[发明专利]一种解耦弹性波逆时偏移方法、系统及应用

说明书

本发明属于勘探地震学数据处理技术领域，公开了一种解耦弹性波逆时偏移方法、系统及应用，获取输入地震记录、地震子波、密度及速度模型；通过求解弹性介质波动方程，获得震源和检波点延拓波场；使用矢量亥姆霍兹分解进行弹性波场分离，获得分离的保幅纯纵波和横波矢量波场；使用弹性波阻抗敏感核函数计算成像条件，获得高信噪比、高精度纵波‑纵波(PP)和纵波‑横波(PS)成像结果；将所有炮集成像结果进行叠加，获得最终的偏移成像剖面。本发明可获得真振幅的纯纵波和纯横波矢量波场分离结果，提高成像振幅保真性，可自动避免由双程波场互相关产生的低频噪音，提高成像信噪比和分辨率，辅助高精度纵横波联合地震解释。

技术领域

本发明属于勘探地震学数据处理技术领域，尤其涉及一种解耦弹性波逆时偏移方法、系统及应用。

背景技术

目前，在多波多分量勘探地震数据处理中，弹性波逆时偏移是当前成像精度最高的一种偏移方法。但由于其使用双程波信息进行波场延拓，在盐丘、断块、逆冲断层等复杂区域往往产生较强的低频噪音和偏移假象，降低了偏移结果的空间分辨率和成像信噪比，严重影响了后续地震解释的精度。此外，传统弹性波成像方法通常不采用纵横波场分离，直接使用延拓后的横向和垂向波场分量进行互相关成像，这使得成像结果的物理意义不明确，且容易造成严重的纵横波串扰噪音。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有多波多分量弹性波逆时偏移方法，由于通过求解双程波动方程进行波场延拓，在盐丘、断块、逆冲断层等复杂区域往往产生较强的低频噪音和偏移假象，降低了成像分辨率和信噪比，严重影响了后续地震解释的精度。

(2)传统弹性波成像方法通常不进行纵横波场分离，直接使用延拓后横向和垂向弹性波场分量进行互相关成像，这使得成像结果的物理意义不明确，且容易造成严重的纵横波串扰噪音。

解决以上问题及缺陷的难度为：

(1)针对弹性波逆时偏移中出现的低频噪音，常规的处理方式为先使用弹性波逆时偏移获得带有低频噪音的成像结果，然后使用叠后拉普拉斯高通滤波器滤除低频噪音，该处理流程容易造成滤波后的成像结果相位畸变，并且成像振幅不准确。而直接在波场延拓和应用成像条件中，去除这些低频噪音的成像处理方法研究较少。

(2)为减少弹性波成像中纵横波串扰噪音，需要在应用成像条件之前，对延拓后的震源和检波点波场进行纵横波分离，使用简单的亥姆霍兹分解虽然可以提取纯纵波和纯横波波场，但同时也造成了分离后的波场相位和振幅与原始波场不一致，导致最终的成像振幅不准确。

解决以上问题及缺陷的意义为：

(1)本发明专利将针对弹性波逆时偏移低频噪音这一问题，通过震源和检波点波场线性组合构建一种全新的阻抗敏感核函数，并使用该敏感核函数计算零延迟互相关成像条件，以达到在成像过程中直接去除低频噪音的效果，该技术方法能够大幅提升弹性波逆时偏移结果的成像信噪比和空间分辨率。

(2)此外，本发明提出了一种新型真振幅矢量波亥姆霍兹波场分解方法，与常规简单标量亥姆霍兹分解相比，该方法首先通过求解泊松方程获得辅助波场，然后对辅助波场应用两次散度和旋度运算，获得分离的真振幅矢量纯纵波和纯横波波场，这一技术方法可显著改善弹性波逆时偏移成像振幅的保真性。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种解耦弹性波逆时偏移理论方法、处理算法和技术流程，尤其涉及一种基于矢量亥姆霍兹分解和阻抗敏感核成像条件的解耦弹性波逆时偏移理论方法、高效算法和处理流程，旨在解决弹性波逆时偏移中低频噪音和纵横波串扰假象问题。