[发明专利]一种基于L0半范数的绕射波成像方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于勘探地震技术领域，涉及一种基于L0半范数的绕射波成像方法，本发明还涉及一种基于L0半范数的绕射波成像装置。

背景技术

在油气资源勘探开发过程中，有效识别构造和岩性异常体，如溶洞、裂缝、地层尖灭、风化壳等对储层认识至关重要。上述小尺度地质体在空间展布上通常小于或远小于地震子波波长，因此在地震数据中以绕射波的形式存在。在野外作业过程中，检波器接收到的地震信号包含反射波与绕射波，而反射波成像条件假定无限大光滑界面，因此一般只能反映大尺度地质背景。相对而言，绕射波则是地质细节的反映，是提高地震分辨率的重要信息载体。但地质体产生的绕射能量约为反射能量0.1-0.01倍，为弱信号，常淹没在反射波成像结果中，因此需要去除反射波，常用的方法包括信号分解的有Harlan变换(Harlan et at.,1984)、Radon变换(Zhang,2005)、平面波破坏滤波(Taner et al.,2006；Fomel et al.,2006,2007)等。

经专利检索及国内外文献调研，发现目前开展的绕射波成像方法，焦点多数放在反射波去除上，目的是通过压制反射波以突出绕射波。如偏移-倾角道集反射波去除法(Klokov and Fomel,2012)、聚焦-切除-反聚焦(Khaidukov et al.,2004)、共反射面元叠加(Dell and Gajewski,2011；Asgedom et al.,2011)、多聚焦(Berkovitch et al.,2009)等。

上述绕射波成像方法没有针对绕射波成像算子展开研究，实际上，绕射信息在空间分布上具有稀疏不连续性，完全可以利用数学上的L0半范数描述。

因此，本发明根据格林函数构建了基于L0半范数的绕射波成像模型，该模型通过约束绕射信息的稀疏性，可以达到高精度、高信噪比绕射波成像结果。与一般绕射波成像方法相比，基于L0半范数的绕射波成像方法，可以在提高地震信号分辨率的同时，进一步保证成像资料的信噪比，并减小多解性。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于L0半范数的绕射波成像方法，解决现存绕射波成像技术中，在提高成像分辨率的同时无法兼顾地震资料信噪比的问题，该技术能够实现小断层、裂缝、溶洞等小尺度地质异常体精细刻画。

本发明的另一目的是提供一种基于L0半范数的绕射波成像装置。

本发明所采用的技术方案是，一种基于L0半范数的绕射波成像方法，包括以下步骤：

步骤101：获取一个去除反射波的地震数据，作为输入数据；

步骤102：对地下成像空间进行离散化，选取任意一个成像点作为当前绕射成像点，并依据输入地震数据中的炮点与检波点关系及给定的速度模型，计算上述任意绕射成像点的格林函数；

步骤103：循环执行上述步骤102中地下成像空间中未选取的其它成像点，并计算其相应的格林函数，直至得出地下成像空间所有成像点格林函数；

步骤104：根据地下成像空间所有成像点的格林函数与初始成像模型，构建基于L0半范数的绕射波成像模型；

步骤105：由同伦分析迭代算法求解该模型，得出绕射波成像结果。

本发明所采用的另一技术方案是，一种基于L0半范数的绕射波成像装置，包括依次连接的地震数据获取模块，用于输入一个去除反射波的地震数据；绕射成像点选取模块，用于从离散化的地下成像空间选取成像点作为格林函数计算位置；格林函数计算模块，用于计算由炮点出发经绕射成像点到地震检波点的走时及振幅补偿项；L0半范数模型构建模块，依据地下空间所有成像点格林函数构建基于L0半范数的求解模型；模型求解器件，利用同伦分析算法求解由格林函数与绕射点模型构建的L0模型，得出绕射波成像结果。

本发明的有益效果是，对去除反射波的地震数据，进行格林函数计算，从而构建L0半范数反演模型。通常情况下，反演问题求解是非唯一的，除非加上限定条件以缩小搜索范围，考虑到绕射信息空间不连续性，在实施例中，限定了模型稀疏性，使得求解模型更为符合实际地质情况，并且通过迭代逼近可以在一定程度上压制噪声，提高绕射波成像资料信噪比。提高地震资料成像分辨率，增强绕射波成像信噪比，从而更容易识别与储层空间连通性有关的小尺度地质单元。

附图说明

图1是本发明方法的流程图。

图2是本发明装置的结构框图。

其中，201.地震数据获取模块，202.绕射成像点选取模块，203.格林函数计算模块，204.L0半范数模型构建模块，205.模型求解器件。

具体实施方式