[发明专利]一种地震勘探数据中各阶表层多次波分离方法

说明书

技术领域：

本发明属于地震勘探数据处理技术领域，涉及一种地震勘探数据中各阶表层多次波分离方法。

背景技术：

在海洋及部分陆地地震勘探采集的地震数据中存在发育的多次波。传统地震数据处理中，多次波通常被视为噪音，在成像前需要被去除，然而多次波也是来自地层界面的真实反射，其反射角小、传播路径长、覆盖范围广，因此，多次波的有效利用近年来已成为地球物理学家广泛关注的热点，尤其是针对表层多次波的有效利用研究更为深入，因为表层多次波能量较强,具有典型的周期性，在地表发生的多次反射会产生不同阶次的表层多次波，并且阶次越高，传播路径越长，地下覆盖范围越广，包含的地下构造信息越丰富，所以对各阶表层多次波的深入研究对于获取更为精细的地球内部构造信息具有重要的研究意义。目前，对表层多次波的有效利用主要体现在多次波成像中，通常将地震记录作为震源波场，表层多次波作为检波波场，基于传统成像方法即可实现表层多次波的成像，然而由于不同阶次的表层多次波在成像过程中相互干涉，导致成像结果中引入了大量的串扰噪音，所以该方法无法实现对各阶表层多次波的有效利用，为消除成像过程中各阶表层多次波之间的干扰，对各阶表层多次波分离方法的研究成为必须解决的难题。目前，针对各阶表层多次波的有效分离技术研究国内外尚为空白。

在现有技术中，表层相关多次波去除(即surface-related multiple elimination，以下简称SRME)方法是工业生产中广泛应用的表层多次波分离技术，SRME基于加权褶积思想，可以实现高精度的表层多次波与一次波的分离，但是该方法将各阶表层多次波视为整体，无法直接实现各阶表层多次波之间的分离；基于加权互相关思想的聚焦变换也是一种有效的表层多次波分离方法，该方法可以实现各阶表层多次波的升、降阶，但是该方法本身仍无法完成各阶表层多次波之间的分离。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种地震勘探数据中各阶表层多次波分离方法，旨在解决地震勘探数据处理中各阶表层多次波之间无法直接分离的难题，从而实现对各阶表层多次波的有效利用，获取不同阶表层多次波中包含的丰富界面信息，为更加精细的地下构造成像提供数据基础。

为了实现上述目的，本发明所述的地震勘探数据中各阶表层多次波分离方法包括以下步骤：

S101：输入地震记录，利用SRME提取一次波：

对检波器采集的含表层多次波的地震记录，采用SRME方法进行一次波和表层多次波整体的分离，提取一次波；

S102：正聚焦变换获得聚焦域结果：

利用步骤S101分离的一次波构建聚焦算子，P₀表示一次波数据矩阵，反聚焦算子G用一次波数据矩阵P₀表示，正聚焦算子F则表示为反聚焦算子的逆P₀^-1，利用构建的正聚焦算子对原始地震记录进行正聚焦变换得到聚焦域结果；

S103：利用非平稳匹配滤波提取准地震记录：

利用非平稳匹配滤波方法对步骤S102得到的聚焦域结果与原始地震记录进行匹配相减，N＝1时，在聚焦域内分离并提取出由表层多次波恢复的准地震记录；N≥2时，将分离的准地震记录重新作为步骤S101的输入记录，继续执行步骤S101至步骤S103的过程，循环过程中正聚焦变换实现多次波降阶，进行第N-1次循环时，提取由≥N阶表层多次波恢复的准地震记录；

S104：利用SRME提取准一次波：

采用SRME方法提取步骤S103准地震记录中的准一次波，该步骤提取的为N阶表层多次波恢复的准一次波；

S105：N次反聚焦变换获取第N阶表层多次波：

利用反聚焦算子对步骤S104提取的准一次波进行N次反聚焦变换，其中，第n次反聚焦变换需选取第N-n次循环中步骤S102所构建的反聚焦算子(n≤N，n＝1,2,3,…)，返回原始数据域，即获取分离的第N阶表层多次波，实现各阶表层多次波的有效分离。

本发明涉及的地震勘探数据中各阶表层多次波分离方法，结合聚焦变换的加权互相关思想和SRME的加权褶积思想，首先利用SRME实现一次波与各阶表层多次波整体的分离，然后利用正聚焦变换实现各阶表层多次波的降阶，接着利用非平稳匹配滤波提取准地震记录，然后利用SRME提取准地震记录中的准一次波，最后利用反聚焦变换实现准一次波的升阶返回原始数据域，获取分离的各阶表层多次波。