CN102778693A - 一种基于反射波层拉平提取并消除的绕射波分离处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是基于反射波层拉平提取并消除的绕射波分离处理方法，包括：（1）预处理；（2）将预处理中的CDP道集记录进行动校正、静校正处理，并根据道头信息生成炮集记录；（3）根据叠加数据进行目标层位拾取，提取层位拉平时间量，利用CDP与炮集记录中各道记录的关系，将层位拉平时间信息映射到叠前炮集记录中各道记录上；（4）根据层位拉平时间量，进行叠前炮记录反射波层拉平处理；（5）对反射波层拉平炮集记录，将反射波提取，并从原记录中减去，获得绕射波炮记录；（6）将绕射波炮集记录进行反拉平处理；（7）从炮集记录抽回到CDP道集记录，叠加处理；（8）利用速度分析得到的速度场进行偏移处理，得到绕射波偏移成像成果数据。
Description
技术领域
本发明涉及地球物理勘探地震资料处理领域，具体地，涉及基于反射波层拉平提取并消除的绕射波分离处理方法。
背景技术
随着地震勘探工作的不断深入，对需要解决的勘探目标的难度也越来越高。在某些以碳酸盐岩缝洞储集体为主要地质目标的探区，对溶洞等地质目标的刻画能力提出了更高的要求。通常需要人们通过高精度地震勘探、绕射波成像等来对它进行精确刻画，以便精细解释“串珠反射”等细节问题，进而研究其含油气性。
当前国内外正处在绕射波信号增强与成像技术研究阶段，主要研究包括：如何做到在保幅的前提下，增强绕射波信号，压制其它各种波；以绕射波信号成像为主要目的的高精度的速度分析和正确的偏移速度场建立的研究；绕射波信号成像的偏移方法的研究等。
由于原始地震记录中的绕射波通常是以弱波组、无明显规律可寻的形式，与反射波混合存在于记录中（如图2、图3所示），往往被强能量的反射波所掩盖，难以实现绕射波的分离，这是实现绕射波独立成像处理的主要技术难点。解决了绕射波场的分离技术问题，就有可能使绕射波成像处理得到更为理想的成像效果。
在反射波地震资料处理中，成像工作主要是围绕着反射波进行的，记录中由溶洞等产生的弱绕射波，尽管也能在偏移处理中得到较好的归位，但由于偏移成果中优势能量的反射波占居了主导地位，严重影响了弱绕射波的成像，对溶洞等特殊异常体的精确刻画和含油气性研究极为不利。
Nowak等尝试了从地震记录中分离绕射波的一种双曲线Radon变换方法，即利用炮集记录中反射波与绕射波同相轴轨迹的几何差别，通过双曲线Radon变换，将反射波从地震记录中分离出来，从而可以通过进一步的处理达到增强绕射波能量的目的。由于双曲线Radon变换等方法在实现反射波与绕射波分离的处理时，易损失部分有效信息，且难以保持记录原有的波组特征和振幅保真度，不利于后续的岩性处理分析。
赵娟娟等提出了用F-K滤波分离地震绕射波和反射波的方法。该方法在实际资料的处理中，特别是信噪比较低的资料，反射波与绕射波的分离还存在一定的难度，需要进一步的研究。
Sergey Fomel提出了一种首先计算叠后地震同相轴上每一点的斜率，对不符合斜率关系的残余部分（绕射波）进行去除以使斜率关系尽量平滑。这样不断迭代，最终形成优化后的斜率场以及总的残余量。这样，总的残余量就被认为是绕射波。该方法只是应用于叠后数据，不利于叠前属性提取等研究。
发明内容
为了提高对溶洞等特殊异常体（地质目标）的刻画能力和可解释性，将绕射波分离出来（如图4所示）进行单独处理成像，使处理成果的波场单纯化（如图5所示），克服现有技术中其他方法在波场分离过程中出现的上述技术缺陷。本发明提供了一种基于反射波层拉平提取并消除的绕射波分离处理方法，以便获得更高品质的绕射波成像成果，实现提高绕射波成像清晰度的目的。
（1）叠前炮记录反射波组拉平处理技术
本发明是在常规预处理的基础上，通过从叠加数据体上对准备消去的反射层（“溶洞和裂缝”现象发育的目的层附近的标准反射层）提取共深度点CDP对应的层位拉平时间信息，利用空间属性建立的共深度点CDP与炮集记录中各道记录的一一对应关系，完成将叠加数据体层位拉平时间信息映射到叠前炮集记录中各道记录上，以便进行叠前炮记录的反射波组拉平和反拉平处理。为下一步绕射波场的分离奠定了基础，克服了绕射波能量弱、无明显规律可寻的问题。
（2）炮记录反射波组提取及减去法绕射波分离技术
为了实现绕射波场的分离的目的，本发明也是根据炮集记录中反射波与绕射波同相轴轨迹的几何差别的自然规律，与双曲线Radon变换法、F-K滤波分离法不同在于：本发明是在反射波组拉平的基础上，利用中值滤波技术将强反射波提取出来，并从原记录中减去，实现绕射波的分离。克服了其它方法在保真度低、有效绕射波损失较多、低信噪比时效果较差等方面的不利影响。
（3）绕射波的成像技术
由于绕射波的成像速度与其附近的反射波的成像速度相当，所以可利用反射波信噪比高的优势，在预处理中获得较精确的反射波均方根速度，该速度场除了用于反射波成像处理外，同样也可用于绕射波的成像处理。
在从原波场分离出的绕射波记录基础上，利用提取到的层位拉平时间信息，进行叠前绕射波炮记录的反拉平处理，将炮集记录抽回成道集记录后，可直接叠加获得消除了反射波的绕射波叠加成果（图5），并利用前面预处理得到的速度场进行绕射波的叠后时间偏移处理，得到绕射波偏移成像成果（图7）。
（4）绕射波的速度分析和叠前时间偏移成像
在叠前采用反射波提取-减去法消除强反射波对能量较弱的绕射波的影响，为后续的绕射波速度分析、绕射波偏移成像打下了良好的基础。在上述资料处理的基础上，也可选择进行绕射波的速度场的修正、叠前时间偏移等进一步的研究处理。
本发明是基于反射波层拉平提取并消除的绕射波分离处理方法，包括以下步骤：
（1）预处理包括：数据解编或格式转换、空间属性建立、置道头、静校正、振幅补偿、反褶积、去噪、根据道头信息生成共深度点CDP道集记录、速度分析、剩余静校正、动校正、叠加；
（2）将步骤（1）预处理中的共深度点CDP道集记录进行动校正、静校正处理，并根据道头信息生成炮集记录；
（3）根据步骤（1）得到的叠加数据进行的目标层位拾取，提取层位拉平时间量，利用空间属性建立的共深度点CDP与炮集记录中各道记录的一一对应关系，完成将层位拉平时间信息映射到叠前炮集记录中各道记录上；
（4）根据步骤（3）提取的层位拉平时间量，进行叠前炮记录反射波层拉平处理；
（5）对步骤（4）中获得的反射波层拉平炮集记录，利用中值滤波技术将反射波提取出来，并从原记录中减去，获得绕射波炮记录；
（6）将从步骤（5）中获得的绕射波炮集记录进行反拉平处理；
（7）从炮集记录抽回到共深度点CDP道集记录，进行叠加处理；
（8）利用步骤（1）预处理中速度分析得到的速度场进行偏移处理，得到绕射波偏移成像成果数据。
所述步骤还可以进一步包括绕射波的速度分析和叠前时间偏移成像：在叠前采用反射波提取-减去法消除强反射波对能量较弱的绕射波的影响，并进一步进行绕射波的速度场的修正、叠前时间偏移的处理。
所述的（5）步骤中所述的中值滤波技术还可以为KL滤波、FK滤波。
所述的步骤（7）所述的从炮集记录抽回到共深度点CDP道集记录包括处理记录域的转换。
本发明克服了其它方法在保真度低、有效绕射波损失较多、低信噪比时效果较差等方面的不利影响；此外，本发明是在叠前实现绕射波分离的，它比在叠后进行绕射波分离更有利于进行叠前的绕射波振幅属性等的分析和参数提取的研究。
附图说明
图1为不同尺度的溶洞和裂缝地震响应特征模拟。
图2 为波场分离前的原始记录。
图3 为常规处理叠加剖面。
图4 为波场分离后的绕射波记录。
图5 为绕射波叠加剖面。
图6 为常规处理反射波偏移剖面。
图7 为绕射波偏移剖面。
图8 为实现绕射波成像处理流程图。
具体实施方式
下面结合实施例进一步描述本发明。本发明包括但不限于这些实施例所涉及的内容。
正演模拟
如图1所示，是一个双层介质的物理模型，上部介质为均匀介质，速度为1500m/s,下部介质的围岩速度为2300m/s,其中发育相对低速（1800m/s、1900m/s、2000m/s 、2100m/s）、不同尺寸、不同形状的溶洞和裂缝。
采用本发明技术方法对物理模型数据进行了处理（包括流程中的：数据输入、常规预处理、速度分析、CDP道集分选、叠加、提取层位拉平时间量、动静校正、炮集分选、层拉平炮记录、中值滤波提取反射波、相减、提取绕射波记录、反层拉平炮记录、CDP道集分选、绕射波叠加、绕射波偏移、输出成果数据），图2-图7给出了对物理模型进行的成像处理的部分图件。对比图6与图7可见：物理模型中对应的不同尺寸、不同形状的溶洞和裂缝，在地震响应波场中（图7）很明显地看到在对应裂缝和溶洞发育部位地震波出现异常；而在图6中则分辨率不高，其周边存在一些假象干扰，影响了对溶洞和裂缝刻画。另外，在物理模型制作过程中，在模型表面附近产生了一些不规则的气泡，由它产生的绕射波也被观测记录下来了，并得到了很好的成像（图7中2秒附近所示），而在图6中则很难看清楚，气泡被强反射所淹没。气泡清晰度明显显示出应用本发明的提高绕射成像清晰度的优势。实验表明应用本发明技术处理获得的绕射波成像剖面对低速、不同尺寸、不同形状的溶洞和裂缝的刻画具有明显的优势。
在常规反射法地震勘探资料处理中，总是将反射波和绕射波混合在一起，按统一的处理流程和参数进行处理，处理效果的好坏也总是以反射波成像作为标准，但当我们需要研究的目标发生了变化时，其判断的标准也就随之改变了。在绕射波信号成像处理中，是以绕射波成像的好坏作为标准的，也就是说反射波这时是作为干扰波看待，消除得越干净表示波场分离的效果越好。
本发明波场分离技术的应用前提条件是：探区主要目的层（绕射波发育区）附近存在可追踪拾取的反射波标准层（即需要消除的反射波干扰）。而这一条件往往在大部分探区都能得到满足，即通常情况是在溶洞等地质目标发育的上下都存在良好的反射波标准层。因此，就为该发明能够获得良好的应用效果创造了条件。
本发明是一种基于反射波层拉平提取并消除的绕射波分离处理方法，对绕射波进行独立成像，可以获得更高品质的绕射波成像数据，提高了绕射波成像的清晰度，提高了处理成果的分辨率、信噪比、保真度，提高了对“溶洞和裂缝”地质目标的刻画精度和处理成果的可解释性。另外，由于该方法具有很高的振幅保真度，能保持原有的波组特征，故为后续的绕射波振幅属性的提取和含油气性研究奠定了良好的基础，在某些类似以碳酸盐岩缝洞储集体为主要地质目标的探区，该技术将有很好的应用前景。
Claims (4)
1.一种基于反射波层拉平提取并消除的绕射波分离处理方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）预处理包括：数据解编或格式转换、空间属性建立、置道头、静校正、振幅补偿、反褶积、去噪、根据道头信息生成共深度点CDP道集记录、速度分析、剩余静校正、动校正、叠加；
（2）将步骤（1）预处理中的共深度点CDP道集记录进行动校正、静校正处理，并根据道头信息生成炮集记录；
（3）根据步骤（1）得到的叠加数据进行的目标层位拾取，提取层位拉平时间量，利用空间属性建立的共深度点CDP与炮集记录中各道记录的一一对应关系，完成将层位拉平时间信息映射到叠前炮集记录中各道记录上；
（4）根据步骤（3）提取的层位拉平时间量，进行叠前炮记录反射波层拉平处理；
（5）对步骤（4）中获得的反射波层拉平炮集记录，利用中值滤波技术将反射波提取出来，并从原记录中减去，获得绕射波炮记录；
（6）将从步骤（5）中获得的绕射波炮集记录进行反拉平处理；
（7）从炮集记录抽回到共深度点CDP道集记录，进行叠加处理；
（8）利用步骤（1）预处理中速度分析得到的速度场进行偏移处理，得到绕射波偏移成像成果数据。
2.根据权利要求1所述的基于反射波层拉平提取并消除的绕射波分离处理方法，其特征在于，所述步骤还可以进一步包括步骤（9）绕射波的速度分析和叠前时间偏移成像：在叠前采用反射波提取-减去法消除强反射波对能量较弱的绕射波的影响，并进一步进行绕射波的速度场的修正、叠前时间偏移的处理。
3.根据权利要求1所述的基于反射波层拉平提取并消除的绕射波分离处理方法，其特征在于，（5）步骤中所述的中值滤波技术还可以为KL滤波、FK滤波。
4.根据权利要求1所述的基于反射波层拉平提取并消除的绕射波分离处理方法，其特征在于，步骤（7）所述的从炮集记录抽回到共深度点CDP道集记录包括处理记录域的转换。
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