CN103984023A - 一种地震噪声去除方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于地震资料处理领域，具体涉及一种地震噪声去除方法及装置。其中通过针对层状介质层间多次波预测算子的快速计算，得到层间多次波预测的炮集数据。基于预测算子的层间多次波预测技术可以一次预测所有层相关的层间多次波，利用层状介质的层间多次波和下覆层介质在层状介质中产生的层间多次波计算得到地震噪声，并在炮集数据中减去所计算的层间多次波炮集数据从而得到纯净的炮集数据。本发明的有益效果在于能够大幅度的减小计算代价。

Description

一种地震噪声去除方法及装置

技术领域

本发明属于地震资料处理领域，具体属于一种地震噪声去除方法及装置。

背景技术

地震是油气勘探最主要的手段，在进行地震勘探时，地震波在不同地层之间、薄层之间、裂缝内部与裂缝之间都会发生多次散射或折射，然后被检波器接受，这类的波统称为多次波或多次散射。多次波处理不当容易混淆、干扰一次波的能量，甚至出现多次波同相轴掩盖了一次波同相轴的情况，在很大程度上降低了地震资料的偏移成像效果，甚至导致对地震资料解释和地下构造的错误认识，直接影响着探井井位部署和勘探的成功率。因此，如何有效地解决叠前多次波的压制问题是地震资料处理中的重点、难点和热点。

一般的，地震波在地下介质传播过程中，如果只有一次上行反射然后被接受点接受，称为一次波；如果发生多次下行反射然后被接受点接受，称为多次波。根据多次波下行反射发生的位置差异，多次波可分为表面多次波和层间多次波。自由表面多次波是指在自由表面至少发生一次下行反射的地震波，层间多次波是指下行反射发生在自由表面以下的反射界面的地震波。当前，表面多次波预测与衰减已有成熟的理论和方法，且得到了大规模的应用。而层间多次波的消除技术还不完善，仍然面临着巨大的挑战。

目前层间多次波衰减技术主要包括三类：

(1)基于时差差异去除层间多次波

基于时差和倾角的差异进行滤波是一类重要的多次波去除方法。其原理是对CMP(共中心点道集)道集进行NMO(正常时差校正)，校正后的道集中，一次波被校平，而多次波未被校平。实际资料处理中运用较多的Radon(拉冬)变换+切除即属于此类方法。一般情况下，基于时差的滤波方法消除由浅层地层产生的层间多次波效果不错，而对于深层层间多次波，区别一次波和层间多次波更为复杂，因此，该方法的去除效果很大程度上依赖处理员的解释。

(2)扩展SRME(表面相关的多次波衰减)方法

实际地震剖面上，只能看出有限的地层产生的层间多次波，因此，一个合理的去除层间多次波的扩展SRME算法就是利用全波场重建基准面方法把所有的炮点和检波点都延拓至产生层间多次波的界面上，于是地下的反射面变成了新的“表面”，这样就可以重复利用SRME算法去除层间多次波。扩展SRME的方法有模型驱动和数据驱动两种办法。

(3)逆散射级数法层间多次波去除技术

Coates和Weglein(1996),Weglein等(1997)都对逆散射级数层间多次波去除技术进行过阐述，它是一种可预测出所有层间多次波的方法。该预测方法来源于逆散射子级数，可解释为对所有可能成像的三个数据点进行求和，该三个数据点具有“低—高—低”的约束关系。该算法预测一阶所有层间多次波公式如下：

$\begin{array}{c}{b}_3=\frac{1}{{\left(2\mathrm{\π}\right)}^2}{\∫}_{-\∞}^{\∞}{\∫}_{-\∞}^{\∞}{\mathrm{dk}}_1{e}^{-{\mathrm{iq}}_1({\mathrm{\ϵ}}_g-{\mathrm{\ϵ}}_s)}{\mathrm{dk}}_2{e}^{-{\mathrm{iq}}_2({\mathrm{\ϵ}}_g-{\mathrm{\ϵ}}_s)}\\ \×{\∫}_{-\∞}^{\∞}{\mathrm{dz}}_1{e}^{i(q_g+q_1)z_1}{b}_1(k_g,-k_1,z_1)\\ \×{\∫}_{-\∞}^{z_1}{\mathrm{dz}}_2{e}^{i(-q_1-q_2)z_2}{b}_1(k_1,-k_2,z_2)\\ \×{\∫}_{z_2}^{\∞}{\mathrm{dz}}_3{e}^{i(q_2+q_s)z_3}{b}_1(k_2,-k_s,z_3)\end{array}---(1-4)$

对于多个层状介质而言，CFP(共聚焦点预测)算法很难确定产生层间多次波的界面，因而不适合处理多个层状介质产生的层间多次波。而逆散射技术在二维的情况下层间多次波预测公式需要5重积分，计算量非常大，计算成本非常高，因而很难应用于实际。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中去除地震噪声中的计算复杂，计算成本高的问题，提出了一种地震噪声去除方法及装置，高效的计算层状介质产生的层间多次波，用以去除地震噪声。

一种地震噪声去除方法，包括，

步骤101，对炮集数据进行分离，分为层状介质数据S_layer和下覆层数据S_yu；

步骤102，对炮集数据中的层状介质数据S_layer进行τ-p(倾斜叠加)变换得到ST_layer，利用 $\left(\begin{array}{c}{A}_n^1\left({\mathrm{\ω}}_n\right)\\ A_n^2\left({\mathrm{\ω}}_n\right)\end{array}\right)=\left\{\begin{array}{c}\cosh \left(\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}\right)+\mathrm{fr}\·\frac{\sinh \left(\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}\right)}{\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}}\\ \mathrm{fi}\·\frac{\sinh \left(\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}\right)}{\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}}\end{array}\right.$ 计算ST_layer每个P值对应的地震道的第n个地震数据的预测算子，其中，A_n ¹、A_n ²分别为第n个地震数据的预测算子的实部和虚部，fr、fi分别为P值对应的地震道中第1到第n个地震数据的傅里叶变换的实部和虚部，n取1至N的正整数，N为ST_layer在时间方向地震数据的个数；

步骤103，利用A_n ^multiple＝A_n(ω_n)-A_n-1(ω_n-1)求取第n个地震数据的多次波预测算子A_n ^multiple，对A_n ^multiple做反傅里叶变换，得到时间域多次波预测算子a_n ^multiple，令a_n ^multiple(n)＝0,得到a_n ^int；其中，a_n ^multiple为第n个地震数据的多次波预测算子,a_n ^int为第n个地震数据的层间多次波预测算子；

步骤104，按照公式预测所有ST_layer相关的τ-p域层间多次波；其中，d_i为第i个地震数据,ε为子波长度，一般等于25；‘*’表示数学上的褶积运算。

步骤105，计算层状介质数据中所有的层间多次波预测算子序列并求和记为a_layer，对下覆层数据S_yu进行τ-p(倾斜叠加)变换得到ST_yu，按照公式M_yu＝ST_yu*a_layer得到下覆层介质在层状介质中产生的层间多次波M_yu；

步骤106，将M_layer和M_yu进行相加，得到τ-p域预测的层间多次波，然后进行τ-p反变换，得到X-T域(时间偏移距域)层间多次波的炮集数据M；

步骤107，在炮集数据中减去计算得到的层间多次波M，得到不含层间多次波的炮集数据。

根据本发明实施例所述一种地震噪声去除方法的一个进一步的方面，在上述对炮集数据进行分离之前还包括，对所述炮集数据进行偏移，确定层状介质的范围和状态(水平或倾斜)，若所述层状介质状态为倾斜，则将炮点和检波点延拓至和地层平行的倾斜面上。

根据本发明实施例所述一种地震噪声去除方法的再一个进一步的方面，在上述在炮集数据中减去所述层间多次波炮集数据之前还包括，对每一炮的炮集数据进行上述步骤101-步骤106，得到全部炮集数据的时间域的层间多次波炮集数据。

本发明实施例还提供了一种地震噪声去除装置，包括，

分离单元，用于对炮集数据进行分离，分为层状介质数据S_layer和下覆层数据S_yu；

预测算子计算单元，用于对炮集数据中的层状介质数据进行τ-p(倾斜叠加)变换，利用 $\left(\begin{array}{c}{A}_n^1\left({\mathrm{\ω}}_n\right)\\ A_n^2\left({\mathrm{\ω}}_n\right)\end{array}\right)=\left\{\begin{array}{c}\cosh \left(\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}\right)+\mathrm{fr}\·\frac{\sinh \left(\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}\right)}{\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}}\\ \mathrm{fi}\·\frac{\sinh \left(\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}\right)}{\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}}\end{array}\right.$ 计算每个P值对应的地震道的第n个地震数据的预测算子，其中，A_n ¹、A_n ²分别为第n个地震数据对应的预测算子的实部和虚部，fr、fi分别为每道地震数据中第1到第n个地震数据的傅里叶变换的实部和虚部，n取1至N的正整数，N为S_layer在时间方向地震数据的个数；

层间多次波预测算子计算单元，利用A_n ^multiple＝A_n(ω_n)-A_n-1(ω_n-1)求取第n个地震数据的多次波预测算子A_n ^multiple，对A_n ^multiple做反傅里叶变换，得到时间域多次波预测算子a_n ^multiple，令a_n ^multiple(n)＝0,得到a_n ^int；其中，a_n ^multiple为第n个地震数据的多次波预测算子,a_n ^int为第n个地震数据的层间多次波预测算子；

层状介质层间多次波预测单元，按照公式预测所有层状介质相关的层间多次波M_layer，其中，d_i为第i个地震数据，ε为子波长度，一般等于25；‘*’表示数学上的褶积运算。

下覆层层间多次波预测单元，用于计算所述层状介质数据中所有的层间多次波预测算子的序列并求和记为a_layer，对该炮集数据的下覆层数据S_yu进行τ-p(倾斜叠加)变换得到ST_yu，按照公式M_yu＝ST_yu*a_layer得到下覆层介质在层状介质中产生的层间多次波M_yu；

层间多次波计算单元，用于将该炮集数据的M_layer和M_yu进行相加，得到τ-p域预测的层间多次波炮集数据，并进行τ-p反变换，得到X-T域(时间偏移距域)层间多次波炮集数据；

解扰单元，用于在炮集数据中减去所述层间多次波炮集数据。

根据本发明实施例所述一种地震噪声去除装置的一个进一步的方面，还包括偏移单元，与所述分离单元相连接，对所述炮集数据进行偏移，确定层状介质的范围和状态(水平或倾斜)，若所述层状介质状态为倾斜，则将炮点和检波点延拓至和地层平行的倾斜面上。

根据本发明实施例所述一种地震噪声去除装置的再一个进一步的方面，还包括循环单元，与所述解扰单元相连接，调用分离单元、预测算子计算单元、层间多次波预测算子计算单元、层状介质层间多次波预测单元、下覆层层间多次波预测单元和层间多次波计算单元计算每一炮的炮集数据中时间域的层间多次波炮集数据。

通过上述实施例的方法和装置，和CFP相比，本发明方法完全由数据驱动；采用李代数积分求解预测算子，进而得到层间多次波预测算子，运算量由原来的n*n降低为n*log(n)，适合大规模数据处理，可以一次预测所有上覆层层状介质相关的层间多次波。

附图说明

结合以下附图阅读对实施例的详细描述，本发明的上述特征和优点，以及额外的特征和优点，将会更加清楚。

图1所示为本发明实施例一种地震噪声去除方法的流程图；

图2所示为本发明实施例一种地震噪声去除装置的结构示意图；

图3所示为本发明实施例一种地震噪声去除的具体流程图；

图4所示为本发明实施例层状介质部分炮集数据的层间多次波预测流程图；

图5所示为本发明实施例计算下覆介质部分炮集数据在层状介质中产生的层间多次波的流程图；

图6a所示为本发明实施例炮集数据正演模型示意图；

图6b所示为炮集数据示意图；

图6c为本发明实施例去除层间多次波后的炮集数据示意图；

图6d所示为本发明实施例τ-p域的a_layer的示意图；

图6e所示为本发明实施例τ-p层间多次波预测结果示意图；

图6f所示为本发明实施例X-T域层间多次波预测结果示意图。

具体实施方式

下面的描述可以使任何本领域技术人员利用本发明。具体实施例和应用中所提供的描述信息仅为示例。这里所描述的实施例的各种延伸和组合对于本领域的技术人员是显而易见的，在不脱离本发明的实质和范围的情况下，本发明定义的一般原则可以应用到其他实施例和应用中。因此，本发明不只限于所示的实施例，本发明涵盖与本文所示原理和特征相一致的最大范围。

如图1所示为本发明实施例一种地震噪声去除方法的流程图。

包括步骤101，对炮集数据进行分离，分为层状介质炮集数据S_layer和下覆层炮集数据S_yu。其中层状介质炮集数据是指在地下呈层状排列的介质数据，所述下覆层炮集数据是指在地下呈不规则状的介质数据。

对炮集数据中的层状介质数据S_layer进行τ-p(倾斜叠加)变换得到ST_layer，利用 $\left(\begin{array}{c}{A}_n^1\left({\mathrm{\ω}}_n\right)\\ A_n^2\left({\mathrm{\ω}}_n\right)\end{array}\right)=\left\{\begin{array}{c}\cosh \left(\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}\right)+\mathrm{fr}\·\frac{\sinh \left(\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}\right)}{\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}}\\ \mathrm{fi}\·\frac{\sinh \left(\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}\right)}{\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}}\end{array}\right.$ 计算ST_layer每个P值对应的地震道的第n个地震数据的预测算子，其中，A_n ¹、A_n ²分别为第n个地震数据的预测算子的实部和虚部，fr、fi分别为P值对应的地震道中第1到第n个地震数据的傅里叶变换的实部和虚部，n取1至N的正整数，N为ST_layer在时间方向地震数据的个数；

步骤103，利用A_n ^multiple＝A_n(ω_n)-A_n-1(ω_n-1)求取第n个地震数据的多次波预测算子A_n ^multiple，对A_n ^multiple做反傅里叶变换，得到时间域多次波预测算子a_n ^multiple，令a_n ^multiple(n)＝0,得到a_n ^int；其中，a_n ^multiple为第n个地震数据的多次波预测算子,a_n ^int为第n个地震数据的层间多次波预测算子；

步骤104，按照公式预测所有ST_layer相关的τ-p域层间多次波；其中，d_i为第i个地震数据,ε为子波长度，一般等于25；‘*’表示数学上的褶积运算。

步骤105，计算层状介质数据中所有的层间多次波预测算子序列并求和记为a_layer，对下覆层数据S_yu进行τ-p(倾斜叠加)变换得到ST_yu，按照公式M_yu＝ST_yu*a_layer得到下覆层介质在层状介质中产生的层间多次波M_yu；

步骤106，将M_layer和M_yu进行相加，得到τ-p域预测的层间多次波，然后进行τ-p反变换，得到X-T域(时间偏移距域)层间多次波的炮集数据M；

步骤107，在炮集数据中减去计算得到的层间多次波M，得到不含层间多次波的炮集数据。

作为本发明的一个实施例，在上述步骤101之前还包括，对所述炮集数据进行偏移，确定层状介质的范围和状态，若所述层状介质状态为倾斜，则将炮点和检波点延拓至和地层平行的倾斜面上。

作为本发明的一个实施例，在上述步骤107之前还包括，对每一炮的炮集数据进行上述步骤101-步骤106，得到全部炮集数据对应的层间多次波炮集数据。

通过上述实施例的方法，和CFP相比，本发明方法完全由数据驱动；采用李代数积分求解预测算子，进而得到层间多次波预测算子，运算量由原来的n*n降低为n*log(n)，适合大规模数据处理，可以一次预测所有上覆层层状介质相关的层间多次波。

如图2所示为本发明实施例一种地震噪声去除装置的结构示意图。

包括分离单元201，用于对炮集数据进行分离，分为层状介质数据S_layer和下覆层数据S_yu。其中层状介质数据是指在地下呈层状排列的介质数据，所述下覆层数据是指在地下呈不规则状的介质数据。

预测算子计算单元，用于对炮集数据中的层状介质数据进行τ-p(倾斜叠加)变换，利用 $\left(\begin{array}{c}{A}_n^1\left({\mathrm{\ω}}_n\right)\\ A_n^2\left({\mathrm{\ω}}_n\right)\end{array}\right)=\left\{\begin{array}{c}\cosh \left(\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}\right)+\mathrm{fr}\·\frac{\sinh \left(\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}\right)}{\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}}\\ \mathrm{fi}\·\frac{\sinh \left(\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}\right)}{\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}}\end{array}\right.$ 计算每个P值对应的地震道的第n个地震数据的预测算子，其中，A_n ¹、A_n ²分别为第n个地震数据对应的预测算子的实部和虚部，fr、fi分别为每P值地震道数据中第1到第n个地震数据的傅里叶变换的实部和虚部，n取1至N的正整数，N为S_layer在时间方向上地震数据的个数；

层间多次波预测算子计算单元，利用A_n ^multiple＝A_n(ω_n)-A_n-1(ω_n-1)求取第n个地震数据的多次波预测算子A_n ^multiple，对A_n ^multiple做反傅里叶变换，得到时间域多次波预测算子a_n ^multiple，令a_n ^multiple(n)＝0,得到a_n ^int；其中，a_n ^multiple为第n个地震数据的多次波预测算子,a_n ^int为第n个地震数据的层间多次波预测算子；

层状介质层间多次波预测单元，按照公式预测所有层状介质相关的层间多次波M_layer，其中，d_i为第i个地震数据，ε为子波长度，一般等于25；‘*’表示数学上的褶积运算。

下覆层层间多次波预测单元，用于计算所述层状介质数据中所有的层间多次波预测算子的序列并求和记为a_layer，对该炮集数据的下覆层数据S_yu进行τ-p(倾斜叠加)变换得到ST_yu，按照公式M_yu＝ST_yu*a_layer得到下覆层介质在层状介质中产生的层间多次波M_yu；

层间多次波计算单元，用于将该炮集数据的M_layer和M_yu进行相加，得到τ-p域预测的层间多次波炮集数据，并进行τ-p反变换，得到X-T域(时间偏移距域)层间多次波炮集数据；

解扰单元，用于在炮集数据中减去所述层间多次波炮集数据。

作为本发明的一个实施例，还包括偏移单元208，与所述分离单元201相连接，对所述炮集数据进行偏移，确定层状介质的状态，若所述层状介质状态为倾斜，则将炮点和检波点延拓至和地层平行的倾斜面上。

作为本发明的一个实施例，还包括循环单元209，与所述解扰单元207相连接，调用分离单元201、预测算子计算单元202、层间多次波预测算子计算单元203、层状介质层间多次波预测单元204、下覆层介质层间多次波预测单元205和层间多次波计算单元206计算每一炮的炮集数据中时间偏移距域的层间多次波，得到全部炮集的层间多次波的干扰。

通过上述实施例的装置，和CFP相比，本发明方法完全由数据驱动；采用李代数积分求解预测算子，进而得到层间多次波预测算子，运算量由原来的n*n降低为n*log(n)，适合大规模数据处理，可以一次预测所有上覆层层状介质相关的层间多次波。

如图3所示为本发明实施例一种地震噪声去除的具体流程图。

包括步骤301，流程开始，如图6a所示为本发明实施例炮集数据正演模型示意图，包括5个水平层介质，下覆层为起伏介质；如图6b所示为炮集数据示意图。

步骤302，对炮集数据进行偏移或输出偏移距剖面，确定层状介质范围，确定层状介质是否倾斜，如果倾斜则进入步骤303，否则进入步骤304。

步骤303，将炮点和检波点延拓至和地层平行的倾斜面。

步骤304，对叠前的炮集数据进行分离：层状介质炮集数据部分(S_layer)和下覆层介质炮集数据(S_yu)。

步骤305，针对于层状介质炮集数据进行sub1如图4所示的步骤处理。

步骤306，针对于下覆层介质炮集数据进行sub2如图5所示的步骤处理。

步骤307，将sub1与sub2的计算结果相加，得到τ-p域层间多次波预测的炮集数据(如图6e所示为本发明实施例τ-p层间多次波预测结果示意图)，然后进行Tau-p反变换，得到该炮集数据对应的X-T域(时间偏移距域)层间多次波炮集数据(如图6f所示为本发明实施例时间域层间多次波预测结果示意图)。

步骤308，利用炮集数据减去相应的层间多次波，得到该炮纯净的炮集数据(如图6c为本发明实施例去除层间多次波后的炮集数据示意图)。

步骤309，是否处理完所有炮的炮集数据，如果处理完毕则进入步骤310，否则返回步骤304。

步骤310，结束。

如图4所示为本发明实施例层状介质部分炮集数据的层间多次波预测流程图。

包括步骤401，对层状介质部分的炮集数据进行τ-p变换。

步骤402，对每一个P值所对应的地震道，依次求取每个地震数据的预测算子，多次波预测算子，然后得到每个地震数据的层间多次波预测算子。

在本步骤中，对每一个P值对应的地震道数据按照公式 $\left(\begin{array}{c}{A}_n^1\left({\mathrm{\ω}}_n\right)\\ A_n^2\left({\mathrm{\ω}}_n\right)\end{array}\right)=\left\{\begin{array}{c}\cosh \left(\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}\right)+\mathrm{fr}\·\frac{\sinh \left(\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}\right)}{\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}}\\ \mathrm{fi}\·\frac{\sinh \left(\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}\right)}{\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}}\end{array}\right.$ 求取第n(n＝1至N,N为S_layer在时间方向地震数据的个数)个地震数据的预测算子，按照公式A_n ^multiple＝A_n(ω_n)-A_n-1(ω_n-1)求取第n个地震数据的多次波预测算子A_n ^multiple，对A_n ^multiple做反傅里叶变换，得到时间域多次波预测算子a_n ^multiple，令a_n ^multiple(n)＝0,得到a_n ^int；其中，a_n ^multiple为第n个地震数据的多次波预测算子,a_n ^int为第n个地震数据的层间多次波预测算子；

步骤403，将每个地震数据与对应的层间多次波预测算子进行褶积，得到该炮集数据的层状介质部分的层间多次波M_layer。

在本步骤中，按照公式预测所有τ-p域层状介质相关的层间多次波M_layer。其中，d_i为第i个地震数据。‘*’表示数学上的褶积运算。

步骤404，结束。

如图5所示为本发明实施例计算下覆介质部分炮集数据录在层状介质中产生的层间多次波的流程图。

包括步骤501，对下覆层介质部分的炮集数据进行τ-p变换。

步骤502，对于每一个P值所对应的地震数据，计算所述层状介质数据中所有的层间多次波预测算子的序列并求和记为a_layer。(如图6d所示为本发明实施例τ-p域的a_layer的示意图)

步骤503，将进行了τ-p变换的下覆层介质部分的地震数据与上述总的层间多次波预测算子进行褶积，得到下覆层介质部分的炮集数据在层状介质里产生的层间多次波M_yu。

步骤504，结束。

通过上述的方法及装置，针对多层层状介质(包括水平和倾斜的情况)的特点，本发明提出了层间多次波预测序列，层间多次波可以简单的表示为有效波与该层和上覆层对应的层间多次波预测算子之和的褶积，从而实现快速的层间多次波预测。同时层间多次波预测序列采用李代数积分表示，使得层间多次波预测序列的计算量由原来的n*n降低为n*log(n)，基于预测算子的层间多次波预测技术可以一次预测所有层相关的层间多次波，因此解决了CFP算法需要指出产生层间多次波的‘层’的问题；同时，该技术预测层间多次波的表达式仅为两重积分，和ISS技术的5重积分相比，运算量大幅度减少，更适合大规模的地震数据处理。

本发明可以以任何适当的形式实现，包括硬件、软件、固件或它们的任意组合。本发明可以根据情况有选择的部分实现，比如计算机软件执行于一个或多个数据处理器以及数字信号处理器。本文的每个实施例的元素和组件可以在物理上、功能上、逻辑上以任何适当的方式实现。事实上，一个功能可以在独立单元中、在一组单元中、或作为其他功能单元的一部分来实现。因此，该系统和方法既可以在独立单元中实现，也可以在物理上和功能上分布于不同的单元和处理器之间。

在相关领域中的技术人员将会认识到，本发明的实施例有许多可能的修改和组合，虽然形式略有不同，仍采用相同的基本机制和方法。为了解释的目的，前述描述参考了几个特定的实施例。然而，上述的说明性讨论不旨在穷举或限制本文所发明的精确形式。前文所示，许多修改和变化是可能的。所选和所描述的实施例，用以解释本发明的原理及其实际应用，用以使本领域技术人员能够最好地利用本发明和各个实施例的针对特定应用的修改、变形。

Claims (6)

1.一种地震噪声去除方法，其特征在于包括，

步骤101，对炮集数据进行分离，分为层状介质数据S_layer和下覆层数据S_yu；

步骤102，对炮集数据中的层状介质数据S_layer进行τ-p变换得到ST_layer，利用 $\left(\begin{array}{c}{A}_n^1\left({\mathrm{\ω}}_n\right)\\ A_n^2\left({\mathrm{\ω}}_n\right)\end{array}\right)=\left\{\begin{array}{c}\cosh \left(\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}\right)+\mathrm{fr}\·\frac{\sinh \left(\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}\right)}{\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}}\\ \mathrm{fi}\·\frac{\sinh \left(\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}\right)}{\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}}\end{array}\right.$ 计算ST_layer每个P值对应的地震道的第n个地震数据的预测算子，其中，A_n ¹、A_n ²分别为第n个地震数据的预测算子的实部和虚部，fr、fi分别为P值对应的地震道中第1到第n个地震数据的傅里叶变换的实部和虚部，n取1至N的正整数，N为ST_layer在时间方向地震数据的个数；

步骤103，利用A_n ^multiple＝A_n(ω_n)-A_n-1(ω_n-1)求取第n个地震数据的多次波预测算子A_n ^multiple，对A_n ^multiple做反傅里叶变换，得到时间域多次波预测算子a_n ^multiple，令a_n ^multiple(n)＝0,得到a_n ^int；其中，a_n ^multiple为第n个地震数据的多次波预测算子,a_n ^int为第n个地震数据的层间多次波预测算子；

步骤104，按照公式预测所有S_layer相关的τ-p域层间多次波；其中，d_i为第i个地震数据,ε为子波长度，*表示数学上的褶积运算；

步骤105，计算层状介质数据中所有的层间多次波预测算子序列并求和记为a_layer，对下覆层数据S_yu进行τ-p变换得到ST_yu，按照公式M_yu＝ST_yu*a_layer得到下覆层介质在层状介质中产生的层间多次波M_yu；

步骤106，将M_layer和M_yu进行相加，得到τ-p域预测的层间多次波炮集数据，然后进行τ-p反变换，得到X-T域层间多次波的炮集数据M；

步骤107，在炮集数据中减去计算得到的层间多次波M，得到不含层间多次波的炮集数据。

2.根据权利要求1所述的一种地震噪声去除方法，其特征在于，在上述对炮集数据进行分离之前还包括，对所述炮集数据进行偏移，确定层状介质的范围和状态，若所述层状介质状态为倾斜，则将炮点和检波点延拓至和地层平行的倾斜面上。

3.根据权利要求1所述的一种地震噪声去除方法，其特征在于，在上述在炮集数据中减去层间多次波之前还包括，对每一炮的炮集数据进行上述步骤101-步骤106，得到全部炮集数据对应的层间多次波炮集数据。

4.一种地震噪声去除装置，其特征在于包括，

分离单元，用于对炮集数据进行分离，分为层状介质炮集数据S_layer和下覆层炮集数据S_yu；

预测算子计算单元，用于对炮集数据中的层状介质数据进行τ-p变换，利用 $\left(\begin{array}{c}{A}_n^1\left({\mathrm{\ω}}_n\right)\\ A_n^2\left({\mathrm{\ω}}_n\right)\end{array}\right)=\left\{\begin{array}{c}\cosh \left(\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}\right)+\mathrm{fr}\·\frac{\sinh \left(\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}\right)}{\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}}\\ \mathrm{fi}\·\frac{\sinh \left(\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}\right)}{\sqrt{{\mathrm{fr}}^2+{\mathrm{fi}}^2}}\end{array}\right.$ 计算每个P值对应的地震道的第n个地震数据的预测算子，其中，A_n ¹、A_n ²分别为第n个地震数据对应的预测算子的实部和虚部，fr、fi分别为每道地震数据中第1到第n个地震数据的傅里叶变换的实部和虚部，n取1至N的正整数，N为S_layer在时间方向地震数据的个数；

层间多次波预测算子计算单元，利用A_n ^multiple＝A_n(ω_n)-A_n-1(ω_n-1)求取第n个地震数据的多次波预测算子A_n ^multiple，对A_n ^multiple做反傅里叶变换，得到时间域多次波预测算子a_n ^multiple，令a_n ^multiple(n)＝0,得到a_n ^int；其中，a_n ^multiple为第n个地震数据的多次波预测算子,a_n ^int为第n个地震数据的层间多次波预测算子；

层状介质层间多次波预测单元，按照公式预测所有层状介质相关的层间多次波M_layer，其中，d_i为第i个地震数据，ε为子波长度，*表示数学上的褶积运算；

下覆层层间多次波预测单元，用于计算所述层状介质数据中所有的层间多次波预测算子的序列并求和记为a_layer，对该炮集数据的下覆层数据S_yu进行τ-p变换得到ST_yu，按照公式M_yu＝ST_yu*a_layer得到下覆层介质在层状介质中产生的层间多次波M_yu；

层间多次波计算单元，用于将该炮集数据的M_layer和M_yu进行相加，得到τ-p域预测的层间多次波炮集数据，并进行τ-p反变换，得到X-T域的层间多次波炮集数据；

解扰单元，用于在炮集数据中减去所述层间多次波炮集数据。

5.根据权利要求4所述的一种地震噪声去除装置，其特征在于，还包括偏移单元，与所述分离单元相连接，对所述炮集数据进行偏移，确定层状介质的范围和状态，若所述层状介质状态为倾斜，则将炮点和检波点延拓至和地层平行的倾斜面上。

6.根据权利要求4所述的一种地震噪声去除装置，其特征在于，还包括循环单元，与所述解扰单元相连接，调用分离单元、预测算子计算单元、层间多次波预测算子计算单元、层状介质层间多次波预测单元、下覆层层间多次波预测单元和层间多次波计算单元计算每一炮中层间多次波炮集数据。