·>' + ·%..，.0為綜合考慮三維效應(yīng)后實際在（x+xQ，y+y。）處補(bǔ)償?shù)臄?shù)據(jù)。
[0023] 本發(fā)明通過地震資料缺口補(bǔ)償，加密空間采樣率，能夠有效防止偏移剖面上出現(xiàn) 假頻，同時提高信噪比，為后續(xù)地震資料的處理和解釋提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐；同時本發(fā)明 很好的解決了三維地震勘探中，由于儀器故障或地表條件影響造成地震道缺失，導(dǎo)致后續(xù) 處理困難的問題（如成像剖面出現(xiàn)假頻，橫向分辨率變差等），進(jìn)而提高地震成像質(zhì)量。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明一種典型實施例的流程圖；
[0025] 圖2是道間距太大的原始數(shù)據(jù)；
[0026] 圖3是對應(yīng)圖2的頻率波數(shù)譜；
[0027] 圖4是經(jīng)過波場延拓后的頻率波數(shù)譜；
[0028] 圖5是隔道補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)；
[0029] 圖6是縱測線號為3933的補(bǔ)償前剖面；
[0030] 圖7是縱測線號為3933的補(bǔ)償后剖面；
[0031] 圖8橫測線號為1290的補(bǔ)償前剖面；
[0032] 圖9橫測線號為1290的補(bǔ)償后剖面；
[0033] 圖10補(bǔ)償前600ms時間切片；
[0034] 圖11補(bǔ)償后600ms時間切片。
【具體實施方式】
[0035] 為使本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉出較佳實施 例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。
[0036] 如圖1所示，圖1為本發(fā)明的基于頻率空間域波場延拓的地震資料缺口補(bǔ)償方法 的流程圖。
[0037] 在步驟101，輸入待補(bǔ)償?shù)娜S數(shù)據(jù)，疊前補(bǔ)償可使用各種道集數(shù)據(jù)，但通常選用 共炮檢距數(shù)據(jù)效果更佳；疊后補(bǔ)償即為疊加數(shù)據(jù)。由于采用了傅里葉變換，因此必須按照均 勻的炮檢距網(wǎng)格排列。若輸入數(shù)據(jù)中炮檢距不均勻，應(yīng)首先通過道內(nèi)插技術(shù)進(jìn)行規(guī)則化處 理。然后流程進(jìn)入到步驟102。
[0038] 在步驟102,將三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到頻率空間域，流程進(jìn)入到步驟103。
[0039] 在步驟103,利用地震信號的空間相干性，根據(jù)時間-空間域內(nèi)的波場延拓關(guān)系， 對非缺失道地震數(shù)據(jù)的波場進(jìn)行延拓，得到缺失道的波場信息，流程進(jìn)入到步驟104。
[0040] 在步驟104,進(jìn)行三維傅里葉反變換，將頻率空間域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到時間域，流程進(jìn)入 到步驟105。
[0041] 在步驟105,數(shù)據(jù)的輸出，可以根據(jù)需要僅輸出補(bǔ)償數(shù)據(jù)，也可以將原始數(shù)據(jù)和補(bǔ) 償數(shù)據(jù)一起輸出。
[0042] 通過以上流程，能夠有效補(bǔ)償缺失地震數(shù)據(jù)。圖2是利用正演手段得到的炮記錄， 它的道間距太大，需要進(jìn)行隔道補(bǔ)償；圖3是對應(yīng)圖2的頻率波數(shù)譜。通過波場延拓，得到 延拓后的頻率波數(shù)譜（圖4所示），然后轉(zhuǎn)換回時間域，得到補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)。從補(bǔ)償后的數(shù) 據(jù)可以看出，補(bǔ)償效果較好。
[0043] 圖6-圖11是實際資料的實施實例，圖6和圖7是縱測線號為3933的補(bǔ)償前剖面 與補(bǔ)償后剖面；圖8和圖9是橫測線號為1290的補(bǔ)償前剖面與補(bǔ)償后剖面；從剖面中可以 看出缺口部位得到補(bǔ)償，同相軸連續(xù)且保持了相對能量關(guān)系。圖10和圖11是補(bǔ)償前和補(bǔ) 償后的600ms時間切片，也可以看出具有較好的補(bǔ)償效果。正演數(shù)據(jù)和實際資料都驗證了 本發(fā)明具有較好的補(bǔ)償效果。
【主權(quán)項】
1. 基于頻率空間域波場延拓的地震資料缺口補(bǔ)償方法，其特征在于包括： (1) 對Η維地震數(shù)據(jù)進(jìn)行Η維傅里葉變換，將（X，y，t)域地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到ky-ky-f域； (2) 利用地震信號的空間相干性，根據(jù)時間-空間域內(nèi)的波場延拓關(guān)系，對非缺失道地 震數(shù)據(jù)的波場進(jìn)行延拓，得到缺失道的波場信息； (3) 進(jìn)行Η維傅里葉反變換，得到（x，y，t)域的補(bǔ)償數(shù)據(jù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于頻率空間域波場延拓的地震資料缺口補(bǔ)償方法，其特征 在于： (1) 對輸入的Η維地震數(shù)據(jù)進(jìn)行Η維傅里葉變換的變換公式為其中u(x，y，t)為輸入的Η維地震數(shù)據(jù)，A(ky，ky，f)為變換后的頻率空間域數(shù)據(jù)； (2) 對非缺失道地震數(shù)據(jù)的波場進(jìn)行延拓，延拓公式為其中A化'x，k'y，ω)為延拓得到的在（x+x"，y+y。）處的頻率空間域數(shù)據(jù)。 (3) 進(jìn)行Η維傅里葉反變換的變換公式為其中u(x+X(j，y+y(j，t)為延拓得到的在（x+X(j，y+y。）處缺失的數(shù)據(jù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于頻率空間域波場延拓的地震資料缺口補(bǔ)償方法，其 特征在于上述步驟中還包括： Η維效應(yīng)后實際補(bǔ)償?shù)牡卣鸬缿?yīng)為其中B(x〇，y〇)為方向因子，卸Χ+而，V+乂1，"為立維效應(yīng)后實際在（x+x〇，y+y〇)處補(bǔ)償 的數(shù)據(jù)。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于頻率空間域波場延拓的地震資料缺口補(bǔ)償方法，是對三維地震數(shù)據(jù)進(jìn)行三維傅里葉變換，將域地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到域，由于地震信號具有空間相干性，根據(jù)時間-空間域內(nèi)的波場延拓關(guān)系，對非缺失道地震數(shù)據(jù)的波場進(jìn)行延拓，得到缺失道的波場信息，然后進(jìn)行三維傅里葉反變換，得到域的補(bǔ)償數(shù)據(jù)。由于三維傅里葉變換屬正交變換，在和兩個域內(nèi)具有良好的保范性，使得變化前后信號的能量保持一致。本發(fā)明通過波場延拓進(jìn)行缺失地震資料補(bǔ)償，具有明確的地球物理意義，同時采用快速傅里葉變換，具有較高的計算效率。
【IPC分類】G01V1/28
【公開號】CN105242304
【申請?zhí)枴緾N201410317628
【發(fā)明人】韓文功, 馮德永, 孫成禹, 李紅梅, 梁鴻賢, 謝俊法
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司物探研究院
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2014年7月4日