[發(fā)明專利]基于小波互相關(guān)時移地震虛擬震源波場重構(gòu)方法和系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111257938A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周陽田麗;趙楊;左佳卉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: G01V1/36
• 分類號: G01V1/36
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 孫楠

本發(fā)明及一種基于小波互相關(guān)時移地震虛擬震源波場重構(gòu)方法和系統(tǒng)，包括以下步驟：S1.將垂直地震剖面VSP地震數(shù)據(jù)進行上行波和下行波分離；S2.將上行波和下行波都進行小波變換，選擇一檢波器作為虛擬震源，把檢波器的下行波小波系數(shù)，與其它檢波器的上行波小波系數(shù)互相關(guān)，得到小波互相關(guān)系數(shù)；S3.對小波互相關(guān)系數(shù)進行時間尺度域、時間尺度波數(shù)域或時間空間域濾波；S4.將經(jīng)過濾波的小波互相關(guān)系數(shù)逆變換回時空域，得到虛擬震源道集；S5.將虛擬震源道集進行共中心點疊加，得到虛擬震源激發(fā)波場。其能夠有效壓制噪聲，并對非平穩(wěn)信號實現(xiàn)高分辨率分離，無需近地表模型即可有效地抑制偽像，優(yōu)化疊加成像的結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于一種基于小波互相關(guān)時移地震虛擬震源波場重構(gòu)方法和系統(tǒng)，屬于地震數(shù)據(jù)波處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

時移地震技術(shù)是利用不同時間觀測的地震有效信息的差異，進行儲層監(jiān)測、完善油藏管理方案、提高油氣采收率的技術(shù)。時移地震的可重復(fù)性是長期油藏監(jiān)測最重要的影響因素。時移地震的可重復(fù)性與采集中的儀器因素，環(huán)境、背景噪聲等采集因素密切相關(guān)。其中儀器因素較易控制，而環(huán)境、背景噪聲往往很難控制，是造成監(jiān)測結(jié)果不可重復(fù)的主要原因。環(huán)境、背景噪聲主要源于由震源、檢波器和近地表條件的變化導(dǎo)致的時間延遲和相位、振幅的畸變。現(xiàn)有技術(shù)中，通常通過將震源和檢波器埋入地下的方式來提升時移地震的可重復(fù)性。但對于沙漠環(huán)境，近地表發(fā)育溶巖結(jié)構(gòu)的地區(qū)的成像結(jié)果尤為復(fù)雜，會引入多次波、面波、散射噪聲，以及不同波型互相干擾，使上下行波場發(fā)生畸變。

為了解決上述問題，引入虛擬震源法(VS)對時移地震進行檢測，虛擬震源法不依賴于近地表速度模型，其將上下行波場進行互相關(guān)重構(gòu)，將地面震源重構(gòu)到地下觀測系統(tǒng)的位置，壓制來自近地表儀器耦合和觀測系統(tǒng)變化形成的噪聲，在儲層監(jiān)測和時移地震處理中，提高了可重復(fù)性。然而，由于有限的震源孔徑和野外預(yù)處理的結(jié)果不能完全滿足虛擬震源的假設(shè)條件，因此仍然存在重復(fù)性差和圖像質(zhì)量差的問題。尤其，在強烈非均質(zhì)的上覆層中，下行波場往往被近地表反射和自由表面多次波的上行波干擾，使二者難以分離。一旦下行的P波受到污染，就無法有效抑制包含多次波、散射和面波的噪聲和串擾，導(dǎo)致傳統(tǒng)虛擬震源疊加的信噪比低于實際震源疊加，使成像質(zhì)量下降。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供了一種基于小波互相關(guān)時移地震虛擬震源波場重構(gòu)方法和系統(tǒng)，在傳統(tǒng)虛擬震源方法處理流程中，加入小波域虛擬震源波場重構(gòu)，對小波系數(shù)進行時間尺度域TS或時間尺度波數(shù)域TSK濾波，從而有效壓制噪聲，并對非平穩(wěn)信號實現(xiàn)高分辨率分離。該方法無需近地表模型即可有效地抑制偽像，優(yōu)化疊加成像的結(jié)果。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于小波互相關(guān)時移地震虛擬震源波場重構(gòu)方法，包括以下步驟：S1.通過若干檢波器獲得垂直地震剖面VSP地震數(shù)據(jù)，將VSP地震數(shù)據(jù)進行上行波和下行波分離；S2.將分離后的上行波和下行波都進行小波變換，選擇其中一個檢波器作為虛擬震源，把檢波器的下行波小波系數(shù)與其它檢波器的上行波小波系數(shù)互相關(guān)，得到小波互相關(guān)系數(shù)；S3.對小波互相關(guān)系數(shù)進行時間尺度域TS或時間尺度波數(shù)域TSK濾波；S4.將經(jīng)過濾波的小波互相關(guān)系數(shù)逆變換回時空域，得到虛擬震源道集；S5.將虛擬震源道集進行共中心點疊加，得到虛擬震源激發(fā)波場。

進一步，步驟S1中垂直地震剖面VSP地震數(shù)據(jù)采用下式表示：

其中，表示時間互相關(guān)，r_A、r_B和r_S分別是檢波器A、檢波器B和震源的空間坐標，V(r_B|r_A；τ)是將r_A視為虛擬震源時在檢波器r_B處的干涉結(jié)果，τ表示時間延遲，D(r_B|r_S；t)代表檢波器r_A在近偏移距位置記錄的下行波場，U(r_B|r_S；t)是檢波器r_B接收到的上行波場。