專利名稱：一種基于反射波層拉平提取并消除的繞射波分離處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地球物理勘探地震資料處理領(lǐng)域，具體地，涉及基于反射波層拉平提取并消除的繞射波分離處理方法。
背景技術(shù)：
隨著地震勘探工作的不斷深入，對(duì)需要解決的勘探目標(biāo)的難度也越來越高。在某些以碳酸鹽巖縫洞儲(chǔ)集體為主要地質(zhì)目標(biāo)的探區(qū)，對(duì)溶洞等地質(zhì)目標(biāo)的刻畫能力提出了更高的要求。通常需要人們通過高精度地震勘探、繞射波成像等來對(duì)它進(jìn)行精確刻畫，以便精細(xì)解釋“串珠反射”等細(xì)節(jié)問題，進(jìn)而研究其含油氣性。當(dāng)前國內(nèi)外正處在繞射波信號(hào)增強(qiáng)與成像技術(shù)研究階段，主要研究包括如何做 到在保幅的前提下，增強(qiáng)繞射波信號(hào)，壓制其它各種波；以繞射波信號(hào)成像為主要目的的高精度的速度分析和正確的偏移速度場建立的研究；繞射波信號(hào)成像的偏移方法的研究等。由于原始地震記錄中的繞射波通常是以弱波組、無明顯規(guī)律可尋的形式，與反射波混合存在于記錄中(如圖2、圖3所示)，往往被強(qiáng)能量的反射波所掩蓋，難以實(shí)現(xiàn)繞射波的分離，這是實(shí)現(xiàn)繞射波獨(dú)立成像處理的主要技術(shù)難點(diǎn)。解決了繞射波場的分離技術(shù)問題，就有可能使繞射波成像處理得到更為理想的成像效果。在反射波地震資料處理中，成像工作主要是圍繞著反射波進(jìn)行的，記錄中由溶洞等產(chǎn)生的弱繞射波，盡管也能在偏移處理中得到較好的歸位，但由于偏移成果中優(yōu)勢能量的反射波占居了主導(dǎo)地位，嚴(yán)重影響了弱繞射波的成像，對(duì)溶洞等特殊異常體的精確刻畫和含油氣性研究極為不利。Nowak等嘗試了從地震記錄中分離繞射波的一種雙曲線Radon變換方法，即利用炮集記錄中反射波與繞射波同相軸軌跡的幾何差別，通過雙曲線Radon變換，將反射波從地震記錄中分離出來，從而可以通過進(jìn)一步的處理達(dá)到增強(qiáng)繞射波能量的目的。由于雙曲線Radon變換等方法在實(shí)現(xiàn)反射波與繞射波分離的處理時(shí)，易損失部分有效信息，且難以保持記錄原有的波組特征和振幅保真度，不利于后續(xù)的巖性處理分析。趙娟娟等提出了用F-K濾波分離地震繞射波和反射波的方法。該方法在實(shí)際資料的處理中，特別是信噪比較低的資料，反射波與繞射波的分離還存在一定的難度，需要進(jìn)一步的研究。Sergey Fomel提出了一種首先計(jì)算疊后地震同相軸上每一點(diǎn)的斜率,對(duì)不符合斜率關(guān)系的殘余部分(繞射波)進(jìn)行去除以使斜率關(guān)系盡量平滑。這樣不斷迭代，最終形成優(yōu)化后的斜率場以及總的殘余量。這樣，總的殘余量就被認(rèn)為是繞射波。該方法只是應(yīng)用于疊后數(shù)據(jù)，不利于疊前屬性提取等研究。

發(fā)明內(nèi)容
為了提高對(duì)溶洞等特殊異常體(地質(zhì)目標(biāo))的刻畫能力和可解釋性，將繞射波分離出來(如圖4所示)進(jìn)行單獨(dú)處理成像，使處理成果的波場單純化(如圖5所示)，克服現(xiàn)有技術(shù)中其他方法在波場分離過程中出現(xiàn)的上述技術(shù)缺陷。本發(fā)明提供了一種基于反射波層拉平提取并消除的繞射波分離處理方法，以便獲得更高品質(zhì)的繞射波成像成果，實(shí)現(xiàn)提高繞射波成像清晰度的目的。(I)疊前炮記錄反射波組拉平處理技術(shù)
本發(fā)明是在常規(guī)預(yù)處理的基礎(chǔ)上，通過從疊加數(shù)據(jù)體上對(duì)準(zhǔn)備消去的反射層(“溶洞和裂縫”現(xiàn)象發(fā)育的目的層附近的標(biāo)準(zhǔn)反射層)提取共深度點(diǎn)CDP對(duì)應(yīng)的層位拉平時(shí)間信息，利用空間屬性建立的共深度點(diǎn)CDP與炮集記錄中各道記錄的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，完成將疊加數(shù)據(jù)體層位拉平時(shí)間信息映射到疊前炮集記錄中各道記錄 上，以便進(jìn)行疊前炮記錄的反射波組拉平和反拉平處理。為下一步繞射波場的分離奠定了基礎(chǔ)，克服了繞射波能量弱、無明顯規(guī)律可尋的問題。(2)炮記錄反射波組提取及減去法繞射波分離技術(shù)
為了實(shí)現(xiàn)繞射波場的分離的目的，本發(fā)明也是根據(jù)炮集記錄中反射波與繞射波同相軸軌跡的幾何差別的自然規(guī)律，與雙曲線Radon變換法、F-K濾波分離法不同在于本發(fā)明是在反射波組拉平的基礎(chǔ)上，利用中值濾波技術(shù)將強(qiáng)反射波提取出來，并從原記錄中減去，實(shí)現(xiàn)繞射波的分離?？朔似渌椒ㄔ诒Ｕ娑鹊?、有效繞射波損失較多、低信噪比時(shí)效果較差等方面的不利影響。(3)繞射波的成像技術(shù)
由于繞射波的成像速度與其附近的反射波的成像速度相當(dāng)，所以可利用反射波信噪比高的優(yōu)勢，在預(yù)處理中獲得較精確的反射波均方根速度，該速度場除了用于反射波成像處理外，同樣也可用于繞射波的成像處理。在從原波場分離出的繞射波記錄基礎(chǔ)上，利用提取到的層位拉平時(shí)間信息，進(jìn)行疊前繞射波炮記錄的反拉平處理，將炮集記錄抽回成道集記錄后，可直接疊加獲得消除了反射波的繞射波疊加成果(圖5)，并利用前面預(yù)處理得到的速度場進(jìn)行繞射波的疊后時(shí)間偏移處理，得到繞射波偏移成像成果(圖7)。(4)繞射波的速度分析和疊前時(shí)間偏移成像
在疊前采用反射波提取-減去法消除強(qiáng)反射波對(duì)能量較弱的繞射波的影響，為后續(xù)的繞射波速度分析、繞射波偏移成像打下了良好的基礎(chǔ)。在上述資料處理的基礎(chǔ)上，也可選擇進(jìn)行繞射波的速度場的修正、疊前時(shí)間偏移等進(jìn)一步的研究處理。本發(fā)明是基于反射波層拉平提取并消除的繞射波分離處理方法，包括以下步驟
(1)預(yù)處理包括數(shù)據(jù)解編或格式轉(zhuǎn)換、空間屬性建立、置道頭、靜校正、振幅補(bǔ)償、反褶積、去噪、根據(jù)道頭信息生成共深度點(diǎn)⑶P道集記錄、速度分析、剩余靜校正、動(dòng)校正、疊加；
(2)將步驟(I)預(yù)處理中的共深度點(diǎn)⑶P道集記錄進(jìn)行動(dòng)校正、靜校正處理，并根據(jù)道頭信息生成炮集記錄；
(3)根據(jù)步驟(I)得到的疊加數(shù)據(jù)進(jìn)行的目標(biāo)層位拾取，提取層位拉平時(shí)間量，利用空間屬性建立的共深度點(diǎn)CDP與炮集記錄中各道記錄的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，完成將層位拉平時(shí)間信息映射到疊前炮集記錄中各道記錄上；
(4)根據(jù)步驟(3)提取的層位拉平時(shí)間量，進(jìn)行疊前炮記錄反射波層拉平處理；
(5)對(duì)步驟(4)中獲得的反射波層拉平炮集記錄，利用中值濾波技術(shù)將反射波提取出來，并從原記錄中減去，獲得繞射波炮記錄；(6)將從步驟(5)中獲得的繞射波炮集記錄進(jìn)行反拉平處理；
(7)從炮集記錄抽回到共深度點(diǎn)CDP道集記錄，進(jìn)行疊加處理；
(8)利用步驟(I)預(yù)處理中速度分析得到的速度場進(jìn)行偏移處理，得到繞射波偏移成像成果數(shù)據(jù)。所述步驟還可以進(jìn)一步包括繞射波的速度分析和疊前時(shí)間偏移成像在疊前采用反射波提取-減去法消除強(qiáng)反射波對(duì)能量較弱的繞射波的影響，并進(jìn)一步進(jìn)行繞射波的速度場的修正、疊前時(shí)間偏移的處理。所述的(5)步驟中所述的中值濾波技術(shù)還可以為KL濾波、FK濾波。所述的步驟(7)所述的從炮集記錄抽回到共深度點(diǎn)⑶P道集記錄包括處理記錄域的轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明克服了其它方法在保真度低、有效繞射波損失較多、低信噪比時(shí)效果較差等方面的不利影響；此外，本發(fā)明是在疊前實(shí)現(xiàn)繞射波分離的，它比在疊后進(jìn)行繞射波分離更有利于進(jìn)行疊前的繞射波振幅屬性等的分析和參數(shù)提取的研究。


圖I為不同尺度的溶洞和裂縫地震響應(yīng)特征模擬。圖2為波場分離前的原始記錄。圖3為常規(guī)處理疊加剖面。圖4為波場分離后的繞射波記錄。圖5為繞射波疊加剖面。圖6為常規(guī)處理反射波偏移剖面。圖7為繞射波偏移剖面。圖8為實(shí)現(xiàn)繞射波成像處理流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。本發(fā)明包括但不限于這些實(shí)施例所涉及的內(nèi)容。正演模擬
如圖I所示，是一個(gè)雙層介質(zhì)的物理模型，上部介質(zhì)為均勻介質(zhì)，速度為1500m/s，下部介質(zhì)的圍巖速度為2300m/s，其中發(fā)育相對(duì)低速(1800111/8、1900111/8、2000111/8、2100m/s)、不同尺寸、不同形狀的溶洞和裂縫。采用本發(fā)明技術(shù)方法對(duì)物理模型數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理(包括流程中的數(shù)據(jù)輸入、常規(guī)預(yù)處理、速度分析、CDP道集分選、疊加、提取層位拉平時(shí)間量、動(dòng)靜校正、炮集分選、層拉平炮記錄、中值濾波提取反射波、相減、提取繞射波記錄、反層拉平炮記錄、CDP道集分選、繞射波疊加、繞射波偏移、輸出成果數(shù)據(jù))，圖2-圖7給出了對(duì)物理模型進(jìn)行的成像處理的部分圖件。對(duì)比圖6與圖7可見物理模型中對(duì)應(yīng)的不同尺寸、不同形狀的溶洞和裂縫，在地震響應(yīng)波場中(圖7)很明顯地看到在對(duì)應(yīng)裂縫和溶洞發(fā)育部位地震波出現(xiàn)異常；而在圖6中則分辨率不高，其周邊存在一些假象干擾，影響了對(duì)溶洞和裂縫刻畫。另外，在物理模型制作過程中，在模型表面附近產(chǎn)生了一些不規(guī)則的氣泡，由它產(chǎn)生的繞射波也被觀測記錄下來了，并得到了很好的成像(圖7中2秒附近所示)，而在圖6中則很難看清楚，氣泡被強(qiáng)反射所淹沒。氣泡清晰度明顯顯示出應(yīng)用本發(fā)明的提高繞射成像清晰度的優(yōu)勢。實(shí)驗(yàn)表明應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)處理獲得的繞射波成像剖面對(duì)低速、不同尺寸、不同形狀的溶洞和裂縫的刻畫具有明顯的優(yōu)勢。在常規(guī)反射法地震勘探資料處理中，總是將反射波和繞射波混合在一起，按統(tǒng)一的處理流程和參數(shù)進(jìn)行處理，處理效果的好壞也總是以反射波成像作為標(biāo)準(zhǔn)，但當(dāng)我們需要研究的目標(biāo)發(fā)生了變化時(shí)，其判斷的標(biāo)準(zhǔn)也就隨之改變了。在繞射波信號(hào)成像處理中，是以繞射波成像的好壞作為標(biāo)準(zhǔn)的，也就是說反射波這時(shí)是作為干擾波看待，消除得越干凈表示波場分離的效果越好。本發(fā)明波場分離技術(shù)的應(yīng)用前提條件是探區(qū)主要目的層(繞射波發(fā)育區(qū))附近存在可追蹤拾取的反射波標(biāo)準(zhǔn)層(即需要消除的反射波干擾)。而這一條件往往在大部分探區(qū)都能得到滿足，即通常情況是在溶洞等地質(zhì)目標(biāo)發(fā)育的上下都存在良好的反射波標(biāo)準(zhǔn)層。因此，就為該發(fā)明能夠獲得良好的應(yīng)用效果創(chuàng)造了條件。
本發(fā)明是一種基于反射波層拉平提取并消除的繞射波分離處理方法，對(duì)繞射波進(jìn)行獨(dú)立成像，可以獲得更高品質(zhì)的繞射波成像數(shù)據(jù)，提高了繞射波成像的清晰度，提高了處理成果的分辨率、信噪比、保真度，提高了對(duì)“溶洞和裂縫”地質(zhì)目標(biāo)的刻畫精度和處理成果的可解釋性。另外，由于該方法具有很高的振幅保真度，能保持原有的波組特征，故為后續(xù)的繞射波振幅屬性的提取和含油氣性研究奠定了良好的基礎(chǔ)，在某些類似以碳酸鹽巖縫洞儲(chǔ)集體為主要地質(zhì)目標(biāo)的探區(qū)，該技術(shù)將有很好的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求
1.一種基于反射波層拉平提取并消除的繞射波分離處理方法，其特征在于包括以下步驟(1)預(yù)處理包括數(shù)據(jù)解編或格式轉(zhuǎn)換、空間屬性建立、置道頭、靜校正、振幅補(bǔ)償、反褶積、去噪、根據(jù)道頭信息生成共深度點(diǎn)⑶P道集記錄、速度分析、剩余靜校正、動(dòng)校正、疊加； (2)將步驟(I)預(yù)處理中的共深度點(diǎn)⑶P道集記錄進(jìn)行動(dòng)校正、靜校正處理，并根據(jù)道頭信息生成炮集記錄； (3)根據(jù)步驟(I)得到的疊加數(shù)據(jù)進(jìn)行的目標(biāo)層位拾取，提取層位拉平時(shí)間量，利用空間屬性建立的共深度點(diǎn)CDP與炮集記錄中各道記錄的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，完成將層位拉平時(shí)間信息映射到疊前炮集記錄中各道記錄上； (4)根據(jù)步驟(3)提取的層位拉平時(shí)間量，進(jìn)行疊前炮記錄反射波層拉平處理； (5)對(duì)步驟(4)中獲得的反射波層拉平炮集記錄，利用中值濾波技術(shù)將反射波提取出來，并從原記錄中減去，獲得繞射波炮記錄； (6)將從步驟(5)中獲得的繞射波炮集記錄進(jìn)行反拉平處理； (7)從炮集記錄抽回到共深度點(diǎn)CDP道集記錄，進(jìn)行疊加處理； (8)利用步驟(I)預(yù)處理中速度分析得到的速度場進(jìn)行偏移處理，得到繞射波偏移成像成果數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于反射波層拉平提取并消除的繞射波分離處理方法，其特征在于，所述步驟還可以進(jìn)一步包括步驟(9)繞射波的速度分析和疊前時(shí)間偏移成像在疊前采用反射波提取-減去法消除強(qiáng)反射波對(duì)能量較弱的繞射波的影響，并進(jìn)一步進(jìn)行繞射波的速度場的修正、疊前時(shí)間偏移的處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于反射波層拉平提取并消除的繞射波分離處理方法，其特征在于，(5)步驟中所述的中值濾波技術(shù)還可以為KL濾波、FK濾波。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于反射波層拉平提取并消除的繞射波分離處理方法，其特征在于，步驟(7)所述的從炮集記錄抽回到共深度點(diǎn)CDP道集記錄包括處理記錄域的轉(zhuǎn)換。
全文摘要
本發(fā)明是基于反射波層拉平提取并消除的繞射波分離處理方法，包括(1)預(yù)處理；(2)將預(yù)處理中的CDP道集記錄進(jìn)行動(dòng)校正、靜校正處理，并根據(jù)道頭信息生成炮集記錄；(3)根據(jù)疊加數(shù)據(jù)進(jìn)行目標(biāo)層位拾取，提取層位拉平時(shí)間量，利用CDP與炮集記錄中各道記錄的關(guān)系，將層位拉平時(shí)間信息映射到疊前炮集記錄中各道記錄上；(4)根據(jù)層位拉平時(shí)間量，進(jìn)行疊前炮記錄反射波層拉平處理；(5)對(duì)反射波層拉平炮集記錄，將反射波提取，并從原記錄中減去，獲得繞射波炮記錄；(6)將繞射波炮集記錄進(jìn)行反拉平處理；(7)從炮集記錄抽回到CDP道集記錄，疊加處理；(8)利用速度分析得到的速度場進(jìn)行偏移處理，得到繞射波偏移成像成果數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G01V1/36GK102778693SQ201110123868
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者關(guān)達(dá), 居興國, 朱蓓蓓, 袁聯(lián)生, 趙群, 鄔達(dá)理 申請(qǐng)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石油物探技術(shù)研究院