[发明专利]基于傅里叶变换的地震数据重建方法及系统

说明书

公开了一种基于傅里叶变换的地震数据重建方法及系统。该方法可以包括：基于初始地震数据，通过多步自回归方法，建立傅里叶重建线性方程；基于傅里叶重建线性方程，通过最小二乘反演，建立目标函数；基于目标函数，获得稀疏解，进而重建地震数据。本发明将最小二乘傅里叶重建方法与多步自回归方法相结合，能够精确地重建复杂地震数据的取得了很好的应用效果，对提高后续速度分析的精度、改善叠加效果、提升叠前偏移的质量等有着非常重要的作用。

技术领域

本发明涉及油气地球物理技术领域，更具体地，涉及一种基于傅里叶变换的地震数据重建方法及系统。

背景技术

众所周知，地震数据的采集严重影响地震数据最终的成像结果，而地震数据采集中很常见的一个问题就是地震数据沿着空间方向是非规则采样或是稀释采样的。在理想的情况下，对地震波场的采样应该是规则和致密的。目前，用检波器对地震波场进行空间致密采样在技术上和计算上是可行的，但是在经济上却是无法承受的。因此地震数据在空间方向上稀疏采样的原因主要是出于经济角度的考虑，稀疏采样是比较便宜，但意味着采集到较少的数据，而且会导致地震数据中含有空间假频，尤其是在三维地震勘探中。引起地震数据在空间方向上非规则采样的原因主要有：地表障碍物的存在(建筑物、道路、桥梁等)或地形条件的因素(禁采区和山区、森林、河网地区等)、仪器硬件(地震检波器、空气枪、电缆等)问题引起的采集坏道，海洋地震数据采集时电缆的羽状漂流的等。地震数据的非规则采样或稀疏采样对DMO、FK域滤波、速度分析、多次波衰减，谱估计和波动方程偏移成像等方法的处理结果带来了严重的影响。因此研究非规则采样地震数据的重建对提高后续速度分析的精度、改善叠加效果、提升叠前偏移的质量等有着非常重要的作用。通过对原有的地震数据进行重建，使其包含的地球物理信息更加真实的反映地下地质体的地球物理特征，使得后续地震数据处理能够更好的满足对复杂地质构造进行精细刻画的要求，为油气勘探提供更有效的指示和帮助等具有重要的现实意义。

基于傅里叶变换的地震数据重建方法不需要地质或地球物理假设，只要求地震数据是空间有限带宽的，并且计算效率高。傅里叶重建方法已经成功应用于一维和二维的非规则采样数据的重建，傅里叶重建方法利用最小二乘反演估算非规则采样数据的傅里叶系数，如何更好的估算傅里叶系数是该方法的核心。一旦傅里叶系数被正确估算出来，数据可以重建到任意采样网格上。Duijndam等(1999)将傅里叶重建方法应用于非规则采样地震数据的规则化上，并成功解决了参数选择等一系列问题。Liu和Sachhi(2001,2003,2004)提出了最小加权范数插值(MWNI)的傅里叶重建方法，带限地震数据的重建被表达成最小范数的最小二乘问题。该带限重建方法利用自适应谱加权范数的正则化项来约束反演方程的解，将数据的带宽和频谱的形状作为带限地震数据重建问题的先验信息，因此得到了比传统的带限数据傅里叶重建方法更好的解，但没有给出好的反假频方法。Zwartjes(2005)与Zwartjes和Sachhi(2007)提出了使用非二次型正则化项的稀疏约束傅里叶重建方法，以改善地震数据含较宽的空道时的重建效果，并较好的解决了含有空间假频的地震数据的重建问题。傅里叶重建方法不但可以重建规则采样的地震数据，同样可以重建非规则和随机采样的地震数据，但是不能很好的重建含有空间假频的地震数据。因此，有必要开发一种基于傅里叶变换的地震数据重建方法及系统。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提出了一种基于傅里叶变换的地震数据重建方法及系统，其能够将最小二乘傅里叶重建方法与多步自回归方法相结合，能够精确地重建复杂地震数据的取得了很好的应用效果，对提高后续速度分析的精度、改善叠加效果、提升叠前偏移的质量等有着非常重要的作用。

根据本发明的一方面，提出了一种基于傅里叶变换的地震数据重建方法。所述方法可以包括：基于初始地震数据，通过多步自回归方法，建立傅里叶重建线性方程；基于所述傅里叶重建线性方程，通过最小二乘反演，建立目标函数；基于所述目标函数，获得稀疏解，进而重建地震数据。