[发明专利]一种地震波波场分离方法

说明书

本发明涉及一种地震波波场分离方法，采用检波器、小波滤波器和工程地震仪数据预处理软件获取并分析地震波；包括如下步骤：采用检波器获取初始地震波信号，采用小波滤波器对初始地震波信号进行降噪；将降噪后的地震波信号进行F‑K频域变换和反F‑K频域变换，以及线性Radon变换和反线性Radon变换，分离出地震波信号中的直达波、反射波、折射波和面波信号。有效提高波场分离的精度和可靠性。

技术领域

本发明涉及多波地震勘探数据处理方法，尤其是能对勘探过程中提取到的地震波进行波场分离的方法。

背景技术

地震勘探在能源矿产勘探中的应用得到广泛的认可。随着技术的进步,多波地震勘探技术得到很大的发展。多波地震勘探具有携带丰富地下信息等特点。但是，不同波之间的相互干扰降低了成像的分辨率,从而严重影响其对地质解释的准确性。目前的分离方法主要是依靠地震波的动力学特征(偏振特性)和运动学特征(视速度)对波场进行分离，目前只能分离出横波和纵波。例如CN201310553067.3公开的基于出射角的多分量波场分离方法，同时考虑了地震波的运动学和动力学特征，利用地层速度计算地震波的出射角，通过矢量旋转实现多分量的波场分离，能有效分离折射纵波和横波。

现有的地震波波场分离方法在实际运用中往往不能很好地实现波场分离，主要原因在于：实际的地震记录较为复杂，不仅含有各种噪音，而且实际的地层介质非常复杂，如非均匀性、各向异性、含有裂缝及充填物等。而合成记录不含有噪音，且所用的物理模型比较简单；所用的合成记录的合成与分解往往基于同样的方法原理和简化假设，难以应用于实际研究工作。现代地质勘探需要更多的波场分量，不同的波场分量包含有不同的地址信息，反应更丰富的地下信息，然而现有技术尚未解。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的是提供一种地震波波场分离方法，解决现有技术不能满足多波场分离的需求问题，将地震波信号分离为直达波、面波、反射波、折射波，满足实际运用中的对地震波进行波场分离的需要。

实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种地震波波场分离方法，采用检波器和小波滤波器获取和分析地震波；具体包括如下步骤：

步骤1：采用检波器获取初始地震波信号，采用第一小波滤波器对初始地震波信号进行降噪；

步骤2：将降噪后的地震波信号进行F-K频域变换，在F-K域进行波场分离，利用面波低频特性，设计相应的低通滤波器，滤出地震波信号中的面波；剩下含有反射波，直达波与折射波的地震波信号；

步骤3：将步骤2得到包含反射波、直达波与折射波的地震波信号经第二小波滤波器对该地震波信号进行降噪；

步骤4：将步骤3降噪后的地震波信号进行F-K频域变换，在F-K域进行波场分离，利用频率特性，利用直达波速度一定，在F-K域分布固定分离出了地震波信号中的直达波，并得到包含反射波与折射波的地震波信号；

步骤5：将步骤4得到包含反射波与折射波的地震波信号采用第三小波滤波器对该地震波信号进降噪；

步骤6：将步骤5降噪后的地震波信号进行线性Radon变换，τ-p变换将反射波与折射波进行切分，分离出地震波信号中的反射波和折射波信号。

进一步，所述步骤2和步骤4在F-K域进行波场分离，采用频率波数域的二维视速度方法进行波场分离。所述步骤2切除地震波信号中的面波是以面波频率为4Hz左右，而其他有效地震波信号远远高于该频率，设计相应的低通滤波器，可滤出面波。

进一步，所述步骤4切除掉直达波频率以直达波速度为基准；由于直达波速度固定，在F-K域中能量分布在一定的区域上，而散射波和折射波随着信号源的不同来向而变化，在F-K域中是散点状，不在固定的分布区域；直达波信号，在地震波数据显示中为一条直线，可算出直达波速度V，以直达波速度为基准，设定滤波范围。滤除直达波，剩下含有反射波和折射波的地震波信号；再进行F-K反变换。