CN114114419B - 层间多次波预测、压制方法和提高地震资料成像品质方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种层间多次波预测方法、压制方法和提高地震资料成像品质方法，包括：对预处理后的目标区地震数据进行背景介质速度偏移，以获得目标区的伪深度域数据；根据目标区的伪深度域数据确定目标区层间多次波的产生层位和厚度；将目标区的伪深度域数据以及目标区层间多次波的产生层位和厚度代入到逆散射级数层间多次波预测公式中进行目标区层间多次波预测，以获得目标区层间多次波预测结果；将预处理后的目标区地震数据减去目标区层间多次波预测结果，以获得目标区层间多次波压制结果。该方法保持数据驱动，无需人工干预，无需已知地下信息，适用于复杂的地形和地质情况。
Description
技术领域
本发明涉及海洋和陆地地球物理勘探技术领域，特别涉及地震资料处理中的层间多次波预测方法、压制方法和提高地震资料成像品质方法，以及相应的存储介质和计算机设备。
背景技术
在海洋和陆地地震勘探中，由于海底和地下强反射界面的存在，地震波在海底以及强反射界面间多次反射形成层间多次波，层间多次波与一次反射波相互叠加干扰，严重降低了地震资料的分辨率，加大了对有效波识别的难度，影响了地震成像质量和地震解释的真实性和可靠性。因此，衰减或消除层间多次波是地震资料处理中一个重要环节。
为了消除层间多次波的干扰，提高资料分辨率，物探界提出了两类多次波压制方法：一类是基于一次波与多次波之间特性差异的滤波法；另一类是基于波动理论的预测相减法。
滤波法包括预测反褶积法、f-k滤波法、Radon变换法、聚束滤波法等。当假设条件较好地满足时，滤波法能有效地衰减或消除多次波，并且计算量小，易于实现，效率高，但是滤波法需要较多的地下假设信息，当一次波和多次波之间的特征差异很小或没有时，很难获得理想的效果，甚至会严重损伤一次波。
预测相减法避免了滤波法的局限性，无需先验信息，是多次波压制方法的主要发展趋势。主要包括反馈迭代法和逆散射级数法，针对层间多次波压制，反馈迭代法需要一定的人工干预，通过一层一层指定多次波产生层位来预测层间多次波，而逆散射级数法完全数据驱动，无需人工干预，通过算法自身进行预测，一次可以预测出所有的层间多次波，是目前最先进的层间多次波压制方法。但是本方法对数据要求高，计算量大，在实际应用中面临诸多问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种地震资料处理中的层间多次波预测方法、压制方法和提高地震资料成像品质方法，以及相应的存储介质和计算机设备。
首先，本发明提供了一种层间多次波预测方法，包括：
S100，对预处理后的目标区地震数据进行背景介质速度偏移，以获得目标区的伪深度域数据；
S200，根据目标区的伪深度域数据确定目标区层间多次波的产生层位和厚度；
S300，将目标区的伪深度域数据以及目标区层间多次波的产生层位和厚度代入到逆散射级数层间多次波公式中进行目标区层间多次波预测，以获得目标区层间多次波预测结果。
根据本发明的实施例，所述步骤100中，预处理后包括降噪处理。
根据本发明的实施例，所述步骤300中，逆散射级数层间多次波公式为：
其中，k＝2ω/c0是垂向波数，c0为背景介质速度,对于脉冲波，b1(k)＝D(ω)为地震数据，zj(j＝1,2)为背景介质速度域成像的伪深度，z为指定的层间多次波产生层位，[-d1,d1]为产生层位的厚度，ε用于使z1＞z2严格成立。
此外，本发明还提供一种层间多次波压制方法，包括：
利用上述层间多次波预测方法，获得目标区层间多次波预测结果；
将预处理后的目标区地震数据减去目标区层间多次波预测结果，以获得目标区层间多次波压制结果。
根据本发明的实施例，将预处理后的目标区地震数据减去目标区层间多次波预测结果，以获得目标区层间多次波压制结果，包括：
通过自适应相减法从预处理后的目标区地震数据中减去目标区层间多次波预测结果，以获得目标区层间多次波压制结果。
另外,本发明还提供一种提高地震资料成像品质方法，包括以下步骤：
对目标区的地震资料的原始地震数据进行包括降噪处理的预处理；
利用上述层间多次波压制方法对预处理后的地震数据进行多次波压制，以提高地震资料的成像品质。
此外，本发明还提供一种存储介质，其中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上述判别页岩孔隙连通性的方法的步骤。
此外，本发明还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，其中所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述判别页岩孔隙连通性的方法的步骤
与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
本发明涉及海洋和陆地地球物理勘探领域，特别涉及地震资料处理中的层间多次波预测和压制技术。在海洋和陆地地震勘探中，由于地下强反射界面的存在，地震波在强反射界面间多次反射形成层间多次波，多次波与一次波相互叠加干扰，降低了地震资料的分辨率，加大了对有效波识别的难度，影响了地震成像质量和地震解释的真实性和可靠性。针对地震资料中特别是目标区的层间多次波的压制难题，本发明通过减少积分个数并限定积分范围来改进逆散射级数层间多次波预测和压制方法以提高计算效率和目标区层间多次波的压制。该方法保持原方法的优点，数据驱动，无需人工干预，无需已知地下信息，适用于复杂的地形和地质情况。测试处理结果表明，该方法可以有效地压制地震资料中目标区的层间多次波，提高资料分辨率，并改善成像品质。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明实施例二的层间多次波压制处理的方法流程图；
图2(a)是本发明实施例十的模拟数据和单道模拟数据的示意图；
图2(b)是本发明实施例十的针对产生层位1预测的层间多次波以及其单道数据的示意图；
图2(c)是本发明实施例十的压制层位1产生的层间多次波后数据以及其单道数据的示意图；
图2(d)是本发明实施例十的针对产生层位2预测的层间多次波以及其单道数据的示意图；
图2(e)是本发明实施例十的压制层位2产生的层间多次波后数据以及其单道数据的示意图；
图3(a)是本发明实施例十的实际数据及其指定层位(图旁虚线箭头处)的示意图；
图3(b)是本发明实施例十的指定层位(图旁虚线箭头处)产生的层间多次波压制效果的示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
下面介绍本发明的方法原理。
逆散射级数层间多次波预测算法由Araujo和Weglein(1994)提出
其中，k＝2ω/c0是垂向波数，c0为背景介质速度。对于脉冲波，b1(k)＝D(ω)为地震数据。zj(j＝1,2,3)为背景介质速度域成像的伪深度。引入ε是为了使“低-高-低”约束关系(z1＞z2和z3＞z2)成立,在实际数据处理中它的值与子波的长度有关。
地震数据中如果三个一次波满足“低-高-低”约束关系将产生一阶层间多次波，如果一阶层间多次波与两个一次波满足“低-高-低”约束关系就形成二阶层间多次波，同理高阶层间多次波也可以通过低阶层间多次波加以合成。由于地震数据中含有所有信号包括一次波和各阶层间多次波，所以该方法可以一次预测出所有的层间多次波。但是消除或压制所有层间多次波是一个非常具有挑战的任务，而且层间多次波通常与一次反射波相互叠加干扰，进一步加大了层间多次波压制的难度，因此，通过指定多次波产生层位只消除或压制目标区的层间多次波是一个更好的策略。同时通过减少积分个数并限定积分范围来改进逆散射级数层间多次波预测和压制方法，以提高计算效率和目标区层间多次波的压制效果。
具体地，改进的逆散射级数层间多次波预测算法为：
其中，z为指定的层间多次波产生层位，[-d1,d1]为产生层位的厚度。
通过改进层间多次波预测算法，本发明提高了多次波预测的效率；并通过指定多次波产生层位锁定了目标区的层间多次波,然后实现对层间多次波的压制。
实施例一
基于上述思想，本实施例提出一种层间多次波预测方法。该方法提出：
首先，对地震数据进行预处理，然后对预处理的数据进行背景介质速度偏移得到伪深度域数据，随后指定目标区层间多次波的产生层位和厚度，将伪深度域数据和层间多次波的产生层位和厚度代入到改进的逆散射级数层间多次波公式中进行层间多次波预测。该方法保持了现有方法的优点，数据驱动，无需已知地下结构，适用于复杂地形和地质情况。
具体而言，在地震数据通过预处理后，在层间多次波预测阶段的具体实现步骤为：
S100，对预处理后的目标区地震数据进行背景介质速度偏移，以获得目标区的伪深度域数据；
S200，根据目标区的伪深度域数据确定目标区层间多次波的产生层位和厚度；
S300，将目标区的伪深度域数据以及目标区层间多次波的产生层位和厚度代入到逆散射级数层间多次波公式中进行目标区层间多次波预测，以获得目标区层间多次波预测结果。
在本实施例中，预处理包括降噪处理。
在本实施例中，逆散射级数层间多次波公式为改进的逆散射级数层间多次波公式：
式中，k＝2ω/c0是垂向波数，c0为背景介质速度,对于脉冲波，b1(k)＝D(ω)为地震数据，zj(j＝1,2)为背景介质速度域成像的伪深度，z为指定的层间多次波产生层位，[-d1,d1]为产生层位的厚度，ε用于使z1＞z2成立。
实施例二
进一步地，本实施例提出一种层间多次波压制方法。如图1所示：
首先，对地震数据进行预处理，然后对预处理的数据进行背景介质速度偏移得到伪深度域数据，随后指定目标区层间多次波的产生层位和厚度，将伪深度域数据和层间多次波的产生层位和厚度代入到改进的逆散射级数层间多次波公式中进行层间多次波预测，然后将原始的地震数据减去层间多次波预测结果,以获得层间多次波压制结果。该方法保持了现有方法的优点，数据驱动，无需已知地下结构，适用于复杂地形和地质情况，可以有效地提高资料目标区的分辨率。
具体而言，在地震数据通过预处理后，在层间多次波预测阶段的具体实现步骤为：
S100，对预处理后的目标区地震数据进行背景介质速度偏移，以获得目标区的伪深度域数据；
S200，根据目标区的伪深度域数据确定目标区层间多次波的产生层位和厚度；
S300，将目标区的伪深度域数据以及目标区层间多次波的产生层位和厚度代入到逆散射级数层间多次波公式中进行目标区层间多次波预测，以获得目标区层间多次波预测结果。
S400，从原始地震数据中减去预测的层间多次波，得到层间多次波压制后的结果。
在本实施例中，优选通过自适应相减法从原始地震数据中减去预测的层间多次波，得到层间多次波压制后的结果。
实施例三
在实际应用中，尤其在海洋和陆地地震勘探中，由于地下强反射界面的存在，地震波在强反射界面间多次反射形成层间多次波，多次波与一次波相互叠加干扰，降低了地震资料的分辨率，加大了对有效波识别的难度，影响了地震成像质量和地震解释的真实性和可靠性。针对地震资料中特别是目标区的层间多次波的压制难题，本发明提出一种基于上述预测压制方法改善地震资料成像品质的方法。该方法主要包括以下步骤：
S100，对目标区的地震资料的原始地震数据进行预处理；
S200，对预处理后的目标区地震数据进行背景介质速度偏移，以获得目标区的伪深度域数据；
S300，根据目标区的伪深度域数据确定目标区层间多次波的产生层位和厚度；
S400，将目标区的伪深度域数据以及目标区层间多次波的产生层位和厚度代入到逆散射级数层间多次波公式中进行目标区层间多次波预测，以获得目标区层间多次波预测结果。
S500，从原始地震数据中减去预测的层间多次波，得到层间多次波压制后的结果。
该方法保持原方法的优点，数据驱动，无需人工干预，无需已知地下信息，适用于复杂的地形和地质情况。测试处理结果表明，该方法可以有效地压制地震资料中目标区的层间多次波，提高资料分辨率，并改善成像品质。
实施例四
此外，为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明实施例还相应地提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的层间多次波预测方法的步骤。
实施例五
此外，为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明实施例还相应地提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，其中所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述的层间多次波预测方法的步骤。
实施例六
此外，为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明实施例还相应地提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的层间多次波压制方法的步骤。
实施例七
此外，为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明实施例还相应地提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，其中所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述的层间多次波压制方法的步骤。
实施例八
此外，为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明实施例还相应地提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的提高地震资料成像品质方法的步骤。
实施例九
此外，为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明实施例还相应地提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，其中所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述的提高地震资料成像品质方法的步骤。
实施例十
下面通过对模拟数据和实际地震数据的处理，来验证本发明提供的方法的有效性和进步性。
在本实施例中，模拟数据由简单层状模型产生，该模型有三个反射界面。图2(a)为模拟数据，该模拟数据含有三个一次波以及层位(界面)1和层位(界面)2产生的一阶和二阶层间多次波。指定多次波产生层位1利用改进的逆散射级数法预测的层间多次波如图2(b)所示。图2(c)为压制层位1产生的层间多次波后效果。可以看出，改进的方法可以针对多次波特定产生层位进行预测和压制，有利于目标区层间多次波压制处理。图2(d)为针对产生层位2逆散射级数法预测的层间多次波波，图2(e)为进一步压制层位2产生的层间多次波后效果。可以看出，改进的方法可以针对多次波特定产生层位一步一步进行预测和压制层间多次波。因此，通过模型数据测试验证了改进的逆散射级数法可以针对目标区进行层间多次波预测和压制。
用实际数据进一步验证改进的逆散射级数层间多次波预测和压制方法。图3(a)为层间多次波压制前的地震数据，在4.2s的箭头处有一个层间多次波形成的同相轴，此层间多次波由上面的两个强反射层产生，蓝色箭头处为多次波产生层位，指定此层位利用改进的逆散射级数法预测和压制后，该层间多次波得以消除，改善了目标区的成像质量。总之，通过模型和实际数据的处理验证了改进的逆散射级数法对层间多次波预测和压制的有效性，提高了地震资料目标区的分辨率和成像品质，提高了解释的可靠性。
本发明的目的是克服目前页岩孔隙连通性判别处理繁琐、分析复杂、成本高，周期长等不足，采用完全不同于现有页岩孔隙连通性判别的技术思路，提供一种可对页岩中孔隙连通性进行快速有效判识的简易方法，从而满足页岩油气勘探开发的现场实际需求。
需要说明的是，本发明实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本发明实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (9)
1.一种层间多次波预测方法，包括：
S100，对预处理后的目标区地震数据进行背景介质速度偏移，以获得目标区的伪深度域数据；
S200，根据目标区的伪深度域数据确定目标区层间多次波的产生层位和厚度；
S300，将目标区的伪深度域数据以及目标区层间多次波的产生层位和厚度代入到逆散射级数层间多次波预测公式中进行目标区层间多次波预测，以获得目标区层间多次波预测结果；
所述逆散射级数层间多次波预测公式为：
其中，k＝2ω/c0是垂向波数，c0为背景介质速度,
对于脉冲波，b1(k)＝D(ω)为地震数据，zj(j＝1,2)为背景介质速度域成像的伪深度，z为指定的层间多次波产生层位，[-d1,d1]为产生层位的厚度，ε用于使z1>z2严格成立。
2.根据权利要求1所述层间多次波预测方法，其特征在于，所述步骤100中，预处理包括降噪处理。
3.一种层间多次波压制方法，包括：
利用权利要求1至2中任意一项所述层间多次波预测方法，获得目标区层间多次波预测结果；
将预处理后的目标区地震数据减去目标区层间多次波预测结果，以获得目标区层间多次波压制结果。
4.根据权利要求3所述层间多次波压制方法，其特征在于，将预处理后的目标区地震数据减去目标区层间多次波预测结果，以获得目标区层间多次波压制结果，包括：
通过自适应相减法从预处理后的目标区地震数据中减去目标区层间多次波预测结果，以获得目标区层间多次波压制结果。
5.一种提高地震资料成像品质方法，包括以下步骤：
对目标区的地震资料的原始地震数据进行包括降噪处理的预处理；
利用权利要求3或4所述的层间多次波压制方法对预处理后的地震数据进行多次波压制，以提高地震资料的成像品质。
6.一种存储介质，其中存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至2中任一项所述的层间多次波预测方法的步骤。
7.一种计算机设备，包括存储器和处理器，其中所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1至2中任一项所述的层间多次波预测方法的步骤。
8.一种存储介质，其中存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求3或4所述的层间多次波压制方法的步骤。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，其中所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求3或4所述的层间多次波压制方法的步骤。
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