一種用于壓制逆時(shí)偏移成像噪音的拉普拉斯濾波方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及地震物理勘探技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種地震資料逆時(shí)偏移成像 處理的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 逆時(shí)偏移是目前精度最高的地震偏移成像技術(shù)。但是，采用逆時(shí)偏移技術(shù)進(jìn)行成 像處理時(shí)會(huì)帶來低頻噪音，這種噪音對(duì)成像品質(zhì)有嚴(yán)重的影響。目前，去除這種噪音的一種 重要手段是采用拉普拉斯濾波法。拉普拉斯濾波法具有相當(dāng)好的濾波效果，但由于算法本 身的原因會(huì)造成有效的地震同相軸的相位和振幅發(fā)生改變，從而會(huì)導(dǎo)致成像結(jié)果失真，最 終影響成像的精度。
[0003] 對(duì)于以上所述的失真，采用拉普拉斯濾波法時(shí)大多將該失真忽略。忽略該失真對(duì) 地層構(gòu)造成像不會(huì)帶來太大影響。但是，當(dāng)遇到復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，需要進(jìn)行巖性成像時(shí)就要 求成像結(jié)果在振幅方面保真，同時(shí)在頻率方面無畸變。針對(duì)拉普拉斯濾波法導(dǎo)致的地震同 相軸的相位和振幅改變的問題出現(xiàn)了坡印廷矢量法，該方法通過不使用大反射角波場(chǎng)成像 來消除成像噪音。另外一種用來壓制成像噪音的方法為反射角道集切除法，該方法通過對(duì) 逆時(shí)偏移的反射角道集進(jìn)行切除來消除成像噪音。
[0004] 坡印廷矢量法和反射角道集切除法都需要修改逆時(shí)偏移本身的成像條件，改寫已 有的逆時(shí)偏移程序。在成像過程中還需要進(jìn)行坡印廷矢量的計(jì)算或是反射角的計(jì)算，這樣 就增加了偏移本身的運(yùn)算量，應(yīng)用不夠靈活高效。
[0005] 以上兩種消除成像噪音的方法計(jì)算成本太高，不如拉普拉斯濾波法方便快捷，因 此亟需一種保真的拉普拉斯濾波法來壓制逆時(shí)偏移的成像噪音。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種保真的拉普拉斯濾波法來壓制逆時(shí)偏移的成 像噪音。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種用于壓制逆時(shí)偏移成像噪音的拉普拉斯濾 波方法，包括以下步驟：
[0008] 步驟一、對(duì)地震數(shù)據(jù)和震源函數(shù)分別進(jìn)行頻率補(bǔ)償處理以獲取頻率補(bǔ)償?shù)牡卣饠?shù) 據(jù)和頻率補(bǔ)償?shù)恼鹪春瘮?shù)；
[0009] 步驟二、對(duì)波場(chǎng)函數(shù)進(jìn)行處理，并基于處理后的波場(chǎng)函數(shù)、頻率補(bǔ)償?shù)牡卣饠?shù)據(jù)和 頻率補(bǔ)償?shù)恼鹪春瘮?shù)進(jìn)行逆時(shí)偏移處理以獲取偏移波場(chǎng)或偏移成像；
[0010] 步驟三、對(duì)所述偏移波場(chǎng)或偏移成像進(jìn)行拉普拉斯濾波處理；
[0011] 步驟四、將經(jīng)拉普拉斯濾波處理后的偏移波場(chǎng)或偏移成像進(jìn)行振幅補(bǔ)償以獲取最 終成像結(jié)果。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述地震數(shù)據(jù)包括觀測(cè)數(shù)據(jù)。 u
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，對(duì)波場(chǎng)函數(shù)進(jìn)行處理包括：使用1作為一個(gè)整體替代 (if 在逆時(shí)偏移處理時(shí)用于進(jìn)行波場(chǎng)延拓的波場(chǎng)函數(shù)，其中ω為圓頻率，u為波場(chǎng)函數(shù)。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，基于圓頻率ω獲取所述觀測(cè)數(shù)據(jù)和所述震源函數(shù)的 頻率補(bǔ)償因子-1 0)
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，基于所述頻率補(bǔ)償因子-?將所述觀測(cè)數(shù)據(jù)頻率補(bǔ)償 OJ 為4，將所述震源函數(shù)頻率補(bǔ)償為^，其中，d為觀測(cè)數(shù)據(jù)，S為震源函數(shù)。 m ω
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述圓頻率ω = 2 31 f，f為地震波場(chǎng)頻率。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在步驟四中，基于偏移成像位置的速度v獲取經(jīng)拉普 拉斯濾波處理后的偏移波場(chǎng)或偏移成像的振幅補(bǔ)償因子v 2。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，基于所述振幅補(bǔ)償因子V2將偏移波場(chǎng)或偏移成像的振 幅補(bǔ)償為v 2k，其中，k為偏移波場(chǎng)或偏移成像的振幅。本發(fā)明帶來了以下有益效果：
[0019] 本發(fā)明所述的方法可以有效的去除逆時(shí)偏移成像的低頻噪音，并且在去除噪音的 過程中提高地震同相軸的相位和頻率保真程度。同時(shí)，本發(fā)明不需要修改逆時(shí)偏移成像的 條件，不增加算法的計(jì)算量，保證了拉普拉斯濾波法簡(jiǎn)單高效的特點(diǎn)。
[0020] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變 得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在說明書、權(quán)利 要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。
【附圖說明】
[0021] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要的附圖做簡(jiǎn)單的介紹：
[0022] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的波場(chǎng)成像系統(tǒng)的矢量關(guān)系示意圖；
[0023] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方法流程圖；
[0024] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的水平地層模型圖；
[0025] 圖4是對(duì)圖3所示模型直接進(jìn)行逆時(shí)偏移的成像結(jié)果圖；
[0026] 圖5是對(duì)圖4進(jìn)行拉普拉斯濾波后的成像結(jié)果圖；
[0027] 圖6是對(duì)圖3所示模型按本發(fā)明所述的頻率補(bǔ)償、逆時(shí)偏移和拉普拉斯濾波后得 到的成像結(jié)果圖；以及
[0028] 圖7是對(duì)圖6進(jìn)行本發(fā)明所述的振幅補(bǔ)償處理后的成像結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對(duì)本發(fā)明如何應(yīng)用 技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。需要說明 的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個(gè)實(shí)施例以及各實(shí)施例中的各個(gè)特征可以相互結(jié)合， 所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0030] 另外，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)系 統(tǒng)中執(zhí)行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處 的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。
[0031] 拉普拉斯濾波法是一種去除逆時(shí)偏移產(chǎn)生的低頻噪音的重要手段。該方法易于實(shí) 施、簡(jiǎn)單高效，具有相當(dāng)好的去噪效果。但是，由于該方法本身的原因會(huì)造成有效的地震同 相軸的相位和振幅發(fā)生改變，從而導(dǎo)致成像結(jié)果失真，最終影響成像的精度。
[0032] 以下通過分析拉普拉斯濾波法來對(duì)該方法對(duì)濾波結(jié)果的振幅和頻率的影響進(jìn)行 說明。拉普拉斯算子可以由下式表示：
[0033](I) 1./.Λ-
V L/Z.
[0034] 其中，X、y和z分別表示三維空間的坐標(biāo)。對(duì)式⑴進(jìn)行傅里葉變換可得：
[0035]
(.2)
[0036] 其中，& = (AvM_.)，表示在空間點(diǎn)（X，y，z)處的波數(shù)矢量。對(duì)于地下任意成像點(diǎn)Μ 都有與之相關(guān)的炮點(diǎn)S與檢波點(diǎn)R對(duì)應(yīng)。由此，如圖1所示，炮點(diǎn)波場(chǎng)在Μ點(diǎn)處的波數(shù)矢量 〖、、檢波點(diǎn)波場(chǎng)在Μ點(diǎn)處的波數(shù)矢量&以及總波場(chǎng)?之間滿足以下的矢量關(guān)系：
[0037] (:3)
[0038] 將式（3)代入式⑵可得：
[0039]
[0040] 其中，Θ是€和&夾角的一半，根據(jù)頻散關(guān)系：
[0041]
(3)
[0042] 其中，ω是圓頻率，ν是Μ點(diǎn)處的速度，將式（5)代入式⑷可得：
[0043]
(6)
[0044] 由式（6)可知，拉普拉斯濾波法的實(shí)質(zhì)是角度濾波，通過一個(gè)余弦函數(shù)cos2 Θ來 壓制大角度的成像數(shù)據(jù)。但是，拉普拉斯濾波法還有一個(gè)系數(shù)ω2/ν2,這個(gè)系數(shù)顯然會(huì)影響 濾波結(jié)果的頻率和振幅，因此必須采用一定的處理手段來消除這一影響。
[0045] 系數(shù)ω2/ν2可以分為兩個(gè)部分，振幅影響因子l/ν 2和頻率影響因子ω2。以下通 過本發(fā)明所述的方法來消除振幅影響因子1/V2和頻率影響因子ω 2對(duì)濾波結(jié)果的影響。
[0046] 由于拉普拉