[发明专利]Radon谱约束下高维地震数据规则化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地震数据处理方法，尤其涉及一种地震数据规则化方法。

背景技术

地震波勘探是目前寻找石油及天然气的主要方法，从地震波信号中人们可以识别地下岩层的地质结构，从而推断油气田的位置。地震波偏移成像从理论上要求地震数据在空间上对波前面的采集必须是等间隔且无空间假频的，否则就会引入很多偏移假象和噪音。而在野外实际施工过程中，由于受预算、施工环境等客观因素的影响，采集到的地震数据往往是不等间隔的，而且存在严重的空间假频。直接用野外采集到的数据进行偏移成像会引入很严重的偏移假象及噪音，这些假象和噪音会继续影响后继的各种地震资料解释工作。因此，做好地震数据规则化工作，解决好野外地震数据的不等间隔采样及空间假频问题，可以在很大程度上提高地震数据偏移成像成果的质量，提高地震资料解释的精准度，以帮助最终油气田位置的确定。

目前，地震数据的规则化方法总体可以分为两大类：1.估计地震数据的频谱，然后通过付氏反变换得到时间空间域规则的地震数据；2.直接在时间空间域里完成地震数据的规则化工作。其中，采用第一类地震数据规则方法更加合理，主要是因为地震数据在频率波数域中可以被更稀疏地表示，提高了反问题的稳定性，改善了规则化的结果。

Duijndam在1999年提出的属于上述第一类地震数据规划方法中比较具有代表性的一种方法，在最小二乘的意义下，以付氏变换作为其正过程，对地震数据的频谱进行估计。由于Duijndam以最小能量解做为参数估计过程中的约束条件，所以其估计出的频谱是反问题的所有解中能量最小的解。因此，该方法只能恢复地震数据低频、低波数成分，在恢复地震数据高频成分的时候会存在比较大的误差，所以该方法并没有有效地解决空间假频现象。

Zwartjes和Sacchi在2007年提出的属于第一类地震数据规划方法中比较重要的一种方法，其中的核心内容包括：1.引入一个采样算子，完成正过程的描述；2.利用数据的功率谱做为地震数据频谱估计过程中的约束条件。

Xu在2004年提出的同样属于上述第一类地震数据规划方法范畴的ALFT(Anti-leakage Fourier Transform——抗泄漏Fourier变换)方法以及Abma和Kabir在2006年提出的也同样属于上述第一类地震数据规划方法范畴的POCS插值方法。这两种方法主要是利用NDFT(nonuniform discrete Fouriertransform——非等间隔离散Fourier变换)作为工具，通过反复迭代的方法，在每一次迭代过程中找出离真实解距离最近的分量，最终通过这些分量的线性叠加来逼近规则数据的频谱。

Spitz在1991年提出的属于上述第二类地震数据规划方法中比较基础的一种方法。该方法假设地震数据的有效信号是线性的，通过在时间空间域里构造滤波器的方法来实现地震数据的规则化。这种方法要求地震数据必须首先是规则采样的，这也是该滤波器存在的一个条件。可是该条件在生产中往往是不成立的，所以其最后的插值效果也会大打折扣。之后，Gulunay在2003年发展了上述的基础方法，使其对原始数据的要求变低，以适应更多的实际情况。Liu和Sacchi在2004通过在时间空间域建立目标函数也实现了在时间空间域直接完成地震数据的规则化。

另外，现有技术中得到的地震数据存在着覆盖不均匀，在成像剖面上会出现“采集脚印”由此误导后继的地震资料解释的技术问题。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供Radon(拉冬)谱约束下高维地震数据规则化方法，克服了现有技术中地震数据的空间假频，可以提高地震数据的覆盖次数，从而改善地下的照明情况，提高偏移成像最终结果的质量；还有，本发明方法也解决了现有技术中地震数据覆盖不均匀的现象，从而避免了在成像剖面上出现的“采集脚印”误导后继的地震资料解释的技术问题。而且本发明地震数据规划化方法计算效率高，是一种能够真正地运用到实际生产工作中的地震数据规则化方法。

为了解决上述技术问题，本发明Radon谱约束下高维地震数据规则化方法予以实现的技术方案是：该方法包括以下步骤：

步骤一、采集一段平面波波前的原始数据：

地震波的波前传播后，利用检波器采集其中一段平面波波前，通过Radon变换对该平面波波前的线性同相轴进行聚焦，从而在Radon谱上形成一个脉冲；

步骤二、计算出地震数据所对应的数据空间的协方差矩阵C_D：