[发明专利]基于反稳相滤波的绕射波成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及地震资料偏移成像处理方法领域，具体是一种可改善非均质绕射目标体的成像分辨率的基于反稳相滤波的绕射成像方法。

背景技术

地震记录中最明显最有研究价值的地震响应波形主要包括反射波和绕射波两类。狭义的讲，反射波和绕射波的形成条件主要取决于地质体尺度与地震波波长之间的关系：当地质体的尺度远大于地震波波长时，产生反射波；当地质体尺度与地震波波长相当或小于地震波波长时，产生绕射波。由此可见，当地震波传播过程中遇到介质突变或横向非连续性构造等非均质地层时，将产生绕射波。在地震勘探中，对构造解释、岩性解释以及油田勘探开发阶段精细描述至关重要的断层、河道、盐丘边界等非连续性介质以及地层尖灭等地层突变介质等的非均质目标介质主要表现为丰富的绕射波信息。因此，正确识别非均质绕射目标体和并提高其描述精度是提高油气田勘探开发水平的关键因素之一。

然而，现阶段，传统的数据处理或偏移常常旨在成像和增强反射波能量，往往在某些常规处理流程中存在以下几点对绕射目标成像的不利因素：1)在NMO/DMO、速度分析等过程中，来自反射层以外的同相轴通常都被视为干扰噪音滤除；2)常规的偏移算法大都旨在成像镜面反射信息，比如，kirchhoff偏移通常假设高频或稳相近似，即便是传统的绕射叠加也更倾向于成像反射波而忽略散射效应；3)在地震剖面上，通常绕射波振幅相对反射波弱一到两个数量级，即使将其偏移归位，通常也会被反射信息所掩盖。

发明内容

本发明目的是针对现有技术存在的问题，提供一种可改善非均质绕射目标体成像分辨率的基于反稳相滤波的绕射成像方法，该方法充分利用地震数据中的绕射信息，实现绕射波的单独成像，与常规全波场成像结果联合解释，极大有效提高地震解释的精度。

本发明的总体技术方案包括:

1)采用常规的地震资料；

2)对地震资料做Kirchhoff叠前时间偏移得到全波场成像剖面；

3)应用平面波解构滤波方式从步骤2得到的全波场成像结果中提取每个成像点处的反射界面倾角信息；

4)利用步骤3的倾角信息构建核函数；

5)利用步骤4得到的核函数构建如下反稳相滤波器；

6)将步骤5中的反稳相滤波器作为Kirchhoff偏移的权函数对原始炮记录进行二次偏移，实现最终的绕射波单独成像。

本发明的技术方案进一步包括：

1)采用常规的地震资料(叠前炮记录)；

2)对叠前炮记录做Kirchhoff叠前时间偏移得到全波场成像剖面。基于绕射叠加理论，Kirchhoff偏移的数学表达式如下：

I(t,x)＝∫dtdsdrω(s,x,r)U(t,s,r)δ(t-T(s,x,r))(式1)

式中：U(t,s,r)表示全波场叠前数据；T(s,x,r)表示由双平方根方程计算的双程旅行时；ω(s,x,r)是Kirchhoff偏移权函数，根据不同的目的可以选择不同的权函数，当ω(s,x,r)＝1时，上式即传统的绕射叠加偏移，得到全波场(包括绕射波和反射波)成像结果；

3)应用平面波解构滤波技术从步骤2得到的全波场成像结果I(t,x)中提取每个成像点处的反射界面倾角信息。平面波解构滤波器利用局部平面波叠加来表征地震数据，可以被看作频空域(F-X)预测误差滤波器的时空域(T-X)模拟，能较好的估计平滑连续同相轴的局部倾角信息，其数学表达式如下：

C(σ)d≈0(式2)

式中：C(σ)表示局部倾角预测误差算子，d表示全波场成像剖面。求解式2所示的最小二乘问题即可实现全波场成像剖面的局部斜率估计。

4)利用步骤3估计的倾角信息构建如下核函数：

S(s,x,r)＝|n^TT_x|/||T_x||(式3)

式中：T_x表示射线旅行时T(s,x,r)关于成像点的偏导数；n表示每个成像点处的界面法线，可由步骤3求得的界面倾角信息得到。0≤S≤1,对于镜面反射，式3的值接近1，对于镜面反射之外的绕射，式3的值小于1，因此可以利用该核函数实现反射与绕射波场的分离；

5)利用步骤4得到的核函数构建如下反稳相滤波器：