[发明专利]基于地震干涉法的单台站集初至波增强方法

权利要求书

1.基于地震干涉法的单台站集初至波增强方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：地震数据预处理：将地震数据重排为共台站集，并去除影响互相关效果的干扰；其中，各地震道代表不同炮检距处炮点的地震记录；

步骤二：截取目标折射波记录：将粗略估计的初至时间作为参考，以高斯函数作为窗口函数，构建时间窗口，并将时间窗口施加于原始地震记录，截取目标折射波记录；其中，高斯函数f(t)的表达式如下：

其中，a为常数，e为自然常数，b为高斯系数，t为满足时间采样间隔条件下的一系列时间值；t₀为粗略估计的初至时间；通过控制高斯系数b获取恰当时窗，来截取折射波记录；

步骤三：互相关产生虚拟道：将时窗截取后的远偏折射波记录和近偏折射波记录进行互相关，得到虚拟道；设参与互相关的两道分别为第i道和第j道，则互相关过程表示如下：

其中，t是满足时间采样间隔条件下的一系列时间值，τ是延迟时间，和分别是第i道和第j道的折射波记录，ψ_i,j(τ)是第i道和第j道互相关之后的虚拟道记录；

步骤四：虚拟道叠加：基于局部层状近似原理，将目标虚拟道和相邻虚拟道进行叠加，生成叠加虚拟道；其中，目标虚拟道由选出的两道折射波记录经互相关后产生，相邻虚拟道则由与所选出的道同侧且等距的相邻道的折射波经互相关后产生；设目标虚拟道对应于第i道和第j道的折射波互相关，则叠加虚拟道表示如下：

其中，t是满足时间采样间隔条件下的一系列时间值，m为整数，代表分别生成目标虚拟道和相邻虚拟道的近道序号间隔；M为相邻虚拟道总数，由于相邻虚拟道对称分布的特征，故M总为偶数；ψ_i,j(t)表示目标虚拟道，相邻虚拟道ψ_i-m,j-m(t)由第i-m道和第j-m道的折射波记录经互相关后产生，默认向右为偏移距增大的方向，则当m＞0时，ψ_i-m,j-m(t)表示与第i道和第j道左相邻的折射波记录经互相关后产生的结果，当m＜0时，ψ_i-m,j-m(t)表示与第i道和第j道右相邻的折射波记录经互相关后产生的结果，当m＝0时，ψ_i-m,j-m(t)表示目标虚拟道；

步骤五：压缩子波旁瓣：对步骤四获取的叠加虚拟道施加高斯窗口，窗口中心位于叠加道的最强振幅处，压缩子波旁瓣，窗口函数采用公式(1)中的高斯函数；

步骤六：卷积得到超级虚折射道：对压缩子波旁瓣后的虚拟道与原始对应近道记录做卷积，具体表达式为：

其中，t是满足时间采样间隔条件下的一系列时间值，τ是时间延迟，φ(x)为偏移距x处的超级虚折射道；

步骤七：超级虚折射道叠加：通过步骤六得到若干不同偏移距的超级虚折射道，再将其中相同偏移距下对应的超级虚折射道进行叠加，从而重构出在相同偏移距处增强后的超级虚折射初至波，具体表达式如下：

其中，N为所选择的近偏移距道数，φ^stack(x)为叠加后的偏移距x处的折射波记录；

步骤八：判断是否得到增强及验证可靠性：抽取部分虚拟道、叠加虚拟道、超级虚折射道和超级虚折射初至波的数据进行验证，判断步骤七所得的初至波是否得到增强，如果没有，通过修改时间窗口长度、相邻虚拟道叠加数量、近偏移距道数，并重复步骤二～步骤七，直到初至波信噪比得到显著改善。

2.根据权利要求1所述的基于地震干涉法的单台站集初至波增强方法，其特征在于，所述步骤三中，通过时间差信息校正近道初至波形的相位，使近道初至波与远道初至波对齐。

3.根据权利要求1所述的基于地震干涉法的单台站集初至波增强方法，其特征在于，所述步骤四中，相邻虚拟道叠加次数λ随相邻虚拟道总数M的变化规律如下：

当M＝0时，m的值取0，此时无相邻虚拟道参与叠加，参与叠加的虚拟道只有ψ_i,j(t)，则虚拟道叠加次数λ满足：

λ＝0+1＝1 (6)

当M＝2时，m的值取-1，0，+1，此时左右两侧各有一个相邻虚拟道参与叠加，参与叠加的虚拟道有ψ_i-1,j-1(t)、ψ_i,j(t)、ψ_i+1,j+1(t)，则虚拟道叠加次数λ满足：

λ＝2+1＝3 (7)

当M＝4时，m的值取-2，-1，0，+1，+2，此时左右两侧各有两个相邻虚拟道参与叠加，参与叠加的虚拟道有ψ_i-2,j-2(t)、ψ_i-1,j-1(t)、ψ_i,j(t)、ψ_i+1,j+1(t)、ψ_i+2,j+2(t)，则虚拟道叠加次数λ满足：

λ＝4+1＝5 (8)

依次类推，由于相邻虚拟道数量总是以2的整数倍的形式出现，则虚拟道叠加次数λ随M的变化规律可表示为：

λ＝M+1 (9)。