[發明專利]一種無分離假象的縱橫波分離方法

有效

• 申請號: 201911279186.8
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN111025386B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 周熙焱;常旭;孟曉波;祖紹環
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/30
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 房立普

本發明涉及一種無分離假象的縱橫波分離方法，屬于地震波信息處理技術領域。本發明主要是克服現有技術中的不足之處，提出一種無分離假象的縱橫波分離方法，其具體步驟為：利用一階速度?應變方程進行正演，并基于該公式和縱橫波解耦方程進行縱橫波解耦，得到分離縱橫波速度場。本發明既能保證分離結果的相位和振幅不受改變，也能保證分離結果不存在分離假象；準確的縱橫波分離為正演模擬和對地震波傳播的認識，提供了支撐，彈性波因包含縱橫波而相對復雜，彈性波波場正演時，縱橫波的耦合，對認識波場的傳播規律造成不便；準確的縱橫波分離，為彈性波成像、地表數據縱橫波分離、微地震定位等依賴于彈性波場延拓類算法提供了支撐。

技術領域

本發明涉及一種無分離假象的縱橫波分離方法，屬于地震波信息處理技術領域。

背景技術

以往的勘探往往假設地球介質為聲波模型，采用單分量檢波器采集地震信號，但隨著簡單油氣藏相繼被發現，我們不得不尋找更加復雜的油氣藏，因此很多工區開始采用多分量數據采集，之前基于聲波假設的模型在部分地區變的不再適用，必須將地球介質視為彈性介質。因此我們的陸地檢波器也從單分量變為三分量，海上由監測水壓的水聽器變為四分量的海底電纜(Yu et al.,2013,Ikeda,1986)。對于這些資料，我們不能簡單的將z分量作為P波，當單分量數據進行處理。這些多分量數據中除了P波信息，還攜帶了地下橫波的信息，若能將這些縱波和橫波的信息都提取出來，那將為我們的地質解釋提供更多的信息，使油氣藏能更好的被識別。橫波的速度比縱波小，根據Snell定律可知，轉換波相對P波而言，能攜帶更大偏移距的信息。在某些特殊構造中，比如在氣云頂部，往往轉換橫波的成像結果要比縱波的好(Granli et al.,1999)。另外，轉換橫波信息的加入，使解釋和反演問題(比如AVA、AVO等)多解性降低(Saha et al.,2014)。

但是要想將地震數據進行成像，那么偏移成像是非常重要的一步。偏移成像能使繞射波收斂，使地質構造回歸到真實的位置，經過偏移處理之后的成像結果才更接近真實的地質結構。彈性波逆時偏移繼承了普通聲波逆時偏移的優點，同時還能通過橫波進行成像。彈性波逆時偏移采用彈性波方程，不再是基于聲波假設，不僅能得到PP的成像結果，還能得到轉換波PS的成像結果，從而得到更多地下介質結構的信息，更加有利于對地下目標體的解釋。彈性波方程正傳和反傳波場中，波場中既有縱波又有橫波存在，如不對縱橫波進行分離而直接進行成像，則會因縱橫波的串擾而無法進行成像，因此在成像前必須對波場中的縱橫波進行分離(Yan and Sava,2008)。因此，必須提出一種能保證分離波場動力學特征，且無分離假象的縱橫波分離方法。

還有一些類似彈性波逆時偏移的方法，也需要進行縱橫波分離。比如全波形反演，全波形反演是利用地震波的波形信息反演地下彈性波參數，每次迭代過程就相當于一處彈性波逆時偏移，因此也需要對彈性波波場中縱橫波進行分離。還有最小二乘逆時偏移，最小二乘逆時偏移反演的是地下介質的反射率參數，每次迭代也相當于一次彈性波逆時偏移，需要對彈性波場中的縱橫波進行分離。另外，微地震數據的震源逆時定位成像方法也需要用到縱橫波分離，震源定位逆時成像，是將地表記錄地震波形進行反傳，然后采用振幅最大、自相關、互相關等方法進行成像，得到震源的位置，但是這個過程也需要將反傳彈性波場中的縱橫波進行分離。

另外，正演模擬也是地震學中非常重要的一個步驟，正演模擬能讓我們更加清楚的認識到地震波的傳播規律，也是反演問題的重要一步。對于彈性波的正演模擬，為了更加清晰的了解彈性波的傳播規律，或者反演具體的彈性參數時，需要對正演模擬的波場進行縱橫波分離。讓縱橫波模態分離，分離波場的物理意義更加清晰明確，對認識波的傳播特征和反演具體問題會起到至關重要的作用。

可以看出彈性波的縱橫波分離是諸多技術中的重要環節，為了保證彈性波逆時偏移等方法的準確性，必須提出一種準確的縱橫波分離方法。目前有一些縱橫波分離方法，比如基于旋度散度的縱橫波分離、基于一階速度-應力方程的縱橫波解耦等方法，但是這些方法都存在以下的缺點；其中基于旋度散度的縱橫波分離的方法，得到的物理意義和矢量特性均與原波場不一致；基于一階速度-應力方程的縱橫波解耦的方法出現分離假象。