一种海洋地震资料处理中鬼波衰减的方法及装置

摘要

本发明提供了一种海洋地震资料处理中鬼波衰减的方法及装置，包括以下步骤：将原始地震记录中的直达波和海面反射波切除，得到记录A；在所述原始地震记录中提取出海面反射波M和反射层一次反射波P；将所述海面反射波M和所述反射层一次反射波P褶积，得到该反射层相关的震源侧或检波器侧的单侧鬼波G

说明书

技术领域

本发明涉及地震资料处理技术领域，特别涉及一种海洋地震资料处理中鬼波衰减的方 法及装置。

背景技术

随着油气勘探的深入，海洋油气勘探受到了越来越多的重视，海洋地震资料处理成果 是海洋油气勘探的重要依据，而多次波是影响海洋地震资料处理的最为关键因素之一。由 于海平面和海底都存在强速度差的反射界面，反射系数很大，所以表面相关多次波非常发 育，严重的影响了地震资料处理的可靠性，干扰了地震资料解释人员对构造的判断。海洋 地震资勘探中，激发震源空气枪与接收电缆都在海面以下某个深度，震源波场传播至海面 后又发生反射被检波器接收到的波场称为鬼波，鬼波是一种普遍存在于海洋地震资料中的 表面相关多次波，难以在地震资料处理中衰减。

为了消除鬼波对地震资料的影响，一种思路是从资料采集中入手，海底电缆OBC技术将 检波器置于海底，通过两种检波器记录数据的结合来压制鬼波。另一种思路是在处理中进 行衰减，一般是通过子波整形类的方法，但是当震源与比较深时，误差会变大。当前工业 界普遍应用的表面相关多次波压制方法(SRME)，通过记录本身的自褶积来预测自由表面相 关多次波。鬼波分为震源一侧鬼波、检波点一侧鬼波和震源与检波点双侧鬼波，传统SRME 方法不能直接应用到这种鬼波压制中，而通过采集方式的改变来压制鬼波会较大的增加工 业成本。Weglein(1997)等人提出完全数据驱动型的逆散射去层间多次波方法，该方法可 从逆散射子序列中一次预测所有的层间多次波，但运行成本非常高，在工业界至今还没有 应用。Jakubowicz(1998)提出了层相关层间多次波预测方法，但是该方法主要是针对地下 强反射界面层间多次波的预测。

鬼波的衰减方法是海洋地震资料处理普遍存在的难题，随着油气勘探开发的不断深 入，该项技术的研究有着重要的应用潜力，对提高海洋地震资料处理品质有着重要意义， 因而亟需一种行之有效的鬼波预测和衰减的方法。

发明内容

为克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种海洋地震资料处理中鬼波衰减的方法 及装置，以实现纯数据驱动进行鬼波预测和衰减，从而不依赖与速度场的精度，提高海洋 地震资料的处理质量。

为达到上述目的，本发明一方面提供了一种海洋地震资料处理中鬼波衰减的方法，包 括：

将原始地震记录中的直达波和海面反射波切除，得到记录A；

在所述原始地震记录中提取出海面反射波M和反射层一次反射波P；

将所述海面反射波M和所述反射层一次反射波P褶积，得到该反射层相关的震源侧或 检波器侧的单侧鬼波G₁；

将所述海面反射波M与所述震源侧或检波器侧的单侧鬼波G₁褶积，得到震源和检波器 的双侧鬼波G₂；

将所述单侧鬼波G₁、双侧鬼波G₂和记录A进行能量匹配，得到匹配后的单侧鬼波G_1m和双侧鬼波G_2m；

在所述记录A中减去所述匹配后的单侧鬼波G_1m和双侧鬼波G_2m，得到衰减鬼波后的记录S _dghost。

本发明另一方面提供了一种海洋地震资料处理中鬼波衰减的装置，包括：

记录A提取单元，用于将原始地震记录中的直达波和海面反射波切除，得到记录A；

海面反射波提取单元，用于在所述原始地震记录中提取出海面反射波M；

一次反射波提取单元，用于在所述原始地震记录中提取出反射层一次反射波P；

单侧鬼波预测单元，与所述海面反射波提取单元机一次反射波提取单元相连接，用于 将所述海面反射波M和所述反射层一次反射波P褶积，得到该反射层相关的震源侧或检波 器侧的单侧鬼波G₁；

双侧鬼波预测单元，与所述海面反射波提取单元及单侧鬼波预测单元相连接，用于将 所述海面反射波M与所述震源侧或检波器侧的单侧鬼波G₁褶积，得到震源和检波器的双侧 鬼波G₂；

能量匹配单元，与所述记录A提取单元、单侧鬼波预测单元及双侧鬼波预测单元相连 接，用于将所述单侧鬼波G₁、双侧鬼波G₂和记录A进行能量匹配，得到匹配后的单侧鬼波 G_1m和双侧鬼波G_2m；

鬼波衰减单元，与所述记录A提取单元及能量匹配单元相连接，用于在所述记录A中 减去所述匹配后的单侧鬼波G_1m和双侧鬼波G_2m，得到衰减鬼波后的记录S_dghost。

本发明能够达到的有益效果：通过纯数据驱动型的鬼波预测和衰减，能够不依赖与速 度场的精度，提高了海洋地震资料的处理质量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成 对本发明的限定。在附图中：

图1是本发明的原理示意图；

图2是具体实施方式的简单模型速度场；

图3是本发明实施例一种海洋地震资料处理中鬼波衰减的方法的流程图；

图4是本发明实施例一种海洋地震资料处理中鬼波衰减的装置的结构图；

图5中，a是激发与接收在深度100米处正演模拟得到的原始单炮记录，b是切除直 达波与海面反射波的记录；

图6中，a是近偏移距部分的海面反射波，b是拾取出的海底一次反射波；

图7中，a是预测出的单侧鬼波，b是预测出的双侧鬼波；

图8中，a是切除直达波与海面反射波的记录，b是衰减完鬼波后的记录。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本 发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并 不作为对本发明的限定。

如图1所示，是本发明的原理示意图，双侧鬼波传播路径是ABCDEFG，虚线处为激 发与接收面，ABCDE与CDEFG是单侧鬼波，因此单侧鬼波的传播可以认为是海面反射波 ABC与一次反射波CDE的褶积，双侧鬼波可以认为是单侧鬼波ABCDE与海面反射波 EFG的褶积。

图2是是测试模型的速度场，观测面位于海平面以下100米深度处，海水速度为 1500m/s，海水下层的速度是2500m/s；

先从原始地震记录中提取出海面反射波与地下反射层的一次反射波，通过将海面反射 波与地下反射层的一次反射波褶积得到震源一侧或检波一侧的单侧鬼波，然后在通过海面 反射波与预测出的单侧鬼波褶积预测出震源侧和检波器侧的双侧鬼波，最后应用匹配相减 的方法将预测出的鬼波从地震记录中衰减掉。

具体通过以下实施例进行说明：

实施例一

如图3所示，为本实施例一种海洋地震资料处理中鬼波衰减的方法的流程图，包括以 下步骤：

步骤301，将原始地震记录中的直达波和海面反射波切除，得到记录A；

如图5所示，

图5a是正演模拟得到的单炮记录，存在直达波、海面反射波、一次反射波、单侧鬼 波和双侧鬼波，即原始地震记录；

图5b是切除直达波和海面反射波的记录波场，即记录A。

步骤302，在所述原始地震记录中提取出海面反射波M和反射层一次反射波P；

如图6所示，

图6a是提取出的海面反射波M，由于在大偏移距的地方，海面反射波与直达波重叠在 一块，所以只提取处双曲规律部分，也就是近偏移距部分；

图6b是提取出的地下反射层一次反射波P。

步骤303，将所述海面反射波M和所述反射层一次反射波P褶积，得到该反射层相关 的震源侧或检波器侧的单侧鬼波G₁；

褶积的具体算法如下：

G₁(x_s,w_r,f)=M(x_s,w_s,f)·P(w_s,w_r,f)；

其中，M(x_s,w_s,f)是x_s位置震源，w_s位置接收到的海面反射波；

P(w_s,w_r,f)是w_s位置震源，w_r位置接收到的反射层一次反射波；

G₁(x_s,w_r,f)是x_s位置震源，w_r位置接收到的单侧鬼波；

f代表频率域。

步骤304，将所述海面反射波M与所述震源侧或检波器侧的单侧鬼波G₁褶积，得到震 源侧和检波器侧的双侧鬼波G₂；

褶积的具体算法如下：

G₂(x_s,x_r,f)=G₁(x_s,w_r,f)·M(w_r,x_r,f)；

其中，M(w_r,x_r,f)是w_r位置震源，x_r位置接收到的海面反射波；

G₂(x_s,x_r,f)为x_s位置震源，x_r位置接收到的震源与检波器的双侧鬼波。

如图7所示，

图7a是通过海面反射波与一次记录的褶积得到的单侧鬼波G₁，由于海面反射波在大 偏移距处被切除，所以预测出的单侧鬼波在大偏移距的地方会有一定的误差；

图7b是单侧鬼波与海面反射波的褶积得到的双侧鬼波G₂。

步骤305，将所述单侧鬼波G₁、双侧鬼波G₂和记录A进行能量匹配，得到匹配后的单 侧鬼波G_1m和双侧鬼波G_2m；

匹配的具体算法如下：

G_1m=F₁·G₁；

G_2m=F₂·G₂；

其中，F₁与F₂是基于最小二乘法在记录A中得到的匹配滤波因子。

最小二乘法匹配法是通过求取一匹配因子使得输入的两个信号在同一能量级，对于F₁来说分别将单侧鬼波G₁的自相关和单侧鬼波G₁与记录A的互相关带入Toeplitz矩阵，通 过Levinson算法求解该矩阵得到匹配因子F₁。对于F₂来说，分别将单侧鬼波G₂的自相关 和单侧鬼波G₂与记录A的互相关带入Toeplitz矩阵，通过Levinson算法求解该矩阵得到 匹配因子F₂。

步骤306，在所述记录A中减去所述匹配后的单侧鬼波G_1m和双侧鬼波G_2m，得到衰减鬼 波后的记录S_dghost；具体算法如下：

S_dghost=A-G_1m-G_2m；

其中，S_dghost是衰减鬼波后的记录。

如图8所示，

图8a是切除直达波与海面反射波的记录，

图8b衰减完鬼波后得到的有效反射波记录，单侧与双侧鬼波都得到了较好的预测与 衰减。

本实施例可以达到以下有益效果：通过纯数据驱动型的鬼波预测和衰减，能够不依赖 与速度场的精度，提高了海洋地震资料的处理质量。

实施例二

如图4所示，为本发明实施例一种海洋地震资料处理中鬼波衰减的装置的结构图，包 括：记录A提取单元401、海面反射波提取单元402、一次反射波提取单元403、单侧鬼波预 测单元404、双侧鬼波预测单元405、能量匹配单元406以及鬼波衰减单元407。

该装置工作时，需要事先将原始地震记录的资料送入记录A提取单元401、海面反射波 提取单元402和一次反射波提取单元403。其中，

记录A提取单元401，用于将原始地震记录中的直达波和海面反射波切除，得到记录 A；

海面反射波提取单元402，用于在所述原始地震记录中提取出海面反射波M；

一次反射波提取单元403，用于在所述原始地震记录中提取出反射层一次反射波P；

单侧鬼波预测单元404，与所述海面反射波提取单元机一次反射波提取单元相连接， 用于将所述海面反射波M和所述反射层一次反射波P褶积，得到该反射层相关的震源侧或 检波器侧的单侧鬼波G₁；具体计算方法如下：

G₁(x_s,w_r,f)=M(x_s,w_s,f)·P(w_s,w_r,f)；

其中，M(x_s,w_s,f)是x_s位置震源，w_s位置接收到的海面反射波；所述单侧鬼波预测 单元根据以下公式进行计算得到单侧鬼波：

P(w_s,w_r,f)是w_s位置震源，w_r位置接收到的反射层一次反射波；

G₁(x_s,w_r,f)是x_s位置震源，w_r位置接收到的单侧鬼波；

f代表频率域。

双侧鬼波预测单元405，与所述海面反射波提取单元及单侧鬼波预测单元相连接，用 于将所述海面反射波M与所述震源侧或检波器侧的单侧鬼波G₁褶积，得到震源和检波器的 双侧鬼波G₂；具体计算方法如下：

G₂(x_s,x_r,f)=G₁(x_s,w_r,f)·M(w_r,x_r,f)；

其中，M(w_r,x_r,f)是w_r位置震源，x_r位置接收到的海面反射波；

G₂(x_s,x_r,f)为x_s位置震源，x_r位置接收到的震源与检波器的双侧鬼波。

能量匹配单元406，与所述记录A提取单元、单侧鬼波预测单元及双侧鬼波预测单元 相连接，用于将所述单侧鬼波G₁、双侧鬼波G₂和记录A进行能量匹配，得到匹配后的单侧 鬼波G_1m和双侧鬼波G_2m；具体计算方法如下：

G_1m=F₁·G₁；

G_2m=F₂·G₂；

其中，F₁与F₂是基于最小二乘法在记录A中得到的匹配滤波因子。

最小二乘法匹配法是通过求取一匹配因子使得输入的两个信号在同一能量级，对于F₁来说分别将单侧鬼波G₁的自相关和单侧鬼波G₁与记录A的互相关带入Toeplitz矩阵，通 过Levinson算法求解该矩阵得到匹配因子F₁。对于F₂来说，分别将单侧鬼波G₂的自相关 和单侧鬼波G₂与记录A的互相关带入Toeplitz矩阵，通过Levinson算法求解该矩阵得到 匹配因子F₂。

鬼波衰减单元407，与所述记录A提取单元及能量匹配单元相连接，用于在所述记录 A中减去所述匹配后的单侧鬼波G_1m和双侧鬼波G_2m，得到衰减鬼波后的记录S_dghost；具体计 算方法如下：

S_dghost=A-G_1m-G_2m；

其中，S_dghost是衰减鬼波后的记录。

上述实施例能够达到的有益效果：通过纯数据驱动型的鬼波预测和衰减，能够不依赖 与速度场的精度，提高了海洋地震资料的处理质量。

本领域一般技术人员在此设计思想之下所做任何不具有创造性的改造，均应视为在本 发明的保护范围之内。