[發(fā)明專利]一種全波形反演中原始梯度的層析分量提取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810596430.2
• 申請(qǐng)日: 2018-06-11
• 公開（公告）號(hào): CN108802818B
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚剛;吳迪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（北京）
• 主分類號(hào): G01V1/30
• 分類號(hào): G01V1/30
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;劉美麗

本發(fā)明涉及一種全波形反演中原始梯度的層析分量提取方法，其特征在于，包括以下步驟：將全波形反演中余量的頻譜劃分為若干頻帶，每一頻帶均相應(yīng)設(shè)定一參考頻率；通過帶通濾波將全波形反演中的余量劃分為若干子集，并反傳每一子集余量得到各個(gè)子集余量的原始梯度；針對(duì)某一子集余量的原始梯度中的某一元素，計(jì)算該元素的截?cái)嗖〝?shù)；根據(jù)計(jì)算的截?cái)嗖〝?shù)，采用高斯函數(shù)得到該元素空間域的高斯平滑濾波器；將該元素空間域的高斯平滑濾波器與該元素相乘，提取該元素的層析分量；完成對(duì)所有子集余量的原始梯度中所有元素的層析分量提取，并累加得到全波形反演中原始梯度的層析分量,本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于地震數(shù)據(jù)成像反演技術(shù)領(lǐng)域中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于一種全波形反演中原始梯度的層析分量提取方法，涉及地震數(shù)據(jù)成像反演技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

全波形反演包含偏移模式和層析模式，折射波數(shù)據(jù)主要貢獻(xiàn)層析模式，反射波數(shù)據(jù)不僅貢獻(xiàn)層析模式也貢獻(xiàn)偏移模式。為了強(qiáng)調(diào)其中一種模式，有必要將兩種模式進(jìn)行分離，這種分離對(duì)反射波波形反演是非常關(guān)鍵的，因?yàn)榉瓷洳▽?duì)層析模式的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于對(duì)偏移模式的貢獻(xiàn)。學(xué)者們提出了一些方法用來(lái)分離這兩種模式，例如，Born模擬、上下波場(chǎng)分離、改進(jìn)的逆散射成像條件以及散射角度濾波等方法。

然而，現(xiàn)有的所有方法在效率或效果上均存在著缺點(diǎn)：1)基于Born模擬的方法將波動(dòng)方程分裂成兩個(gè)波動(dòng)方程，一個(gè)波動(dòng)方程計(jì)算入射波波場(chǎng)，另一個(gè)波動(dòng)方程計(jì)算散射波波場(chǎng)，這兩個(gè)波動(dòng)方程的速度模型均為原速度模型的光滑背景分量。再通過震源波場(chǎng)的入射波和散射波與余量波場(chǎng)的入射波和散射波的分別互相關(guān)來(lái)產(chǎn)生層析分量和偏移分量。因?yàn)锽orn模擬需要將波動(dòng)方程分解為兩個(gè)波動(dòng)方程，所以其計(jì)算量會(huì)增加一倍，更為關(guān)鍵的是這種方法計(jì)算出的散射波波場(chǎng)不僅包括反射散射波波場(chǎng)，也包括透射散射波波場(chǎng)，因此其產(chǎn)生的層析分量包含少量的偏移分量，反之亦然，從而導(dǎo)致不徹底的模式分解。2)上下波場(chǎng)分離方法是根據(jù)下行的透射波場(chǎng)和上行的反射波場(chǎng)在垂直剖面中的傾斜方向相反，因此通過傅里葉變換將透射波和反射波分離開，進(jìn)而通過相應(yīng)的互相關(guān)來(lái)產(chǎn)生層析分量和偏移分量。但是這種方法最主要的問題是效果不佳，在模型比較復(fù)雜的情況下，透射波和反射波均可能是下行或上行方向，因此用上下行波場(chǎng)分離方法不能將透射波和反射波完全分離開來(lái)，進(jìn)而偏移分量極有可能泄露到層析分量中，反之亦然。3)散射角度濾波方法是基于震源波場(chǎng)和余量波場(chǎng)的張開角度進(jìn)行角度濾波來(lái)實(shí)現(xiàn)層析分量和偏移分量的分離，當(dāng)張開角度接近180度時(shí)，互相關(guān)震源波場(chǎng)和余量波場(chǎng)將產(chǎn)生層析分量；而其余角度則貢獻(xiàn)到偏移分量。這是根據(jù)層析分量是由震源波場(chǎng)和余量波場(chǎng)的傳播方向完全相反產(chǎn)生的，因此，散射角度濾波方法是一種非常有效的模式分離方法，但是它需要付出昂貴的計(jì)算成本，通常會(huì)比波場(chǎng)模擬本身的計(jì)算量高出好幾倍。4)逆散射成像條件方法是散射角度濾波的一種特殊情況，即角度濾波器的過渡帶是從0度到180度，其帶通和帶阻只有0度或180度。通常情況的散射角度濾波的角度濾波器的過渡帶很窄，帶通和帶阻的寬度遠(yuǎn)大于逆散射成像條件的情況。因此，雖然這種方法產(chǎn)生的額外計(jì)算量很小，但是其分離效果很差。為了提高分離效果，逆散射成像條件通過增加自適應(yīng)振幅匹配，但通常的自適應(yīng)振幅匹配計(jì)算量均很大，并對(duì)層析模式這種弱信號(hào)的提取效果不佳。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠模式分解徹底、計(jì)算量少且提取效果佳的全波形反演中原始梯度的層析分量提取方法。