[发明专利]多波型波场分离方法及反射和透射系数获取方法

说明书

本发明公开了一种多波型波场分离方法，包括：将3D空间波场表示为偏振方向两两垂直的三个线性偏振波场：P、S1、S2，分别提取各波型线性偏振波场的慢度矢量在波场传播方向上的z分量、偏振方向矢量，根据各波型线性偏振波场的慢度矢量z分量、偏振方向矢量得到各波型波场对应的面上/面下、上行/下行波场。本发明还公开了一种反射和透射系数获取方法。本发明通过将3D空间的S波分解为S1和S2两种线性偏振波型，使整个波场分离过程中各种波型均采用线性表述，完全保留了信息的真实性，通过以位移边界条件和应力边界条件作为输入，保证了边界条件的完整性，因此适用于3D空间地表、海底、地下边界等各种场景的面上/面下、上下行多波型波场的分离。

技术领域

本发明涉及勘探地球物理学领域，尤其涉及一种多波型波场分离方法。

背景技术

多波多分量地震数据采集技术能够获得包含多波信息的矢量场地震数据，不同波型反映了探测目标的不同信息。多波的传播属性与地下介质物性参数有直接关系，可以利用纵波和横波传播的运动学和动力学属性及其差异，来研究油气藏储层的岩石岩性和物性、岩石裂隙发育状况、流体属性检测等。

多波多分量地震数据与单分量数据相比能更准确、更全面的反映地下弹性介质波场传播信息，可以对地下构造进行更精确的成像，因此也得到了广泛的关注与应用。然而，由于多波型波场信息同时记录在不同的分量数据中，波型之间具有复杂的耦合关系，如何识别介质边界面上与面下、上行与下行以及不同波型之间的耦合关系，将明显影响到数据处理的准确度和可靠性。

当前地表/海底的波场分离发展很不完善，多集中在2D空间P和S波场分离，由于3D空间S波场的椭圆偏振属性，S波位场不再具有2D空间的标量属性，常规的P和S波型分离以及位场分离方法均不适合3D空间波场的分离。另外，现有波场分离算法的提取信息未能完全保留信息的真实性，例如，位场方法使波型、振幅等有明显变化，反射耦合算法只提取标量信息，失去弹性波的矢量场属性，又由于地表、海底、地下的边界多波耦合关系各不相同而导致相关的波场分离方法单独研究，单一的波场分离方法无法同时适用各种3D空间波场的分离。

发明内容

鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种多波型波场分离方法，可以同时适用于3D空间地表、海底、地下边界面上/面下、上下行多波型波场分离的各种3D空间波场的分离。

为了实现上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种多波型波场分离方法，包括：

将3D空间波场表示为偏振方向两两垂直的三个线性偏振波场：偏振方向平行于波场传播方向的P波型线性偏振波场以及偏振方向垂直于波场传播方向的S波型的S1线性偏振波场、S波型的S2线性偏振波场；

分别提取各波型线性偏振波场的慢度矢量在波场传播方向上的z分量、偏振方向矢量；

根据各波型线性偏振波场在波场传播方向上的慢度矢量z分量、偏振方向矢量得到各波型线性偏振波场的面上/面下、上行/下行波场。

作为其中一种实施方式，所述分别提取各波型线性偏振波场的慢度矢量在波场传播方向上的z分量、偏振方向矢量的步骤包括：

对3D空间波场进行二维傅里叶变换，得到3D空间波场的平面波信息；

根据边界面的面上、面下介质的物性参数分别从所述平面波信息中提取出各波型线性偏振波场的慢度矢量在波场传播方向上的z分量、偏振方向矢量。

作为其中一种实施方式，所述物性参数包括波速υ和密度ρ，波速υ满足：

当波场是P波型线性偏振波场时，波速υ＝α；

当波场是S波型的S1线性偏振波场或S波型的S2线性偏振波场时，波速υ＝β；