專利名稱：一種基于反射波層拉平提取并消除的繞射波分離處理方法
技術領域：
本發明涉及地球物理勘探地震資料處理領域，具體地，涉及基于反射波層拉平提取并消除的繞射波分離處理方法。
背景技術：
隨著地震勘探工作的不斷深入，對需要解決的勘探目標的難度也越來越高。在某些以碳酸鹽巖縫洞儲集體為主要地質目標的探區，對溶洞等地質目標的刻畫能力提出了更高的要求。通常需要人們通過高精度地震勘探、繞射波成像等來對它進行精確刻畫，以便精細解釋“串珠反射”等細節問題，進而研究其含油氣性。當前國內外正處在繞射波信號增強與成像技術研究階段，主要研究包括如何做 到在保幅的前提下，增強繞射波信號，壓制其它各種波；以繞射波信號成像為主要目的的高精度的速度分析和正確的偏移速度場建立的研究；繞射波信號成像的偏移方法的研究等。由于原始地震記錄中的繞射波通常是以弱波組、無明顯規律可尋的形式，與反射波混合存在于記錄中(如圖2、圖3所示)，往往被強能量的反射波所掩蓋，難以實現繞射波的分離，這是實現繞射波獨立成像處理的主要技術難點。解決了繞射波場的分離技術問題，就有可能使繞射波成像處理得到更為理想的成像效果。在反射波地震資料處理中，成像工作主要是圍繞著反射波進行的，記錄中由溶洞等產生的弱繞射波，盡管也能在偏移處理中得到較好的歸位，但由于偏移成果中優勢能量的反射波占居了主導地位，嚴重影響了弱繞射波的成像，對溶洞等特殊異常體的精確刻畫和含油氣性研究極為不利。Nowak等嘗試了從地震記錄中分離繞射波的一種雙曲線Radon變換方法，即利用炮集記錄中反射波與繞射波同相軸軌跡的幾何差別，通過雙曲線Radon變換，將反射波從地震記錄中分離出來，從而可以通過進一步的處理達到增強繞射波能量的目的。由于雙曲線Radon變換等方法在實現反射波與繞射波分離的處理時，易損失部分有效信息，且難以保持記錄原有的波組特征和振幅保真度，不利于后續的巖性處理分析。趙娟娟等提出了用F-K濾波分離地震繞射波和反射波的方法。該方法在實際資料的處理中，特別是信噪比較低的資料，反射波與繞射波的分離還存在一定的難度，需要進一步的研究。Sergey Fomel提出了一種首先計算疊后地震同相軸上每一點的斜率,對不符合斜率關系的殘余部分(繞射波)進行去除以使斜率關系盡量平滑。這樣不斷迭代，最終形成優化后的斜率場以及總的殘余量。這樣，總的殘余量就被認為是繞射波。該方法只是應用于疊后數據，不利于疊前屬性提取等研究。

發明內容
為了提高對溶洞等特殊異常體(地質目標)的刻畫能力和可解釋性，將繞射波分離出來(如圖4所示)進行單獨處理成像，使處理成果的波場單純化(如圖5所示)，克服現有技術中其他方法在波場分離過程中出現的上述技術缺陷。本發明提供了一種基于反射波層拉平提取并消除的繞射波分離處理方法，以便獲得更高品質的繞射波成像成果，實現提高繞射波成像清晰度的目的。(I)疊前炮記錄反射波組拉平處理技術
本發明是在常規預處理的基礎上，通過從疊加數據體上對準備消去的反射層(“溶洞和裂縫”現象發育的目的層附近的標準反射層)提取共深度點CDP對應的層位拉平時間信息，利用空間屬性建立的共深度點CDP與炮集記錄中各道記錄的一一對應關系，完成將疊加數據體層位拉平時間信息映射到疊前炮集記錄中各道記錄 上，以便進行疊前炮記錄的反射波組拉平和反拉平處理。為下一步繞射波場的分離奠定了基礎，克服了繞射波能量弱、無明顯規律可尋的問題。(2)炮記錄反射波組提取及減去法繞射波分離技術
為了實現繞射波場的分離的目的，本發明也是根據炮集記錄中反射波與繞射波同相軸軌跡的幾何差別的自然規律，與雙曲線Radon變換法、F-K濾波分離法不同在于本發明是在反射波組拉平的基礎上，利用中值濾波技術將強反射波提取出來，并從原記錄中減去，實現繞射波的分離。克服了其它方法在保真度低、有效繞射波損失較多、低信噪比時效果較差等方面的不利影響。(3)繞射波的成像技術
由于繞射波的成像速度與其附近的反射波的成像速度相當，所以可利用反射波信噪比高的優勢，在預處理中獲得較精確的反射波均方根速度，該速度場除了用于反射波成像處理外，同樣也可用于繞射波的成像處理。在從原波場分離出的繞射波記錄基礎上，利用提取到的層位拉平時間信息，進行疊前繞射波炮記錄的反拉平處理，將炮集記錄抽回成道集記錄后，可直接疊加獲得消除了反射波的繞射波疊加成果(圖5)，并利用前面預處理得到的速度場進行繞射波的疊后時間偏移處理，得到繞射波偏移成像成果(圖7)。(4)繞射波的速度分析和疊前時間偏移成像
在疊前采用反射波提取-減去法消除強反射波對能量較弱的繞射波的影響，為后續的繞射波速度分析、繞射波偏移成像打下了良好的基礎。在上述資料處理的基礎上，也可選擇進行繞射波的速度場的修正、疊前時間偏移等進一步的研究處理。本發明是基于反射波層拉平提取并消除的繞射波分離處理方法，包括以下步驟
(1)預處理包括數據解編或格式轉換、空間屬性建立、置道頭、靜校正、振幅補償、反褶積、去噪、根據道頭信息生成共深度點⑶P道集記錄、速度分析、剩余靜校正、動校正、疊加；
(2)將步驟(I)預處理中的共深度點⑶P道集記錄進行動校正、靜校正處理，并根據道頭信息生成炮集記錄；
(3)根據步驟(I)得到的疊加數據進行的目標層位拾取，提取層位拉平時間量，利用空間屬性建立的共深度點CDP與炮集記錄中各道記錄的一一對應關系，完成將層位拉平時間信息映射到疊前炮集記錄中各道記錄上；
(4)根據步驟(3)提取的層位拉平時間量，進行疊前炮記錄反射波層拉平處理；
(5)對步驟(4)中獲得的反射波層拉平炮集記錄，利用中值濾波技術將反射波提取出來，并從原記錄中減去，獲得繞射波炮記錄；(6)將從步驟(5)中獲得的繞射波炮集記錄進行反拉平處理；
(7)從炮集記錄抽回到共深度點CDP道集記錄，進行疊加處理；
(8)利用步驟(I)預處理中速度分析得到的速度場進行偏移處理，得到繞射波偏移成像成果數據。所述步驟還可以進一步包括繞射波的速度分析和疊前時間偏移成像在疊前采用反射波提取-減去法消除強反射波對能量較弱的繞射波的影響，并進一步進行繞射波的速度場的修正、疊前時間偏移的處理。所述的(5)步驟中所述的中值濾波技術還可以為KL濾波、FK濾波。所述的步驟(7)所述的從炮集記錄抽回到共深度點⑶P道集記錄包括處理記錄域的轉換。
本發明克服了其它方法在保真度低、有效繞射波損失較多、低信噪比時效果較差等方面的不利影響；此外，本發明是在疊前實現繞射波分離的，它比在疊后進行繞射波分離更有利于進行疊前的繞射波振幅屬性等的分析和參數提取的研究。


圖I為不同尺度的溶洞和裂縫地震響應特征模擬。圖2為波場分離前的原始記錄。圖3為常規處理疊加剖面。圖4為波場分離后的繞射波記錄。圖5為繞射波疊加剖面。圖6為常規處理反射波偏移剖面。圖7為繞射波偏移剖面。圖8為實現繞射波成像處理流程圖。
具體實施例方式下面結合實施例進一步描述本發明。本發明包括但不限于這些實施例所涉及的內容。正演模擬
如圖I所示，是一個雙層介質的物理模型，上部介質為均勻介質，速度為1500m/s，下部介質的圍巖速度為2300m/s，其中發育相對低速(1800111/8、1900111/8、2000111/8、2100m/s)、不同尺寸、不同形狀的溶洞和裂縫。采用本發明技術方法對物理模型數據進行了處理(包括流程中的數據輸入、常規預處理、速度分析、CDP道集分選、疊加、提取層位拉平時間量、動靜校正、炮集分選、層拉平炮記錄、中值濾波提取反射波、相減、提取繞射波記錄、反層拉平炮記錄、CDP道集分選、繞射波疊加、繞射波偏移、輸出成果數據)，圖2-圖7給出了對物理模型進行的成像處理的部分圖件。對比圖6與圖7可見物理模型中對應的不同尺寸、不同形狀的溶洞和裂縫，在地震響應波場中(圖7)很明顯地看到在對應裂縫和溶洞發育部位地震波出現異常；而在圖6中則分辨率不高，其周邊存在一些假象干擾，影響了對溶洞和裂縫刻畫。另外，在物理模型制作過程中，在模型表面附近產生了一些不規則的氣泡，由它產生的繞射波也被觀測記錄下來了，并得到了很好的成像(圖7中2秒附近所示)，而在圖6中則很難看清楚，氣泡被強反射所淹沒。氣泡清晰度明顯顯示出應用本發明的提高繞射成像清晰度的優勢。實驗表明應用本發明技術處理獲得的繞射波成像剖面對低速、不同尺寸、不同形狀的溶洞和裂縫的刻畫具有明顯的優勢。在常規反射法地震勘探資料處理中，總是將反射波和繞射波混合在一起，按統一的處理流程和參數進行處理，處理效果的好壞也總是以反射波成像作為標準，但當我們需要研究的目標發生了變化時，其判斷的標準也就隨之改變了。在繞射波信號成像處理中，是以繞射波成像的好壞作為標準的，也就是說反射波這時是作為干擾波看待，消除得越干凈表示波場分離的效果越好。本發明波場分離技術的應用前提條件是探區主要目的層(繞射波發育區)附近存在可追蹤拾取的反射波標準層(即需要消除的反射波干擾)。而這一條件往往在大部分探區都能得到滿足，即通常情況是在溶洞等地質目標發育的上下都存在良好的反射波標準層。因此，就為該發明能夠獲得良好的應用效果創造了條件。
本發明是一種基于反射波層拉平提取并消除的繞射波分離處理方法，對繞射波進行獨立成像，可以獲得更高品質的繞射波成像數據，提高了繞射波成像的清晰度，提高了處理成果的分辨率、信噪比、保真度，提高了對“溶洞和裂縫”地質目標的刻畫精度和處理成果的可解釋性。另外，由于該方法具有很高的振幅保真度，能保持原有的波組特征，故為后續的繞射波振幅屬性的提取和含油氣性研究奠定了良好的基礎，在某些類似以碳酸鹽巖縫洞儲集體為主要地質目標的探區，該技術將有很好的應用前景。
權利要求
1.一種基于反射波層拉平提取并消除的繞射波分離處理方法，其特征在于包括以下步驟(1)預處理包括數據解編或格式轉換、空間屬性建立、置道頭、靜校正、振幅補償、反褶積、去噪、根據道頭信息生成共深度點⑶P道集記錄、速度分析、剩余靜校正、動校正、疊加； (2)將步驟(I)預處理中的共深度點⑶P道集記錄進行動校正、靜校正處理，并根據道頭信息生成炮集記錄； (3)根據步驟(I)得到的疊加數據進行的目標層位拾取，提取層位拉平時間量，利用空間屬性建立的共深度點CDP與炮集記錄中各道記錄的一一對應關系，完成將層位拉平時間信息映射到疊前炮集記錄中各道記錄上； (4)根據步驟(3)提取的層位拉平時間量，進行疊前炮記錄反射波層拉平處理； (5)對步驟(4)中獲得的反射波層拉平炮集記錄，利用中值濾波技術將反射波提取出來，并從原記錄中減去，獲得繞射波炮記錄； (6)將從步驟(5)中獲得的繞射波炮集記錄進行反拉平處理； (7)從炮集記錄抽回到共深度點CDP道集記錄，進行疊加處理； (8)利用步驟(I)預處理中速度分析得到的速度場進行偏移處理，得到繞射波偏移成像成果數據。
2.根據權利要求I所述的基于反射波層拉平提取并消除的繞射波分離處理方法，其特征在于，所述步驟還可以進一步包括步驟(9)繞射波的速度分析和疊前時間偏移成像在疊前采用反射波提取-減去法消除強反射波對能量較弱的繞射波的影響，并進一步進行繞射波的速度場的修正、疊前時間偏移的處理。
3.根據權利要求I所述的基于反射波層拉平提取并消除的繞射波分離處理方法，其特征在于，(5)步驟中所述的中值濾波技術還可以為KL濾波、FK濾波。
4.根據權利要求I所述的基于反射波層拉平提取并消除的繞射波分離處理方法，其特征在于，步驟(7)所述的從炮集記錄抽回到共深度點CDP道集記錄包括處理記錄域的轉換。
全文摘要
本發明是基于反射波層拉平提取并消除的繞射波分離處理方法，包括(1)預處理；(2)將預處理中的CDP道集記錄進行動校正、靜校正處理，并根據道頭信息生成炮集記錄；(3)根據疊加數據進行目標層位拾取，提取層位拉平時間量，利用CDP與炮集記錄中各道記錄的關系，將層位拉平時間信息映射到疊前炮集記錄中各道記錄上；(4)根據層位拉平時間量，進行疊前炮記錄反射波層拉平處理；(5)對反射波層拉平炮集記錄，將反射波提取，并從原記錄中減去，獲得繞射波炮記錄；(6)將繞射波炮集記錄進行反拉平處理；(7)從炮集記錄抽回到CDP道集記錄，疊加處理；(8)利用速度分析得到的速度場進行偏移處理，得到繞射波偏移成像成果數據。
文檔編號G01V1/36GK102778693SQ201110123868
公開日2012年11月14日 申請日期2011年5月13日 優先權日2011年5月13日
發明者關達, 居興國, 朱蓓蓓, 袁聯生, 趙群, 鄔達理 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油物探技術研究院