地震数据叠前绕射波分离方法、装置、电子设备及介质与流程

1.本发明属于地球物理勘探，具体涉及一种地震数据叠前绕射波分离方法、装置、电子设备及介质。


背景技术：

2.地震记录中最明显最有研究价值的地震响应波形主要包括反射波和绕射波两类。狭义的讲，反射波和绕射波的形成条件主要取决于地质体尺度与地震波波长之间的关系：当地质体的尺度远大于地震波波长时，产生反射波；当地质体尺度与地震波波长相当或小于地震波波长时，产生绕射波。由此可见，当地震波传播过程中遇到介质突变或横向非连续性构造等非均质地层时，将产生绕射波。在地震勘探中，对构造解释、岩性解释以及油田勘探开发阶段精细描述至关重要的断层、河道、盐丘边界等非连续性介质以及地层尖灭等地层突变介质等的非均质目标介质主要表现为丰富的绕射波信息。因此，分离出精确完整的绕射波信息在地震勘探中是至关重要的。
3.在绕射波分离时，由于绕射波振幅相对绕射波弱很多，即使将其偏移归位，通常也会被反射信息所掩盖。针对该问题，tanner等(separation and imaging of seismic diffractions using plane-wave decomposition，seg,expanded abstracts,2006)等提出一种绕射波分离成像方法。在平面波记录上反射波是线性的，能量强，连续性好，可预测性强，而绕射波是双曲形态的，能量弱，连续性差，可预测性弱，二者在可预测性方面存在差异，基于这一点利用平面波解构滤波技术分离绕射波，并采用常规偏移方法成像绕射波，结果可以有效压制强反射信息的干扰，改变绕射目标的成像分辨率。但该技术存在不足，实际中绕射波的形状表现为双曲线的形式，其中部分能量尤其是低倾角部分，也有一定的平滑连续性，有较强的可预测性，因此，平面波解构滤波技术无法将其与反射波区分，致使提取的绕射波不完整，从而降低绕射目标的成像精度。
4.综上，目前没有方法能分离出完整的绕射波，保证绕射波的成像精度。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提出一种地震数据叠前绕射波分离方法，解决目前没有方法能分离出完整的绕射波，保证绕射波的成像精度的问题。
6.有鉴于此，本发明提供了一种地震数据叠前绕射波分离方法、装置、电子设备及介质，至少解决目前没有方法能分离出完整的绕射波，保证绕射波的成像精度的问题。
7.第一方面，本发明提供一种地震数据叠前绕射波分离方法，包括：对叠前地震数据进行偏移，获得偏移后的叠前地震数据；对所述偏移后的叠前地震数据进行预测滤波，获得绕射体数据；对所述绕射体数据进行反偏移，获得叠前绕射波数据。
8.可选的，采用f-k域的stolt偏移方法、相移法偏移方法或克希霍夫型偏移方法对所述叠前地震数据进行偏移。
9.可选的，采用时空域预测误差滤波方法或平面波解构滤波方法对所述偏移后的叠
前地震数据进行预测滤波。
10.可选的，采用f-k域的stolt反偏移方法、相移法反偏移方法或克希霍夫型反偏移方法对所述绕射体数据进行反偏移。
11.可选的，所述叠前地震数据包括共炮集记录、平面波记录和共偏移距道集。
12.第二方面，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括：存储器，存储有可执行指令；处理器，所述处理器运行所述存储器中的所述可执行指令，以实现上述地震数据叠前绕射波分离方法。
13.第三方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的地震数据叠前绕射波分离方法。
14.第四方面，本发明还提供一种地震数据叠前绕射波分离的装置，包括：偏移模块，对叠前地震数据进行偏移，获得偏移后的叠前地震数据；滤波模块，对所述偏移后的叠前地震数据进行预测滤波，获得绕射体数据；反偏移模块，对所述绕射体数据进行反偏移，获得叠前绕射波数据。
15.可选的，采用f-k域的stolt偏移方法、相移法偏移方法或克希霍夫型偏移方法对所述叠前地震数据进行偏移。
16.可选的，采用时空域预测误差滤波方法或平面波解构滤波方法对所述偏移后的叠前地震数据进行预测滤波。
17.可选的，采用f-k域的stolt反偏移方法、相移法反偏移方法或克希霍夫型反偏移方法对所述绕射体数据进行反偏移。
18.可选的，所述叠前地震数据包括共炮集记录、平面波记录和共偏移距道集。
19.本发明的有益效果在于：本发明的地震数据叠前绕射波分离方法对叠前地震数据进行偏移，再对偏移后的叠前地震数据进行预测滤波，获得绕射体数据，通过对绕射体数据进行反偏移，进而获得叠前绕射波数据，得到相应完整的叠前绕射波，保证了绕射波的成像精度，在地震勘探中具有良好的应用前景。
20.本发明具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
21.通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
22.图1示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的流程图。
23.图2示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的叠前地震数据。
24.图3示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的偏移后的叠前地震数据。
25.图4示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的绕射
体数据。
26.图5示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的叠前绕射波数据。
27.图6示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的零偏移距叠前地震道集。
28.图7示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的平面波解构滤波的结果。
29.图8示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的零偏移距叠前地震道集偏移后的结果。
30.图9示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的零偏移距叠前地震道集滤波后的结果。
31.图10示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的零偏移距叠前地震道集反偏移后的结果。
32.图11示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的偏移后的零偏移距叠前地震道集反偏移后的结果减去零偏移距叠前地震道集。
33.图12示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的部分全波场单炮记录。
34.图13示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的部分全波场单炮记录对应的绕射体数据。
35.图14示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的偏移后的全波场单炮记录。
36.图15示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的偏移后的部分全波场单炮记录。
37.图16示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离装置的框图。
38.102、偏移模块；104、滤波模块；106、反偏移模块。
具体实施方式
39.下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
40.本发明提供一种地震数据叠前绕射波分离方法，包括：对叠前地震数据进行偏移，获得偏移后的叠前地震数据；对偏移后的叠前地震数据进行预测滤波，获得绕射体数据；对绕射体数据进行反偏移，获得叠前绕射波数据。
41.具体的，常规平面波解构滤波技术利用反射波的可预测性强，绕射波可预测性弱这一差异对二者分离。但当绕射波的形状表现为双曲线的形式是，其中部分能量尤其是低倾角部分，也有一定的平滑连续性，有较强的可预测性，平面波解构滤波技术无法将其与反射波区分，致使提取的绕射波不完整。
42.针对这一不足，对叠前地震数据进行偏移，反射波的偏移成像结果一般是光滑连续的，可预测性强，而绕射波形成的断层、串珠等绕射体是不连续的，并且尺度小，可预测性
很弱，两者在可预测性方面存在很大的差异，因此，通过预测滤波技术可以将偏移后的叠前地震数据分离出较为完整的绕射体数据，再将提取的绕射体数据进行与偏移相对的反偏移，即可得到较为完整的叠前绕射波。
43.根据示例性的实施方式，地震数据叠前绕射波分离方法对叠前地震数据进行偏移，再对偏移后的叠前地震数据进行预测滤波，获得绕射体数据，通过对绕射体数据进行反偏移，进而获得叠前绕射波数据，得到相应完整的叠前绕射波，保证了绕射波的成像精度，在地震勘探中具有良好的应用前景。
44.作为可选方案，采用f-k域的stolt偏移方法、相移法偏移方法或克希霍夫型偏移方法对叠前地震数据进行偏移。
45.具体的，本发明包括但不限于f-k域的stolt偏移方法、相移法偏移方法或克希霍夫型偏移方法，只要是成熟的偏移方法都可对叠前地震数据进行偏移。
46.作为可选方案，采用时空域预测误差滤波方法或平面波解构滤波方法对偏移后的叠前地震数据进行预测滤波。
47.反射波经偏移后表现为连续的、线性的同相轴，可预测性较强。而绕射波经偏移后，不论是低倾角还是高倾角部分的绕射波能量都得以聚焦，生成小尺度的绕射体(如断层、断点、缝洞)，而这些绕射体尺度小，不连续，可预测性很弱。因此，在偏移结果上，反射层与绕射体在可预测性方面的差异非常明显，预测滤波可以很好的区分二者，分离出较为完整的小尺度绕射体，本发明包括但不限于时空域预测误差滤波方法或平面波解构滤波方法。
48.作为可选方案，采用f-k域的stolt反偏移方法、相移法反偏移方法或克希霍夫型反偏移方法对绕射体数据进行反偏移。
49.具体的，本发明包括但不限于f-k域的stolt反偏移方法、相移法反偏移方法或克希霍夫型反偏移方法，只要是成熟的反偏移方法都可对叠前地震数据进行偏移。
50.作为可选方案，叠前地震数据包括共炮集记录、平面波记录和共偏移距道集。
51.具体的，本发明包括但不限于共炮集记录、平面波记录和共偏移距道集。
52.本发明还提供一种电子设备，电子设备包括：存储器，存储有可执行指令；处理器，处理器运行存储器中的可执行指令，以实现上述地震数据叠前绕射波分离方法。
53.本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的地震数据叠前绕射波分离方法。
54.本发明还提供一种地震数据叠前绕射波分离的装置，包括：偏移模块，对叠前地震数据进行偏移，获得偏移后的叠前地震数据；滤波模块，对偏移后的叠前地震数据进行预测滤波，获得绕射体数据；反偏移模块，对绕射体数据进行反偏移，获得叠前绕射波数据。
55.具体的，对叠前地震数据进行偏移，反射波的偏移成像结果一般是光滑连续的，可预测性强，而绕射波形成的断层、串珠等绕射体是不连续的，并且尺度小，可预测性很弱，两者在可预测性方面存在很大的差异，因此，通过预测滤波技术可以将偏移后的叠前地震数据分离出较为完整的绕射体数据，再将提取的绕射体数据进行与偏移相对的反偏移，即可得到较为完整的叠前绕射波。
56.根据示例性的实施方式，地震数据叠前绕射波分离装置对叠前地震数据进行偏移，再对偏移后的叠前地震数据进行预测滤波，获得绕射体数据，通过对绕射体数据进行反
偏移，进而获得叠前绕射波数据，得到相应完整的叠前绕射波，保证了绕射波的成像精度，在地震勘探中具有良好的应用前景。
57.作为可选方案，采用f-k域的stolt偏移方法、相移法偏移方法或克希霍夫型偏移方法对叠前地震数据进行偏移。
58.具体的，本发明包括但不限于f-k域的stolt偏移方法、相移法偏移方法或克希霍夫型偏移方法，只要是成熟的偏移方法都可对叠前地震数据进行偏移。
59.作为可选方案，采用时空域预测误差滤波方法或平面波解构滤波方法对偏移后的叠前地震数据进行预测滤波。
60.反射波经偏移后表现为连续的、线性的同相轴，可预测性较强。而绕射波经偏移后，不论是低倾角还是高倾角部分的绕射波能量都得以聚焦，生成小尺度的绕射体(如断层、断点、缝洞)，而这些绕射体尺度小，不连续，可预测性很弱。因此，在偏移结果上，反射层与绕射体在可预测性方面的差异非常明显，预测滤波可以很好的区分二者，分离出较为完整的小尺度绕射体，本发明包括但不限于时空域预测误差滤波方法或平面波解构滤波方法。
61.作为可选方案，采用f-k域的stolt反偏移方法、相移法反偏移方法或克希霍夫型反偏移方法对绕射体数据进行反偏移。
62.具体的，本发明包括但不限于f-k域的stolt反偏移方法、相移法反偏移方法或克希霍夫型反偏移方法，只要是成熟的反偏移方法都可对叠前地震数据进行偏移。
63.作为可选方案，叠前地震数据包括共炮集记录、平面波记录和共偏移距道集。
64.具体的，本发明包括但不限于共炮集记录、平面波记录和共偏移距道集。
65.实施例一
66.图1示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的流程图。图2示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的叠前地震数据。图3示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的偏移后的叠前地震数据。图4示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的绕射体数据。图5示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的叠前绕射波数据。图6示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的零偏移距叠前地震道集。图7示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的平面波解构滤波的结果。图8示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的零偏移距叠前地震道集偏移后的结果。图9示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的零偏移距叠前地震道集滤波后的结果。图10示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的零偏移距叠前地震道集反偏移后的结果。图11示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的偏移后的零偏移距叠前地震道集反偏移后的结果减去零偏移距叠前地震道集。图12示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的部分全波场单炮记录。图13示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的部分全波场单炮记录对应的绕射体数据。图14示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的偏移后的全波场单炮记录。图15示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离方法的偏移后的部分全波场单炮记录。
67.结合图1、图2、图3、图4和图5所示，该地震数据叠前绕射波分离方法，包括：
68.步骤1：对叠前地震数据进行偏移，获得偏移后的叠前地震数据；
69.其中，采用f-k域的stolt偏移方法、相移法偏移方法或克希霍夫型偏移方法对叠前地震数据进行偏移。
70.图2所示为模型数据的部分零偏移距记录，可以看出绕射能量相对较弱，而且存在绕射和反射重叠的现象，而在偏移结果上，如图3所示，反射波成像为光滑连续的线性同相轴，绕射能量收敛聚焦，形成断层、串珠等不连续的绕射体。
71.步骤2：对偏移后的叠前地震数据进行预测滤波，获得绕射体数据；
72.其中，采用时空域预测误差滤波方法或平面波解构滤波方法对偏移后的叠前地震数据进行预测滤波。
73.步骤3：对绕射体数据进行反偏移，获得叠前绕射波数据。
74.其中，采用f-k域的stolt反偏移方法、相移法反偏移方法或克希霍夫型反偏移方法对绕射体数据进行反偏移。
75.为验证本发明的正确性和有效性，先用简单模型进行测试。在此以共偏移距道集上的处理为例进行效果说明，如图6所示的零偏移距记录上，在350道的0.4s和0.8s附近存在绕射波(如箭头所示)，其中0.8s处的弱绕射因与附近的强反射波相邻而被压制。用常规平面波解构滤波技术提取绕射波如图7所示，可以看出，该技术虽然提取出大部分的绕射波，但是并不完整，其中低倾角部分的绕射波损失较多。这是由于平面波解构滤波利用反射波的可预测性强，绕射波可预测性弱这一差异对二者分离。图6中绕射波表现为双曲形态，其中低倾角部分，也有平滑连续的特点，也有较强的可预测性，平面波解构滤波无法将其与反射波区分，致使提取的绕射波不完整。
76.对图6的叠前地震数据进行偏移，偏移后的结果如图8所示，由图8可以看出，绕射聚焦形成“串珠”，其中0.8s处的“串珠”被强反射层掩盖。由于“串珠”具有尺度小，不连续的特点，可预测性差，而反射层是线性连续的，可预测性强，两者在可预测性方面的差异非常明显，预测滤波可以很好的区分二者，分离出较为完整的小尺度绕射体。图9为采用预测滤波提取出的“串珠”，继而通过反偏移技术得到绕射波，如图10所示。为了验证提取出的绕射波是否完整、准确，将图6与图10所示的数据进行相减求得残差，如图11所示，从中看不出绕射波的影子，说明本发明能够有效分离出较为完整的绕射波，并且具有良好的保真性。
77.以某地区的实际地震勘探资料，图12为部分全波场单炮记录，可以看到双曲形态的反射同相轴，而绕射波由于能量很弱，无法识别。对图12的数据先进行偏移，再进行预测滤波、反偏移后提取出绕射波数据如图13所示，由于绕射波能量很弱，淹没在噪声当中。为证明本发明的有效性。采用叠前时间偏移对全波场单炮记录和绕射波单炮记录进行偏移，结果如图14、图15所示。通过比较图14和图15可以看出，在绕射波成像结果中，反射层被压制，绕射体变得更加清晰，尤其是原先被反射层掩盖的绕射体得到很好的显示，如黑色圆圈所示，非均质体成像分辨率变得更高。
78.实施例二
79.图16示出了根据本发明的一个实施例的一种地震数据叠前绕射波分离的装置的框图。
80.如图16所示，该地震数据叠前绕射波分离的装置，包括：
81.偏移模块102，对叠前地震数据进行偏移，获得偏移后的叠前地震数据；
82.其中，采用f-k域的stolt偏移方法、相移法偏移方法或克希霍夫型偏移方法对叠前地震数据进行偏移。
83.滤波模块104，对偏移后的叠前地震数据进行预测滤波，获得绕射体数据；
84.其中，采用时空域预测误差滤波方法或平面波解构滤波方法对偏移后的叠前地震数据进行预测滤波。
85.反偏移模块106，对绕射体数据进行反偏移，获得叠前绕射波数据。
86.其中，采用f-k域的stolt反偏移方法、相移法反偏移方法或克希霍夫型反偏移方法对绕射体数据进行反偏移。
87.实施例三
88.本公开提供一种电子设备包括，该电子设备包括：存储器，存储有可执行指令；处理器，处理器运行存储器中的可执行指令，以实现上述地震数据叠前绕射波分离方法。
89.根据本公开实施例的电子设备包括存储器和处理器。
90.该存储器用于存储非暂时性计算机可读指令。具体地，存储器可以包括一个或多个计算机程序产品，该计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。该易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(ram)和/或高速缓冲存储器(cache)等。该非易失性存储器例如可以包括只读存储器(rom)、硬盘、闪存等。
91.该处理器可以是中央处理单元(cpu)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其它形式的处理单元，并且可以控制电子设备中的其它组件以执行期望的功能。在本公开的一个实施例中，该处理器用于运行该存储器中存储的该计算机可读指令。
92.本领域技术人员应能理解，为了解决如何获得良好用户体验效果的技术问题，本实施例中也可以包括诸如通信总线、接口等公知的结构，这些公知的结构也应包含在本公开的保护范围之内。
93.有关本实施例的详细说明可以参考前述各实施例中的相应说明，在此不再赘述。
94.实施例四
95.本公开提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述地震数据叠前绕射波分离方法。
96.根据本公开实施例的计算机可读存储介质，其上存储有非暂时性计算机可读指令。当该非暂时性计算机可读指令由处理器运行时，执行前述的本公开各实施例方法的全部或部分步骤。
97.上述计算机可读存储介质包括但不限于：光存储介质(例如：cd－rom和dvd)、磁光存储介质(例如：mo)、磁存储介质(例如：磁带或移动硬盘)、具有内置的可重写非易失性存储器的媒体(例如：存储卡)和具有内置rom的媒体(例如：rom盒)。
98.以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。