一種基于出射角的多分量波場(chǎng)分離方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于出射角的多分量波場(chǎng)分離方法，同時(shí)考慮了地震波的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特征，利用地層速度計(jì)算地震波的出射角，通過(guò)矢量旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)多分量的波場(chǎng)分離。本發(fā)明能有效分離折射縱波和橫波，有效分解一次反射波的多分量波場(chǎng)，時(shí)間空間域?qū)崿F(xiàn)波場(chǎng)矢量保真性保持好，與其它域?qū)崿F(xiàn)方法相比無(wú)波形畸變，方法簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)。
【專利說(shuō)明】一種基于出射角的多分量波場(chǎng)分離方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及多波多分量地震資料處理技術(shù)，具體地，涉及一種基于出射角的多分量波場(chǎng)分離方法。
【背景技術(shù)】
[0002]多波多分量地震勘探就是采用多分量激發(fā)和接收，綜合利用縱波、橫波和轉(zhuǎn)換波等多種地震波信息，實(shí)現(xiàn)改善構(gòu)造成像、進(jìn)行巖性分析、檢測(cè)儲(chǔ)層裂縫以及直接預(yù)測(cè)油氣等目的的地震技術(shù)。目前，在海上和陸上實(shí)施最多的多波多分量地震勘探方法是轉(zhuǎn)換波地震勘探。轉(zhuǎn)換波地震勘探是以縱波震源激發(fā)，地面三分量或海底四分量檢波器接收的多分量勘探方法。
[0003]多分量地震資料記錄的是一個(gè)矢量波場(chǎng)。在野外采集時(shí)，激發(fā)點(diǎn)與接收點(diǎn)總有一定的距離，這就使得在同一個(gè)接收點(diǎn)位置，縱波與轉(zhuǎn)換波出射時(shí)總存在一定的出射角，這樣水平分量上除接收到轉(zhuǎn)換波外，還接收到部分縱波能量；同理，垂直分量接收到的也不全是縱波能量，也有少量轉(zhuǎn)換波能量。在淺層或大炮檢距時(shí)，接收的資料受出射角影響更大。這樣，每個(gè)分量上都同時(shí)含有縱波和橫波兩種成份，特別是對(duì)于接收到的轉(zhuǎn)換波，在達(dá)到一定的炮檢距后才能接收到好的轉(zhuǎn)換波資料，如果在資料處理中不能對(duì)波場(chǎng)進(jìn)行分離，將會(huì)直接影響后續(xù)成像的質(zhì)量。
[0004]目前用于波場(chǎng)分離的方法已有不少，主要有拉冬變換，F(xiàn)-K濾波法，偏振濾波法以及波動(dòng)方程分解法，從文獻(xiàn)資料看，各種分離方法用于合成記錄都能得到令人滿意的分離結(jié)果，但是實(shí)際應(yīng)用的成功的例子并不多。拉冬變換，F(xiàn)-K濾波法是利用多波資料的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征(即視速度特征)進(jìn)行分離，偏振濾波法主要是利用多波資料的動(dòng)力學(xué)特征(即偏振特性)進(jìn)行波場(chǎng)分離，這些僅考慮了波的單一特征的分離方法，其應(yīng)用范圍均受到一定限制，也影響了分離效果，理論模型計(jì)算時(shí)，波動(dòng)方程法的效果較好，但由于低速層的影響，實(shí)際資料計(jì)算時(shí)不能滿足波動(dòng)方程的條件，分離效果并不是很理想。需要采用新的方法解決多分量地震資料處理中波場(chǎng)分離的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的是提供一種基于出射角的多分量波場(chǎng)分離方法，同時(shí)考慮了地震波的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特征，解決因接收點(diǎn)出射角的影響，造成縱波和轉(zhuǎn)換波波場(chǎng)混疊問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]—種基于出射角的多分量波場(chǎng)分離方法，具體步驟包括:
[0008]1)采集多分量地震數(shù)據(jù)，并進(jìn)行預(yù)處理，
[0009]步驟1)所述的預(yù)處理包括加載觀測(cè)系統(tǒng)、多分量地震道匹配、獲得縱波近地表速度和地下均方根速度；
[0010]2)輸入一道水平分量的徑向分量R和垂直分量Z,
[0011]步驟2)所述的水平分量的徑向分量R是指兩個(gè)野外采集水平分量X和Y經(jīng)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)，也就是檢波器重定向得到的徑向分量；
[0012]3)讀取該地震道對(duì)應(yīng)的均方根速度，進(jìn)行均方根速度內(nèi)插，并利用小時(shí)窗進(jìn)行速度平滑；
[0013]步驟3)所述的進(jìn)行均方根速度內(nèi)插是指對(duì)輸入的均方根速度進(jìn)行插值，使得該道每個(gè)樣點(diǎn)都有對(duì)應(yīng)的均方根速度值；
[0014]4)由均方根速度和樣點(diǎn)時(shí)間計(jì)算反射點(diǎn)深度，再由炮檢距得該樣點(diǎn)近地表近似入射角；
[0015]5)由近地表速度和第一個(gè)樣點(diǎn)的均方根速度以及步驟4)計(jì)算的近似入射角，得該樣點(diǎn)出射角的正弦和余弦，進(jìn)行矢量旋轉(zhuǎn)分離；
[0016]6)第一個(gè)樣點(diǎn)至該道最后一個(gè)樣點(diǎn)重復(fù)步驟4)和步驟5)即完成一道矢量旋轉(zhuǎn)分離；
[0017]7)輸出矢量旋轉(zhuǎn)分尚后的水平分量R和垂直分量Z。
[0018]本發(fā)明同時(shí)考慮了地震波的視速度、偏振特性及地層速度的變化，能有效分離縱波和橫波，有效分解一次反射波的多分量波場(chǎng)，時(shí)間空間域?qū)崿F(xiàn)波場(chǎng)矢量保真性保持好，與其它域?qū)崿F(xiàn)方法相比無(wú)波形畸變，方法簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1轉(zhuǎn)換波傳播路徑示意圖；
[0020]圖2縱波和轉(zhuǎn)換波波場(chǎng)分離原理示意圖；
[0021]圖3縱波和轉(zhuǎn)換波波場(chǎng)分離前單炮剖面；
[0022]圖4縱波和轉(zhuǎn)換波波場(chǎng)分離后單炮剖面。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明目的是提供一種基于出射角的多分量波場(chǎng)分離方法，利用表層速度與深層速度比值求取P波的出射角，通過(guò)矢量旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)波場(chǎng)分離，解決因接收點(diǎn)出射角的影響，造成縱波和轉(zhuǎn)換波波場(chǎng)混疊問(wèn)題。
[0024]本發(fā)明同時(shí)考慮了地震波的視速度、偏振特性及傳播速度變化，根據(jù)描述這三者關(guān)系的波場(chǎng)分離矩陣，在時(shí)間空間域變換過(guò)程中進(jìn)行分量分解，可以實(shí)現(xiàn)有效的波場(chǎng)分離。用近地表的P波速度確定旋轉(zhuǎn)角度，旋轉(zhuǎn)后的徑向分量(R)上不再有縱波(PP)能量，垂直分量包括全部的P波能量，但仍有一些轉(zhuǎn)換波(PS)能量；同樣，用近地表的S波速度也可以改進(jìn)PP波道集的質(zhì)量。
[0025]本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)原理如下:
[0026]本發(fā)明利用表層速度與深層速度比值求取P波與PS波的出射角，通過(guò)矢量旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)波場(chǎng)分離。
[0027]在各向均勻水平層狀介質(zhì)的條件下轉(zhuǎn)換波的傳播路徑如圖1所示，A為激發(fā)點(diǎn)，B為接收點(diǎn)，V0為近地表地層速度，VI為深層速度，假設(shè)h’ /h?0，則C’ B’?CB=x
[0028]skia = ~i==TW
ylx~ +/r
[0029]再由斯奈爾定律可得[0030]
【權(quán)利要求】
1.一種基于出射角的多分量波場(chǎng)分離方法，具體步驟包括:1)采集多分量地震數(shù)據(jù)，并進(jìn)行預(yù)處理，步驟1)所述的預(yù)處理包括加載觀測(cè)系統(tǒng)、多分量地震道匹配、獲得縱波近地表速度和地下均方根速度；2)輸入一道水平分量的徑向分量R和垂直分量Z,步驟2)所述的水平分量的徑向分量R是指兩個(gè)野外采集水平分量X和Y經(jīng)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)，也就是檢波器重定向得到的徑向分量；3)讀取該地震道對(duì)應(yīng)的均方根速度，進(jìn)行均方根速度內(nèi)插，并利用小時(shí)窗進(jìn)行速度平滑；步驟3)所述的進(jìn)行均方根速度內(nèi)插是指對(duì)輸入的均方根速度進(jìn)行插值，使得該道每個(gè)樣點(diǎn)都有對(duì)應(yīng)的均方根速度值；4)由均方根速度和樣點(diǎn)時(shí)間計(jì)算反射點(diǎn)深度，再由炮檢距得該樣點(diǎn)近地表近似入射角；5)由近地表速度和第一個(gè)樣點(diǎn)的均方根速度以及步驟4)計(jì)算的近似入射角，得該樣點(diǎn)出射角的正弦和余弦，進(jìn)行矢量旋轉(zhuǎn)分離；6)第一個(gè)樣點(diǎn)至該道最后一個(gè)樣點(diǎn)重復(fù)步驟4)和步驟5)即完成一道矢量旋轉(zhuǎn)分離；7)輸出矢量旋轉(zhuǎn)分尚后的水平分量R和垂直分量Z。
【文檔編號(hào)】G01V1/28GK103645497SQ201310553067
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】陳海峰, 李向陽(yáng), 狄?guī)妥? 魏建新, 蔡志光, 陳雙全 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)