一種快速二維海上地震資料自由表面多次波預測方法
【專利摘要】本發明是二維海上地震資料處理中預測海底多次波的一種方法，采用多次波階數和頻率、炮檢距、海底高程和海水速度作為參數來計算海底多次波在自由表面穩態點處的菲涅爾帶進而構建多次波貢獻道集，在此基礎上采用常規的自由表面多次波算法來預測自由表面多次波。本發明由于采用了新的構建方法，參與自由表面多次波預測的地震道數大幅度減少，進而可以快速地預測自由表面多次波，并且不失多次波預測的效果。
【專利說明】一種快速二維海上地震資料自由表面多次波預測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及地球物理勘探技術，屬于地震資料處理中壓制多次波的技術范疇，是一種快速二維海上地震資料自由表面多次波預測方法。
【背景技術】
[0002]在海上地震勘探中，由于作為自由界面的海水面和硬的海底面都是很強的反射界面，其中海水面的反射系數可達0.9，因此在地震記錄中不可避免的會記錄到海底和海水面產生的各種各樣的多次波。多次波的存在會干擾人們對有效波的識別，影響后續的速度分析、偏移成像和構造與地層解釋，因此需要壓制多次波。
[0003]壓制多次波的方法一般分為兩大類:一類是基于有效波和多次波之間差異的濾波方法，簡稱為濾波方法；另一類是基于波動方程的預測減去法，即首先利用原始地震數據，根據波動原理，預測出多次波，然后對預測的多次波與原始數據中的多次波進行匹配，最后從原始數據中減去匹配后的多次波就可以得到一次有效波。
[0004]在基于波動方程的多次預測方法中主要有兩種方法，一種是模型驅動的海底多次波預測方法，另一種是數據驅動的自由表面多次波預測方法。模型驅動的多次波預測方法預測一個炮集的多次波時僅需要該炮集數據，但需要海底高程和海水速度模型。這種方法的缺點是海底高程和海水速度模型誤差會傳遞到預測的多次波，另外無法預測全程多次波。數據驅動的多次波預測方法預測一個炮集的多次波時，不僅需要該炮集數據，同時還需要炮集中每個地震道對應的共接收點道集，但不需要海底高程和海水速度模型。這種方法的缺點是需要數據規則化前處理，并且參與運算的地震道數龐大，直接影響到計算效率和對計算機的存儲需要。
【發明內容】
[0005]本發明目的在于提供一種高效的數據驅動，提高多次波預測的效率和減少對計算機的存儲需要的快速二維海上地震資料自由表面多次波預測方法。
[0006]本發明的具體實施步驟如下:
[0007]I)采集海上二維地震記錄d Us’ X1, t)，測量炮點處海底高程b (Xs)和海水速度
V(Xs)數據；
[0008]2)根據炮點處測量的海底高程和海水速度插值得到整個測線的海底高程b (Xr)和海水速度模型V (Xr);
[0009]3)把采集的地震記錄逐道進行富里葉變換，得到頻率域的地震數據D (xs,xr, ω )；
[0010]4)把頻率域的地震記錄分選為頻率域的共炮點CSi (xr, ω )和共接收點道集CRj(xs，ω )；
[0011]5)先按炮集炮號再按地震道序號逐道進行處理；
[0012]6)用下式計算海底多次波在自由表面上近炮點和近接收點的穩態點坐標Is和:
【權利要求】
1.一種快速二維海上地震資料自由表面多次波預測方法，特點是采用以下步驟: 1)采集海上二維地震記錄d，測量炮點處海底高程b和海水速度V數據； 2)根據炮點處測量的海底高程和海水速度插值得到整個測線的海底高程b和海水速度V模型； 3)把采集的地震記錄逐道進行富里葉變換，得到頻率域的地震數據D； 4)把頻率域的地震記錄分選為頻率域的共炮點CSi和共接收點道集CRj； 5)先按炮集炮號再按地震道序號逐道進行處理； 6)用下式計算海底多次波在自由表面上近炮點和近接收點的穩態點坐標ys和I: 式中:xs、&是當前處理道道頭中的炮點和接收點坐標，η是海底多次波階數； 7)在水平海底假設下，用下式計算近炮點和近接收點的穩態點對應的多次波菲涅爾帶半徑fs和fr:
fs =0-5*[(Vs -Xs)-y](a-b)2-4z2]
fr=fs 式中:
a = ^iys -Xs)2 +4z2 , V b --
2/ z為當前道對應排列長度內海底的平均深度， V為當前道對應排列長度內海水的平均速度， Xs是當前處理道道頭中的炮點和接收點坐標， η是用戶根據資料分析給定的海底多次波階數； Is是由步驟6)計算的近炮點和近接收點的穩態點坐標； f為多次波的主周期； 步驟7)所述的多次波菲涅爾帶是指對于給定的多次波自由表面穩態點，在其附近范圍內當假設的向下反射點對應的多次波旅行時與穩態點對應的多次波旅行時之差小于0.25個反射波周期時所對應的范圍。 8)按照下式計算實際參與多次波預測的近炮點預測帶半徑k和近接收點預測帶半徑Ls:
L = ct f
I S
Lr= a fr 式中:α為多次波菲涅爾帶縮放參數，為0.5-1 ； 9)按照下式計算多次波貢獻道集的起點位置ml和終止點位置m2: ml=ys_Ls
m2=yr+Lr 10)在多次波貢獻道集范圍內，對每一采集站點，從當前地震道對應的共炮點和共接收點道集中抽取該站點對應的兩道地震道，然后把兩道相乘得到相應的褶積道； 11)在多次波貢獻道集范圍內，把所有采集站點對應的褶積道進行算術平均相加；12)把相加結果做反富里葉變換預測出當前處理道對應的多次波。
2.根據權利要求1所述的方法，特點是步驟6)所述的近炮點和近接收點多次波穩態點是指根據Snell射線理論，n階海底多次波在自用表面上n個反射點中最接近炮點和接收點那一個。
3.根據權利要求1所述的方法，特點是步驟9)所述的多次波貢獻道集是指參與多次波預測的由共炮點和共接收點道集形成的褶積道。
【文檔編號】G01V1/30GK103576198SQ201210272689
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月2日 優先權日:2012年8月2日
【發明者】柯本喜, 李鵬 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司