[发明专利]一种三维叠前地震数据层间多次波预测和压制方法

说明书

本发明公布了一种三维叠前地震数据层间多次波预测和压制方法，通过三维叠前地震数据层间多次波预测和匹配压制实现三维叠前地震数据层间多次波衰减；包括：对含有层间多次波的叠前数据进行预处理；在时间域根据产生层间多次波层位界面确定一次反射波同相轴；在频率‑空间域构造虚一次反射波信号，将虚一次反射波信号与地震数据褶积构造层间多次波；对预测的层间多次波进行匹配处理，将层间多次波进行多次迭代预测和匹配压制，压制三维叠前地震数据层间多次波，突出有效波。本发明能够避免叠后层间多次波同相轴与一次反射波同相轴出现混叠而无法进行有效的层间多次波预测衰减，进一步提高地震资料处理的精度。

技术领域

本发明属于地球物理勘探技术领域，涉及地层层间多次波的预测和压制方法，具体涉及一种三维叠前地震数据层间多次波的预测和匹配压制方法。

背景技术

在陆地地震勘探中，层间多次波问题是影响地震资料处理的主要因素之一。尤其在复杂的深层地区，上覆的高低速夹层产生强层间多次波会掩盖下覆地层的一次反射波信号，不利于地震数据的处理和解释。中国的西部地区拥有大量的碳酸盐岩储层，而地下构造非常复杂，断层和孔洞发育，会产生强的层间多次波。层间多次波的存在使得该地区地震波场更加复杂，影响地球物理学家和地质学家对地震资料处理结果的解释工作，大大增加了储层解释的不确定性。

由于层间多次波的生成机理非常复杂，预测难度大。层间多次波相关理论也没有表面多次波相关理论完善。当前层间多次波衰减方法主要分为三大类：第一类是滤波类方法，有预测反褶积，拉东变换方法等，该类方法通过一次波与层间多次波在频率、周期和叠前数据正常时差的差异来压制层间多次波；第二类是基于模型驱动的波场延拓预测相减法，如共聚焦点方法[1]；第三类是数据驱动的基于波动方程的预测相减法，有逆散射级数法，虚同相轴方法[2]等。滤波类方法主要依赖于有效波与层间多次波的明显差异来压制层间多次波，对实际地震数据的应用效果较差；而基于模型驱动的层间多次波衰减方法过于依赖宏观模型，实际地震数据无法获得准确的速度模型；而纯数据驱动的层间多次波压制方法不依赖于模型或者一次波与多次波之间明显的特征差异，对层间多次波的衰减更有实际意义。

虚同相轴方法由Ikelle教授在2006年提出[3]，与Berkout教授提出表面多次波去除方法一样，层间多次波预测部分采用完全的数据驱动模式，不需要任何的地下先验信息，可以准确预测出地震记录中的层间多次波。因此虚同相轴方法是一种纯数据驱动的层间多次波衰减方法。吴静等基于虚同相轴方法对南黄海地区地震资料中的层间多次波进行了有效的压制。刘嘉辉等(2018)基于虚同相轴方法进一步提出迭代的虚一次波方法压制层间多次波，并将该方法应用于塔里木地区的实际地震资料处理，大大提高了该地区地震成像的精度[4]。

近些年来，随着三维地震数据的采集和计算机性能的飞速发展，三维多次波压制算法也得到了进一步发展和完善，如三维表面多次波去除方法[5][6]、三维拉东变换方法[7]，三维稀疏反演一次波方法[8]等。这些算法在三维地震数据中都取得了一定的效果。利用虚同相轴方法压制地震数据中的层间多次波具有明显的优势，虽然刘嘉辉等(2018)推导了三维虚同相轴方法的理论解，但是在三维实际地震数据中压制层间多次波还未取得实质性的进展。这也限制了三维虚同相轴方法在三维地震数据中压制层间多次波的应用。在理论上，三维算法避免了二维算法的各种假设，与实际的地震资料维度一致，比二维算法有更高的预测精度。因此，三维多次波理论更加地符合实际情况，具有更好的应用价值。但是目前，基于虚同相轴方法的理论研究停留在二维阶段，还没有直接应用于三维叠前层间多次波压制。随着未来三维地震资料的采集和处理常态化，研究更高精度的三维层间多次波压制方法迫在眉睫。

因此，建立三维虚同相轴方法压制层间多次波的技术方案，对提高三维地震资料的处理效果和地震成像精度有着非常重要的意义。

参考文献：