[发明专利]一种在空间‑频率域基于格林理论的鬼波压制方法

说明书

技术领域

本发明涉及海洋地球物理勘探领域，尤其涉及一种在空间-频率域基于格林理论的鬼波压制方法。

背景技术

在海洋地震勘探中，电缆和气枪都以一定深度沉放在海平面以下，以加强下传的激发能量和降低接收的环境噪音。然而，由于海平面是强反射界面，在激发和接收环节都会产生虚反射(又称鬼波)，因此地震反射信号的低频能量和高频能量会受到压制，并产生陷波点，使得原始地震资料的频带宽度和分辨率降低。因此，要获得宽频带的地震剖面，必须在地震资料采集或处理阶段尽量消除鬼波的影响。

为了消除虚反射(压制鬼波)、拓宽频带、提高信号分辨率，Hill等(2006)提出了上下缆采集技术。Tenghamn等(2007)提出了双传感器(压力和速度传感器)地震拖缆采集技术，利用它们的上行波和下行波的极性特点来压制鬼波、拓宽频带。Soubaras(2010)提出了斜缆采集技术，利用斜缆陷波多样性，通过常规偏移和镜像偏移联合反褶积技术压制鬼波。管西竹等(2015)在上下缆采集基础上，推导了基于波动方程的鬼波波场和有效波场的延拓方法，有效地解决了上下缆中的鬼波和有效波的干涉问题。与此同时，各大地球物理公司也推出了各自的宽频地震采集与处理技术。例如，WesternGeco公司的上下缆采集与鬼波压制技术；CGG公司的斜缆采集与鬼波压制技术；以及PGS公司的双检采集与鬼波压制技术。

综合分析前人已有的研究成果，现有的鬼波压制方法仍然存在诸多问题。具体包括：(1)目前的鬼波压制方法都是在波数-频率域进行压制，然而波数-频率域的鬼波压制方法只是格林理论鬼波压制方法的一个推论，其需要假设测量面为水平平面，并通过对检波点做傅里叶变换得到；(2)目前大多鬼波压制方法都是先预测后相减，但是由于有效信号与鬼波相互叠加干扰，相减非常困难。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出了一种在空间-频率域基于格林理论的鬼波压制方法，用以最大限度地消除鬼波的影响。该方法包括以下步骤：

S10，对地震波场进行包括去噪的预处理，获得预处理后的地震波场；

S20，根据地震波场的采集方式，计算预处理后的地震波场的垂向导数；

S30，将所述预处理后的地震波场和预处理后的地震波场的垂向导数从时间域变换为频率域；

S40，根据地震波场的采集维度，计算背景介质中的格林函数和格林函数的垂向导数；

S50，根据所述预处理后的地震波场、预处理后的地震波场的垂向导数、背景介质中的格林函数和格林函数的垂向导数，在空间-频率域中基于格林理论从预处理后的地震波场中分离出上行波场，所述从预处理后的地震波场中分离出的上行波场为鬼波压制后的频域波场；

S60，将鬼波压制后的频域波场从频率域变换为时间域，获得鬼波压制后的时域波场。

根据本发明的实施例，上述步骤S10包括以下步骤：

S10.1利用低切滤波、去气泡和压制涌浪噪音的方法对地震波场进行去噪处理；

S10.2利用高分辨率抛物拉东变换法进行波场外推，恢复近偏移距数据。

根据本发明的实施例，在上述步骤S20中，所述地震波场的采集方式为双检地震采集或上下缆地震采集。

根据本发明的实施例，在上述步骤S20中，所述地震波场的采集方式为双检地震采集，通过下式获得预处理后的地震波场的垂向导数

其中，P(r,r_s,ω)为预处理后的地震波场，V_z为垂直速度分量，r为检波点位置，r_s为震源位置，ω为圆周频率，ρ为背景介质密度，i为虚数单位。

根据本发明的实施例，在上述步骤S20中，所述地震波场的采集方式为上下缆地震采集，通过下式获得预处理后的地震波场的垂向导数

其中，P(r,r_s,ω)为预处理后的地震波场，P₁(r,r_s,ω)和P₂(r,r_s,ω)分别为在深度z₁和z₂处的上下缆波场，r为检波点位置，r_s为震源位置，ω为圆周频率。

根据本发明的实施例，在上述步骤S40中，所述地震波场的采集维度为一维、二维或三维。

根据本发明的实施例，在上述步骤S40中，通过下式计算背景介质中的格林函数G₀(r',r,ω)：