三维广义SRME方法及其应用

随着深水地震勘探的进展,压制坡折带和深水崎岖海底等复杂地质构造的自由表面多次波逐渐变为海洋地震资料处理中的难题,而传统的三维自由表面多次波衰减(SRME)技术在数据重构问题上存在很明显的不足。因此,在三维SRME技术的基础上,提出了三维广义SRME技术来压制自由表面多次波。该方法借鉴贡献道思想和稀疏反演方法,结合focal变换和三维曲波变换,优化构建全局自由表面多次波数据,最后通过自适应匹配相减来压制多次波。实际资料应用表明,该方法能有效压制陡倾角复杂地质构造情况下的自由表面多次波,提高成像品质,取得了重大突破。     

技术动态

数据重建技术压制三维地表多次波及其实际应用二维消除与地表有关多次波技术(SRME)已较为成熟,广泛采用的消除三维地表多次波的方法是2．5维 SRME方法。这种方法在crossline方向地下无变化的假设下,将地震数据转换到合适的网格上进行二维 SRME。SRME并不要求在crossline方向地下无变化,但在三维实现时必须利用额外的信息,即地表的炮点和     

3—D叠后地震资料多项式拟合提高信噪比和道内插

三维地震资料叠后提高信噪比和横测线方向道内插问题，目前在生产中还没有很到很好的解决。现在有些数据中心用二维多项式拟合提高信噪比模块对纵测线和横测线分两步进行处理的。本文应用多项式拟合理论直接在三维叠后地震资料上完成提高信噪比和横测线方向的道内插（通常横测线方向的道间距要比纵测线方向的道间距大一倍，需要进行道内插），用一步处理即可得到能应用于三维偏移的共深度点数据集。此法充分利用了三维地震资料的信息     

优化多次波贡献道集求和孔径压制三维表面多次波

为了提高三维SRME(Surface Related Multiple Elimination)方法的计算效率并减少对计算机存储资源的需求,对三维SRME方法中多次波贡献道集(Multiple Contribution Gather,MCG)的求和孔径进行了研究,提出了优化多次波贡献道集求和孔径的思路;用近似解和容差替代准确解,给出了一种在菲涅尔带内优化多次波MCG孔径的方法.三维实际资料的应用表明,利用求和孔径优化后的多次波贡献道集进行多次波压制,在压制效果近似的情况下,能够大幅度减少三维SRME方法对于计算机存储资源和计算资源的需求.     

利用曲波变换预测多次波模型

针对SRME方法在多次波模型预测阶段存在的缺陷,利用曲波变换多方向的特性,自动选取遵循斯奈尔定律(即走时平稳区域)的多次波贡献道集,对多次波模型道进行构建。该策略减小了非平稳走时区域多次波贡献道集可能产生的假频对多次波模型的影响。对于原始含有空间假频的数据,借助曲波变换多尺度的特性,利用地震数据中不含假频的低频分量对假频分量进行约束,构建了一个抑制假频滤波器,可以减小空间假频对多次波模型的影响,提高多次波模型的预测精度,为后续的相减阶段提供更好的模型数据,有利于最终多次波压制。模型数据和实际资料验证了本文方法的有效性。     

反数据域压制多次波方法研究

 将地震数据变换到反数据域可以将地震有效信号与表层相关信号进行分离,通过对反数据域表层相关信号聚焦点的简单切除,就可以去除表层相关多次波。反数据域压制多次波方法解决了波动方程预测减去法在相减时对一次波的损害问题,与正数据域的表层相关多次波压制算法（SRME）相比,反数据域SRME法理论表达更加简单,而且避免了相减过程。本文阐述了一维和二维介质情况下将地震数据从正数据域变换到反数据域的方法,并给出一个二维的有限差分模拟算例。数据测试表明,本文方法在有效地衰减表层相关多次波的同时,也能较好地保留一次波信息。     

利用波动方程预测减去法压制海洋地震资料中的多次波

多次波是影响海洋地震资料处理效果的最突出问题之一。多次波的压制方法主要有两大类：基于多次波与一次波属性差异的滤波方法和基于波动方程的多次波预测减去法（如SRME）。滤波方法由于其实用性，是生产中的首选，但也受到使用前提的限制，往往具有一定的局限性。当使用条件不适合时，压制多次波效果不好。SRME法采用迭代法消除与自由界面有关的多次波，该法将地震记录中的任意一个反射轴看作是与自由界面有关多次波的某个子反射，利用数据一致性原理，将原始叠前数据与自身沿自由界面进行时间与空间域褶积。在此基础上，对每个炮检对，分别从原始数据中抽取相应炮点位置的共炮点道集，并从多次波预测算子中抽取相应检波点位置处的共检波点道集，再依据数据一致性原理，沿自由界面将上述共炮点道集与共检波点道集进行组合，使得炮点位置与检波点位置一致。然后，将所有满足该组合条件的地震道两两褶积并求和，即可预测出上述炮检对地震道的自由界面多次波。最后，将多次波从输入数据中减去。本文通过实例，重点介绍了SRME方法的原理及其在海洋地震资料处理中的应用效果。     

基于贝叶斯理论的Shearlet域一次波与多次波分离

多次波的去除效果很大程度上决定了地震成像的质量,尽管表面相关多次波的压制(SRME)研究方法取得了很大进步,但预测出来的多次波在相位和振幅上的混乱仍然是一个难题,因此减去的效果好坏尤为关键。常规的最小平方匹配方法并不能很好地处理这种预测的误差,利用Shearlet变换的多尺度、多方向特性,可以使预测的信号在Shearlet域变得稀疏、圆滑。以此为前提,结合贝叶斯概率最大化理论,建立了一个有效的一次波与多次波分离算法。以SRME预测的多次波为例,从贝叶斯预测角度出发,通过精确求解最优化问题就可以达到一次波与多次波分离的目的,该算法能够更好地控制预测信号和实际信号的误差。理论和实际数据的实验表明,相比最小平方匹配减去方法,该方法可以有效地提高减去效果,更好地压制多次波以及高频混叠,并且可以更好地估计一次波。     

复杂海底自由表面多次波预测方法

针对崎岖海底多次波路径复杂、绕射波及绕射多次波发育等情形,自由表面多次波压制技术（SRME）预测多次波模型存在数据信噪比低、动力学和运动学信息欠准确等不利因素,提出了基于单程波及双程波波动方程延拓的多次波预测方法。即基于波动方程并联合SRME技术,利用岩石物理模型对地震记录进行波场延拓,得到预测的多次波模型;同时采用自适应匹配相减方法提高复杂海底多次波压制效果。理论模型及实际数据试验表明：相对于单一的SRME多次波预测法,所提方法预测的多次波模型具有更高信噪比、与实际多次波在大多情况下的运动学和动力学特征吻合度更高。该方法理论上需已知准确岩石物理模型,由于海洋地震资料多次波主要是自由表面相关多次波,因此在仅已知海水及海底岩石物理参数情况下,该方法也能预测大部分与自由表面相关的多次波。     

SRME技术在澳大利亚Timer Sea地区的应用

表面多次波压制(SRME)技术是目前应用效果较好的多次波衰减技术。在介绍多次波类型和常见压制方法的基础上,引出SRME方法。基于平面波传播模型讨论SRME技术的基本原理,以及针对实际地震数据的迭代预测和减去方法,结合该技术的特点给出实际地震数据应用流程。澳大利亚Timer Sea地区海洋地震资料应用实例表明SRME这种数据驱动的表面多次波压制方法非常实用,尤其对崎岖海底多次波有显著效果。     

陆上多次波识别与压制

陆上多次波与海上多次波均会干扰有效波信号,使地震资料信噪比降低,不同的是海上多次波覆盖了整条地震测线,而陆上地震数据中仅有部分共中心点道集（CMP）受到多次波干扰。 根据陆上多次波的特点,分析多次波在速度谱、常速扫描叠加剖面和动校正道集上所表现的地震特征,利用多次波识别方法,确定地震数据中多次波的分布范围,并在含有多次波的 CMP 动校正道集上,采用抛物线拉东变换方法压制多次波。 模型算例和实际地震数据应用结果表明,抛物线拉东变换方法不仅能压制陆上多次波,而且不伤害一次波反射信号,达到了保真去噪的目的。     

浅水多次波的联合衰减技术在渤海海域LD地区的应用

针对渤海海域LD地区浅水多次波发育的特点,提出了一整套完整的浅水多次波联合衰减技术。首先使用浅水去多次波(SWD)技术来去除大部分与海底相关的短周期多次波;对于剩余的与水面相关的长周期多次波采用了二维表面多次波压制(SRME)技术进行了有效去除;三维面元均化后进行Radon域去多次波处理;最后在叠前时间偏移后的共成像道集内用高精度Radon变换对多次波进行衰减。该方法通过对SWD技术和传统的去多次波技术合理的结合,达到了衰减多次波的目的。对渤海地区实际海洋地震资料处理表明:所提出的方法能够有效地衰减浅水多次波,浅水多次波联合衰减处理流程具有快速、简介的特点,同时处理后的地震资料保幅性较好。     

海上地震资料多次波特征分析

 多次波是海上地震资料的主要干扰波,压制多次波的前提是正确地识别多次波。由于多次波有多种类型、多个周期,形成机制又相当复杂,因此研究多次波特征就显得十分重要。本文以B区海上资料为例,通过炮集多次波时距关系分析、海水速度计算、多次波速度谱特征总结、共炮检距道集自相关分析、SRME波动方程多次波预测,系统地研究了复杂地震资料多次波的基本特征,初步掌握了该区多次波的形成机制,从而为多次波的压制提供了理论依据。     

基于伪地震数据模式学习的多次波自适应相减方法

相比于传统匹配相减方法,模式学习方法将多次波衰减分成多次波模式学习和自适应相减的两个独立过程,因而能够更好地保护一次波。然而,由于多次褶积的影响,预测多次波模型存在相位、频带、振幅误差。为了在不损伤一次波的基础上,尽可能减少多次波残留,提出了基于伪地震数据的模式学习方法。利用预测地震道,得到其Hilbert变换道以及预测道和Hilbert变换道的一阶导数,作为伪地震数据的4个分量,补充预测多次波模型中相位和高频信息。模式学习阶段利用主成分分析法分别学习伪地震数据4个分量的多次波字典矩阵,然后按列拼接得到联合字典矩阵;自适应相减阶段基于学习到的联合字典矩阵,利用裂步Bregman算法从原始地震数据中重构多次波,实现一次波和多次波的分离。模拟数据和实际资料处理结果表明,该方法在保护一次波的同时,能有效压制多次波,模型数据的一次波信噪比提升了1 dB。     

关于MT二维反演中数据旋转方向的选择问题初探

 文中通过二维及相应的三维理论模型响应在不同方向上反演结果的对比分析，探讨了大地电磁一、二维反演中数据旋转方向的选择问题。发现在纯二维情况下，宜采用主轴方向的数据进行反演。此时如采用旋转到测线方向的数据，则要求测线与构造倾向之间的夹角不能太大（对于本文的模型不能大于30°）。而在三维情况下，采用旋转到最佳主轴方向的数据进行二维反演未必能得到比旋转到测线方向更优的反演结果。由于实测资料一般都可视为三维响应，故本文认为在实际资料处理中，对于那些构造走向明显，而测线是尽量垂直于构造的情况下，可直接将数据旋转到测线方向后进行二维反演，从而避免最佳主轴方向上极化模式选取的困难。     

浅水多次波衰减

浅水海域地震资料通常会有较为严重的鸣震等短周期多次波干扰,一般采用预测反褶积进行压制,但是在地质构造较复杂地区其效果并不理想。而表层相关多次波压制方法(SRME)(Surface related multiple elimination)方法,由于海底反射信息较差,很难压制浅水海底相关等短周期多次波。本文使用数据驱动的浅水多次波压制方法,该方法同时基于SRME褶积方式与多道预测算子,在浅水复杂构造区压制短周期多次波方面可以取得比预测反褶积更好的效果。在实际资料应用中,使用本文方法与预测反褶积组合的方式,其多次波压制效果更为理想,优于单独使用其中任何一种方法。     

基于3D匹配滤波器和伪地震数据算法的多次波自适应相减方法

多次波自适应相减是预测减去法压制多次波的关键步骤。为进一步去除残余多次波,基于常规2D匹配滤波方法,文中引入3D匹配滤波器,同时利用多个预测多次波道集以匹配原始数据。针对3D匹配滤波器可能造成的一次波损伤现象,利用相同的3D匹配滤波器同时拟合多个原始数据道集;同时,引入伪地震数据算法求解对一次波施加Huber范数最小化约束的优化问题,不需满足一次波与多次波正交的假设,能有效分离一次波与多次波。另外,在整个迭代过程中,伪地震数据算法只需利用Cholesky分解算法进行一次矩阵分解,计算效率较高。模型和实际数据的处理结果表明,与基于一次波能量最小化的3D匹配滤波器方法和基于伪地震数据算法的2D匹配滤波器方法相比,所提方法能更好地均衡一次波保护与多次波分离。     

二维高分辨率反演技术在苏里格气田的应用

二维常规地震反演的分辨率与地震分辨率较为接近,难以识别5m左右的储层。本文利用二维地震与三维地震的关系,首次将二维地震转化为伪三维地震,然后利用三维地震的地质统计学反演算法,对二维地震数据进行了高分辨率的地质统计学反演,从而有效提高了二维反演的纵向分辨率,可满足实际生产对二维地震储层预测的纵向分辨率的要求。同时,结合叠前道集AVO弹性波阻抗反演及高分辨率二维地震储层预测,描述薄有效储层的平面分布特征,实现利用二维地震数据预测薄有效储层的目的。     

伪三维层析反演静校正技术及其应用

在地震资料处理中，层析反演静校正技术是近几年发展起来的一项实用技术。伪三维层析反演静校正将二维测线的地震数据视为三维数据体，即基于二维测线的地震数据求取一个三维近地表速度模型，并计算出二维测线的静校正量，据此解决二维测线之间的闭合差问题；同时，产生的三维近地表速度模型有助于研究二维测线位置周围的近地表速度。将伪三维层析反演静校正技术应用于巴基斯坦M区二维资料的实际资料处理，结果显示该方法求取的近地表速度准确，且明显提高了地震剖面的质量。     

三维锥形滤波在稀疏十字交叉道集中的应用

在陆地地震资料处理中,消除面波的同时较好地保持体波通常是比较困难的。面波在地震记录上表现为一种很强的规则干扰波,具有振幅强、频率低的特征。三维地震资料的十字交叉排列道集内,面波的分布呈现锥形,因此利用三维锥形滤波技术能够压制面波,突出有效信号。但三维锥形滤波的应用效果与观测系统有关,有时在十字交叉排列上的炮线方向炮点是稀疏的,对于这种观测系统,应用锥形滤波的效果又将如何呢?尝试从三维锥形滤波在稀疏十字交叉排列道集中的实际应用效果来分析其适用性和有效性。十字交叉排列的稀疏性会影响去噪的保真度,同时会产生空间假频。