[发明专利]一种基于同相轴优化追踪的多次波匹配衰减方法

说明书

技术领域

本发明属于地震多次波压制领域，具体地涉及一种基于同相轴优化追踪的多次波匹配衰减方法。

背景技术

海上地震资料中的多次波绝大多数都是与海面有关的自由界面多次波，对其剔除的精度决定了后续地震成像的真实性与可靠性。由于可在不需要任何先验信息的情况下有效剔除地震记录中的多次波成分，自由界面多次波衰减方法(Surface-related Multiple Elimination，SRME)现已成为当前生产中多次波压制的主流技术手段。SRME方法包括多次波预测和多次波匹配衰减两个步骤，即首先基于“反馈环”理论预测出地震记录中的多次波成分，然后基于预测出的多次波记录应用各种多次波匹配衰减方法将原始地震记录中的多次波剔除，其中多次波匹配衰减是提升SRME方法对复杂构造区域多次波剔除效果的关键技术。

当前应用于波动方程类多次波剔除方法的多次波自适应衰减方法主要有两大类，一类为多道维纳滤波法，该方法根据最小平方准则实现自由界面多次波的消除；另一类多次波自适应衰减方法为基于各种数学变换域的匹配衰减法。

但在实际资料处理中，由于克希霍夫积分孔径的有限性、二维侧面反射效应、野外观测误差及无法获得准确的自由界面因子，预测的多次波在传播时间与信号波形上均存在一定差异(在远偏移距道上尤为显著)，从而导致传统的多次波匹配衰减方法失效。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种基于同相轴优化追踪的多次波匹配衰减方法。在基于“反馈环”理论的自由界面多次波预测中，由于野外地震记录中的反射信号具有空变、 时变特性，导致预测的多次波与原始记录相比除信号增幅外还具有显著的波形差异，但其同相轴的方向性与原始记录中的基本一致，即具有相同(或相近)的叠加速度。因此，可基于预测记录创建仅含有多次波叠加能量的速度谱，然后利用同相轴追踪技术提取多次波同相轴方向性信息，再应用短时窗的FK扇形滤波予以压制，这将是一种行之有效的多次波匹配衰减手段。

本发明采取以下技术方案：

一种基于同相轴优化追踪的多次波匹配衰减，采用迭代方法实现多次波同相轴追踪与衰减过程，具体步骤如下：

1)利用自由界面多次波预测(SRMP)方法得到初始多次波记录，然后通过对地震记录与叠加速度谱的观察分析给定单位长度时窗内多次波同相轴数目的平均值N_m和用以界定所追踪同相轴的叠加能量范围E₀；

2)进行多次迭代的同相轴优化追踪与衰减处理，对于第k(k≥1)次迭代，具体包含以下步骤：

(1)将多次波记录m^k-1(x,t)(第1次迭代时，多次波记录m⁰(x,t)由SRMP方法得到)进行动校正、叠加以及同相加权处理，得到同相加权的多次波叠加速度谱，相应的计算公式为

式中，n(1≤n≤N)为道号；x_n为第n道的偏移距，b(v,τ)为同相加权因子，其计算公式为

式中，λ(λ≥2)表示阶数，λ值越大则b(v,τ)的分辨率便愈高；时窗的样点数为L+1；C为保证分母不为零的常数，取平均振幅的0.01～0.001；对进行适度平滑后，m^k-1(x,t)中叠加速度值v₀、零偏移距时τ₀的双曲线同相轴，将在谱上形成以(v₀,τ₀)为中心极值的团状 结构能量；

(2)应用等值线追踪方法求出谱上以(v₀,τ₀)为中心极值的团状结构能量的分布范围，并搜索出其极值点位置，根据该点的坐标(v₀,τ₀)拟合出时空域中的相应同相轴，即其所经各道的旅行时t_n为

利用上式即可追踪出m^k-1(x,t)和d^k-1(x,t)(第1次迭代时d⁰(x,t)为原始记录d(x,t))中的同相轴；

(3)对于步骤(2)中追踪出的同相轴方向性的误差，可基于对原始记录中相应同相轴的追踪分析予以校正；类比步骤(1)中创建多次波叠加速度谱的过程，创建d^k-1(x,t)的叠加速度谱 然后基于多次波叠加速度谱通过蒙版滤波方法消除的多次波，其中蒙版滤波因子的计算公式为