[发明专利]气枪阵列子波方向性反褶积方法、装置、介质和设备

说明书

本公开涉及一种基于波场分解的气枪阵列子波方向性反褶积方法、装置、介质和电子设备，其中方法包括：将共接收点地震数据变换至频率波数域，得到频率波数域地震数据；在频率波数域计算确定每一频率和每一波数对应的气枪阵列远场子波的出射角，基于所述气枪阵列远场子波的出射角，以及所述气枪阵列的空间位置参数，合成不同方向的远场子波，基于所述不同方向的远场子波，生成频率波数域方向性反褶积滤波器；基于所述频率波数域方向性反褶积滤波器，对所述频率波数域地震数据进行滤波处理，得到方向性反褶积后的地震数据；对所述方向性反褶积后的地震数据进行傅里叶逆变换，得到最终的地震数据。

技术领域

本公开实施例涉及油气地球物理勘探技术领域，尤其涉及一种基于波场分解的气枪阵列子波方向性反褶积方法、基于波场分解的气枪阵列子波方向性反褶积装置，以及实现基于波场分解的气枪阵列子波方向性反褶积方法的计算机可读存储介质和电子设备。

背景技术

地震勘探是一种利用人工地震技术探测地下结构的勘探方法。它采用一定的方式人工激发和接收地震波，通过对反射信号的处理分析探测地下结构。不同的勘探区域采用的激发震源不尽相同。气枪因性能稳定可靠、安全环保等特点，成为海上地震勘探中最广泛应用的震源。由于单个气枪激发信号太弱，后续的气泡脉冲干扰强，难以满足地震资料对信噪比和分辨率的要求，所以实际勘探中均使用气枪阵列进行组合激发。

气枪阵列具有一定的空间排列方式，不能满足点震源的假设，加上海面虚反射的影响，使得其所激发的远场子波会随着出射角度的不同而变化，表现出方向依赖性。气枪阵列的这种方向性效应削弱了其可模拟性在地震勘探中的潜在优势，不仅影响了地震记录在纵向上的稳态特征，降低了地震资料的处理效果，也破坏了地震子波的横向一致性，增加了利用AVO技术进行储层预测的风险。

Van der Schans等(1983)首次提出了基于角度的信号反褶积方法。针对气枪阵列子波的方向性，利用τ-p域中水平视慢度p与地震信号传播方向的对应关系对地震数据进行方向性反褶积。同年，Jovanovich等(1983)通过利用远场记录的气枪子波，对海上地震资料进行了确定性子波反褶积实验。Brummitt等(1988)分析了气枪阵列子波方向性对于地震数据处理中分辨率的影响，在忽视方向性效应的情况下，利用统一子波对不同方向的地震信号进行反褶积会造成信号畸变。Roberts等(1988)首先提出了与叠前偏移联合的方向性反褶积方法，并于次年详述了理论过程，模型数据和实际资料验证结果表明，方向性效应不能被完全补偿。Roberts(1990)又对北海南部实际资料进行了联合叠前偏移的方向性反褶积处理，使浅层、倾斜反射界面的横向连续性和频率成分得到了一定程度上的提高。Fokkema等(1990)提出了f-x域的方向性反褶积方法，该方法主要基于三次样条插值思想，在空间频率域设计方向性滤波算子，并作用于共接收点地震资料以去除方向性效应。Walsh等(2007)改进了气枪震源子波确定性反褶积方法，对海上VSP地震数据进行处理，取得了较好的应用效果。Poole等(2013)认为上述基于平面波分解的方向性反褶积方法存在固有局限性，只适用于不同炮之间方向性效应重复不变的情况，进而提出了改进的最小平方τ-p变换，使得基于τ-p变换的方向性反褶积方法适应性更广。同年，Song等(2013)基于由近场测量计算远场子波方法理论，将其改进到了频率域，从而避免了重采样问题，提高了单枪子波和阵列远场子波的模拟精度。曹明强等(2014)引入气枪阵列的空间布局及虚反射效应的影响，对气枪阵列远场子波的计算方法进行了推导，基于所推导的方向性定量描述公式，对气枪子波能量在三维空间中的分布进行了细致探讨。李长春等(2014)通过利用虚反射延迟时间求取震源子波出射角度，改进了Poole提出的方向性反褶积方法。Scholtz等(2015)提出利用直达波或海底反射确定信号随出射角度的变化，拓宽了方向性反褶积的思路。李国发等(2015)提出了一种时频域方向性反褶积方法，在水平层状介质的假设条件下，基于非稳态反演，对气枪阵列子波进行方向性反褶积。刘滋等(2016)通过在τ-p域求取震源子波出射角度，拓展了时频域方向性反褶积方法。

上述方向性反褶积方法要解决假频、端点效应和插值等一系列问题，而且其出射角度的求取需要水平层状介质假设，降低了实际应用效果。