CN104536045A - 一种基于子波处理的鬼波压制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于子波处理的鬼波压制方法，包括以下步骤：1)输入海上地震资料信息；其中，地震资料信息中包含未压制鬼波的地震数据和三种地震子波，三种地震子波包括含电缆鬼波和震源鬼波的地震子波、仅含震源鬼波的地震子波和不含鬼波的地震子波；2)通过地震子波对未压制鬼波的地震数据进行鬼波压制；3)输出同时压制了电缆鬼波和震源鬼波的地震数据。本发明采用了子波匹配的算法压制鬼波，从地震资料处理入手压制鬼波，而不是从采集入手压制鬼波，因此处理过程易于实现，节约成本。本发明能够压制海上地震资料中的震源鬼波和电缆鬼波，可以广泛应用于海洋地震勘探过程中。

Description

一种基于子波处理的鬼波压制方法

技术领域

本发明涉及海洋地震勘探领域，特别是关于一种基于子波处理的鬼波压制方法。

背景技术

鬼波是海洋地震勘探中始终存在的难题，长期没有得到根本的解决，严重制约了地震勘探技术的进步。按照鬼波形成过程的不同，将鬼波分为震源鬼波和电缆鬼波。将气枪震源沉放于海水中的一定深度激发，有一部分能量直接向上传播到海面，然后再向下反射向海底深部传播，遇到地下界面后再反射回来被电缆检波器所接收，此波恰好尾随在正常一次反射波之后构成干扰，称作震源鬼波。而与此对应，震源激发后能量向下反射，遇到地下界面后再反射回来至海面，再由海面反射回来被电缆检波器所接收，此波也同样在正常一次反射波之后构成干扰，称作电缆鬼波。鬼波的存在造成地震资料中出现陷频，压缩地震资料的频带，同时导致地震资料的多轴、多相位现象，从而无法准确地获得反射系数序列，因而严重影响构造解释、储层反演、油气检测和开发地震的应用效果。

目前压制鬼波的主流思路是从采集入手，例如：海底电缆采集(OBC)、上下缆采集、上下源采集、双传感器采集、斜缆采集等。这些采集技术配合其相对应的高精度处理技术都能在一定程度上压制鬼波，如针对OBC资料和双传感器资料的水陆检合并技术；针对上下缆上下源资料的上下缆、上下源合并技术；针对斜缆资料的镜像偏移技术、联合反褶积技术等。然而，通过采集手段压制鬼波不仅费用昂贵，而且配套的高精度处理过程复杂、难度较大。与此同时这些技术大部分都只能压制电缆鬼波，对于震源鬼波并没有很好的压制效果。成本高、处理技术难度大、难以压制震源鬼波是此类采集技术压制鬼波的弊端。因此，研究一种同时压制海上地震资料中震源鬼波和电缆鬼波的处理方法十分必要。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够同时压制海上地震资料中的震源鬼波和电缆鬼波的基于子波处理的鬼波压制方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于子波处理的鬼波压制方法，包括以下步骤：1)输入海上地震资料信息；其中，地震资料信息中包含未压制鬼波的地震数据和三种地震子波，三种地震子波包括含电缆鬼波和震源鬼波的地震子波、仅含震源鬼波的地震子波和不含鬼波的地震子波；2)通过地震子波对未压制鬼波的地震数据进行鬼波压制；3)输出同时压制了电缆鬼波和震源鬼波的地震数据。

所述步骤2)通过地震子波对未压制鬼波的地震数据进行鬼波压制，包括以下步骤：A)将地震资料信息中仅含震源鬼波的地震子波作为期望输出，含电缆鬼波和震源鬼波的地震子波作为最小二乘匹配算法的输入，通过最小二乘匹配算法将两者进行子波匹配，得到电缆鬼波压制算子；B)将得到的电缆鬼波压制算子作为滤波器对未压制鬼波的地震数据进行滤波，得到仅压制了电缆鬼波的地震数据；C)将不含鬼波的地震子波作为期望输出，将仅含震源鬼波的地震子波作为最小二乘匹配算法的输入，通过最小二乘匹配算法对两者进行子波匹配，得到震源鬼波压制算子；D)将得到的震源鬼波压制算子作为滤波器对步骤B)中得到的仅压制了电缆鬼波的地震数据进行滤波，得到压制了震源鬼波的地震数据，即得到同时压制了电缆鬼波和震源鬼波的地震数据。

所述步骤2)通过地震子波对未压制鬼波的地震数据进行鬼波压制，包括以下步骤：a)将地震资料信息中不含鬼波的地震子波作为期望输出，含电缆鬼波和震源鬼波的地震子波作为最小二乘匹配算法的输入，采用最小二乘法对两者进行子波匹配，得到电缆鬼波和震源鬼波压制算子；b)将得到的电缆鬼波和震源鬼波压制算子作为滤波器对未压制鬼波的地震数据进行滤波，得到同时压制了电缆鬼波和震源鬼波的地震数据。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于从地震资料处理入手压制鬼波，而不是从采集入手压制鬼波，因此节约成本。2、本发明由于采用了含震源鬼波和电缆鬼波的地震子波、仅含震源鬼波的地震子波、不含鬼波的地震子波之间的匹配处理对未压制鬼波的地震数据进行鬼波压制，因此既可以压制电缆鬼波，又可以压制震源鬼波，进而恢复地下真实反射信号，获得准确的反射系数序列。3、本发明由于可以先利用含震源鬼波和电缆鬼波的地震子波与仅含震源鬼波的地震子波之间的匹配压制电缆鬼波，再利用仅含震源鬼波和不含鬼波的地震子波之间的匹配压制震源鬼波，以实现所有鬼波的压制；也可以直接利用含震源鬼波和电缆鬼波的地震子波与不含鬼波的地震子波之间的匹配实现所有鬼波的压制，因此本发明实现方式灵活。4、本发明由于采用了子波匹配的算法压制鬼波，因此处理过程易于实现。5、本发明计算效率高，相比于现有技术中采用最优化算法的方法，本发明计算速度快60倍以上，因此本发明更加适用于对实际地震资料的处理中。本发明可以广泛应用于海洋地震勘探过程中。

附图说明

图1是本发明方法一的流程示意图；

图2是本发明方法二的流程示意图；

图3是本发明实施例1模拟的合成地震记录中的压制鬼波的效果示意图；其中，(a)是模拟的反射系数模型示意图，(b)是未考虑子波衰减的带震源鬼波和电缆鬼波的子波与反射系数模型合成的地震记录示意图，(c)是子波衰减情况下带震源鬼波和电缆鬼波的子波与反射系数模型合成的地震记录示意图，(d)是对图(b)中合成的地震记录使用本发明压制鬼波的结果示意图，(e)是对图(c)中合成的地震记录使用本发明压制鬼波的结果示意图；

图4是本发明实施例2实际地震资料鬼波压制的海底反射局部放大示意图；其中，(a)是未进行鬼波压制的叠加剖面示意图，(b)是仅压制电缆鬼波后的叠加剖面示意图，(c)是压制电缆鬼波和震源鬼波后的叠加剖面示意图；

图5是本发明实施例2实际地震资料鬼波压制的深层反射局部放大示意图；其中，(a)是未进行鬼波压制的叠加剖面示意图，(b)是仅压制电缆鬼波后的叠加剖面示意图，(c)是压制电缆鬼波和震源鬼波后的叠加剖面示意图；

图6是本发明实施例2鬼波压制前后的频谱对比示意图；其中，黑色虚线表示未压制鬼波的频谱，灰色实线表示仅压制电缆鬼波后的频谱，黑色实线表示压制震源鬼波和电缆鬼波后的频谱；

图7是现有的基于频率域L2优化的波场分离技术实际地震资料鬼波压制的深层反射局部放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1、图2所示，本发明的基于子波处理的鬼波压制方法，包括以下步骤：

1)输入海上地震资料信息；其中，地震资料信息中包含未压制鬼波的地震数据和三种地震子波，三种地震子波包括含电缆鬼波和震源鬼波的地震子波、仅含震源鬼波的地震子波和不含鬼波的地震子波；

2)通过地震子波对未压制鬼波的地震数据进行鬼波压制，具体的压制方法包括以下两种：

如图1所示，方法一的具体过程为：

A)将地震资料信息中仅含震源鬼波的地震子波作为期望输出，含电缆鬼波和震源鬼波的地震子波作为现有的最小二乘匹配算法的输入，通过最小二乘匹配算法将两者进行子波匹配，得到电缆鬼波压制算子1；

B)将得到的电缆鬼波压制算子1作为滤波器对未压制鬼波的地震数据进行滤波，得到仅压制了电缆鬼波的地震数据；

C)将不含鬼波的地震子波作为期望输出，将仅含震源鬼波的地震子波作为最小二乘匹配算法的输入，通过最小二乘匹配算法对两者进行子波匹配，得到震源鬼波压制算子2；

D)将得到的震源鬼波压制算子2作为滤波器对步骤B)中得到的仅压制了电缆鬼波的地震数据进行滤波，得到压制了震源鬼波的地震数据，即得到同时压制了电缆鬼波和震源鬼波的地震数据；

如图2所示，方法二的具体过程为：

a)将地震资料信息中不含鬼波的地震子波作为期望输出，含电缆鬼波和震源鬼波的地震子波作为最小二乘匹配算法的输入，采用最小二乘法对两者进行子波匹配，得到电缆鬼波和震源鬼波压制算子；

b)将得到的电缆鬼波和震源鬼波压制算子作为滤波器对未压制鬼波的地震数据进行滤波，得到同时压制了电缆鬼波和震源鬼波的地震数据；

3)输出同时压制了电缆鬼波和震源鬼波的地震数据，用于地震资料处理的后续环节。

下面通过具体实施例对本发明基于子波处理的鬼波压制方法的效果进行详细说明：

实施例1：

如图3所示，首先，模拟反射系数模型，其结果如(a)所示。在未考虑子波衰减的情况下，将带震源鬼波和电缆鬼波的子波与反射系数模型合成地震记录，其结果如(b)所示，其结果显示合成地震记录中出现多轴多相位现象，不能够真实表示反射系数模型，因此需要对鬼波进行压制，使用本发明对合成地震记录(b)进行鬼波压制，结果如(d)所示，其结果显示鬼波压制后同相轴相位变单一，能够清楚表示反射系数。

地震波在地下传播过程中高频信号会逐渐衰减，在考虑子波衰减情况下，将带震源鬼波和电缆鬼波的子波与反射系数模型合成地震记录，其结果如(c)所示，对合成的地震记录采用本发明进行鬼波压制，结果如(e)所示，其结果显示，在考虑了子波衰减这种接近地震波真实传播规律的情况下，本发明依然能够获得较好的鬼波压制效果，压制鬼波后的地震记录仍能反映地下反射系数，表明了本发明对于鬼波压制的有效性。

实施例2：

本发明在实际地震资料中的应用效果如图4和图5所示。

如图4所示，(a)中箭头指出未进行鬼波压制的海底反射波，海底反射波表现为白-黑-白三个相位的反射特征，其中第一个白色相位是一次反射波，黑色相位为震源鬼波和电缆鬼波的叠置，第二个白色相位是电缆鬼波。使用本发明对(a)进行压制鬼波处理，得到如(b)所示的仅压制电缆鬼波的结果，以及如(c)所示的压制电缆鬼波和震源鬼波的结果。从图4可知，随着鬼波被压制，箭头所指的海底反射波由多相位逐渐变为单一相位。

如图5所示，使用本发明压制实际地震资料中的鬼波，并放大深层的反射同相轴，从(a)、(b)、(c)中可以看出，随着鬼波被压制，箭头指示的反射层位由多相位变为单一相位，剖面波组特征变清楚，鬼波压制后的剖面更接近地下的反射系数。如图6所示，随着电缆鬼波和震源鬼波的压制，频谱的低频端和高频段都得到了拓展，频带变宽，这对后期的地震资料解释、沉积相分析、储层预测、综合地质评价等研究意义重大。

现阶段的鬼波压制方法有基于频率域L2优化的波场分离技术，该技术纯数据驱动，主要用于压制海上拖缆数据中的电缆鬼波。其压制电缆鬼波的剖面(如图7所示)相比于图5中(a)显示的未压制电缆鬼波的剖面，箭头指示的反射层的相位变少，说明电缆鬼波得到了压制，相比于图5中(b)可以发现，基于频率域L2优化的波场分离技术达到了本发明对电缆鬼波压制的效果，但是现有的基于频率域L2优化的波场分离技术仅能压制电缆鬼波，对震源鬼波却难以压制。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各个步骤等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (3)

1.一种基于子波处理的鬼波压制方法，包括以下步骤：

1)输入海上地震资料信息；其中，地震资料信息中包含未压制鬼波的地震数据和三种地震子波，三种地震子波包括含电缆鬼波和震源鬼波的地震子波、仅含震源鬼波的地震子波和不含鬼波的地震子波；

2)通过地震子波对未压制鬼波的地震数据进行鬼波压制；

3)输出同时压制了电缆鬼波和震源鬼波的地震数据。

2.如权利要求1所述的一种基于子波处理的鬼波压制方法，其特征在于：所述步骤2)通过地震子波对未压制鬼波的地震数据进行鬼波压制，包括以下步骤：

A)将地震资料信息中仅含震源鬼波的地震子波作为期望输出，含电缆鬼波和震源鬼波的地震子波作为最小二乘匹配算法的输入，通过最小二乘匹配算法将两者进行子波匹配，得到电缆鬼波压制算子；

B)将得到的电缆鬼波压制算子作为滤波器对未压制鬼波的地震数据进行滤波，得到仅压制了电缆鬼波的地震数据；

C)将不含鬼波的地震子波作为期望输出，将仅含震源鬼波的地震子波作为最小二乘匹配算法的输入，通过最小二乘匹配算法对两者进行子波匹配，得到震源鬼波压制算子；

D)将得到的震源鬼波压制算子作为滤波器对步骤B)中得到的仅压制了电缆鬼波的地震数据进行滤波，得到压制了震源鬼波的地震数据，即得到同时压制了电缆鬼波和震源鬼波的地震数据。

3.如权利要求1所述的一种基于子波处理的鬼波压制方法，其特征在于：所述步骤2)通过地震子波对未压制鬼波的地震数据进行鬼波压制，包括以下步骤：

a)将地震资料信息中不含鬼波的地震子波作为期望输出，含电缆鬼波和震源鬼波的地震子波作为最小二乘匹配算法的输入，采用最小二乘法对两者进行子波匹配，得到电缆鬼波和震源鬼波压制算子；

b)将得到的电缆鬼波和震源鬼波压制算子作为滤波器对未压制鬼波的地震数据进行滤波，得到同时压制了电缆鬼波和震源鬼波的地震数据。