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專利名稱：用于為使用射束成像識別和消除多次波的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地震勘探和處理，并且更特別地涉及使用射束成像和 通過結(jié)合模型驅(qū)動和數(shù)據(jù)驅(qū)動方法基于一次波預(yù)測多次波的方法
背景技術(shù)：
在石油工業(yè)中，地震探勘技術(shù)通常用于輔助搜索和評估地下油氣 儲藏。在地震探勘中，地震能量的一個或多個震源將波發(fā)射到所關(guān)心 的地下區(qū)域，諸如地質(zhì)地層。這些波進入地層并且可以^皮散射，例如 通過反射或折射，通過地下地震反射器(即具有不同彈性特性的地下 地層之間的交界面)。由一個或多個接收器采樣或測量被反射的信號， 并且記錄所得到的數(shù)據(jù)。可以將所記錄的采樣稱為地震數(shù)據(jù)或一組 "地震道"。可以分析地震數(shù)據(jù)以提取正在開發(fā)的地下區(qū)域的結(jié)構(gòu)和特 性的細(xì)節(jié)。
地震勘探由三個單獨的階段組成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)解 析。地震勘探操作的成功取決于所有三個階段的圓滿完成。
總體上說，地震勘探的目的是通過將能量向下發(fā)送到底面，并且 記錄從下面的巖層返回的"反射"和"回聲"來繪制或成像一部分地球 地下表面(地層)。發(fā)送到地層的能量通常是聲音和剪切波能量。向 下傳播的聲能可以源自各種震源，諸如陸地上的爆炸或地震振蕩器， 或者海洋環(huán)境中的氣槍。地震勘探通常使用一個或多個能量源，并且 通常使用大量傳感器或檢測器。可以用于檢測返回的地震能量的傳感 器通常是地震檢波器(陸地測量)或水中地震檢波器(海洋測量)。
在表面地震測量期間，可以將能量源放置在靠近地球表面的一個 或多個位置處，位于所關(guān)心的地質(zhì)結(jié)構(gòu)或地層之上，被稱作激發(fā)點 (shotpoints )。每次激活震源時，震源生成穿過地層向下傳播的地震信號，該信號至少部分地從地下各種類型的間斷處發(fā)射，包括從"巖 層"邊界的反射。總地來說，每當(dāng)?shù)叵虏馁|(zhì)的彈性特性發(fā)生改變時地 震信號可能發(fā)生一部分反射。被反射的地震信號被發(fā)送回地球的表 面，在那里它們在許多位置被記錄為行程時間的函數(shù)。對返回的信號 進行數(shù)字化，并將其記錄為時間的函數(shù)(振幅-時間)。
在數(shù)據(jù)采集階段由接收器記錄的地震能量的一個普遍問題是地 震道通常包括期望的地震反射("一次波"反射)和能夠遮掩或淹沒一 次波地震反射的不期望的多次波反射。 一 次波反射是從震源傳遞到接 收器的聲波，具有從地下地震反射層的單次反射。多次波反射是在其 由接收器檢測到之前被至少反射三次的波(向上、向下和再次向上)。 基于它們從與它們相關(guān)聯(lián)的 一次波事件的時間延遲，多次波通常的特 征為暗示它們干擾它們自身的一次波反射的短路徑或表現(xiàn)為單獨事 件的長路徑。
還存在各種本領(lǐng)域已知的多次波事件。存在在兩個強反射層、即 開放液面和水層底部之間的水層中"被捕獲"的信號。存在"短程層間
(peg-leg)"多次波事件，它們是反射波，其特征在于恰好在發(fā)射之 后或恰好在檢測之前穿過水層的附加往返。存在"剩余"表面相關(guān)多次 波事件，其中第一和最后向上的反射在第一 (水)層以下，并且在其 之間的開放表面處存在至少一個反射。還存在"層間"多次波，其具有 發(fā)生于地下反射層的向下反射。
在大多數(shù)情況下，多次波不包含任何不再簡單地從一次波提取的 有用信息。此外，水底多次波已經(jīng)被認(rèn)為是在許多離岸區(qū)域中地震數(shù) 據(jù)處理中的最嚴(yán)重噪聲問題。對于結(jié)構(gòu)化成像和污染振幅相對于偏移
("AVO，，)的信息，多次波可能嚴(yán)重地遮掩一次波反射事件。因為這 些原因，去除多次波或者至少壓制多次波在許多環(huán)境中是地震數(shù)據(jù)處 理階段的一個必要部分，尤其是在多次波相對于一次波特別強的海上 背景中。
在深水?dāng)?shù)據(jù)的情況下，抑制一階和下幾階海底多次波和短程層間 多次波反射是非常重要的。這些非常強的多次波可以具有與目標(biāo)發(fā)射
8器的 一 次波反射相同的行程時間。
存在依賴于所利用的多次波的屬性來壓制多次波的幾種現(xiàn)有技 術(shù)方法。 一類多次波壓制方法是預(yù)測方法，其中從它們各自的一次波 來預(yù)測多次波。現(xiàn)有技術(shù)中的預(yù)測多次波壓制技術(shù)大體上可以被分為
兩種類型模型驅(qū)動方法和數(shù)據(jù)驅(qū)動方法。模型驅(qū)動方法通常使用地 球模型和所記錄的數(shù)據(jù)來利用估計的海底反射率函數(shù)和計算出的振 幅函數(shù)預(yù)測或模擬多次波，以對水層多次波反射進行建模，然后從原 始數(shù)據(jù)中減去那些所預(yù)測的多次波。其它模型驅(qū)動技術(shù)利用地球模型 或反射率模型來預(yù)測穩(wěn)定多次波。數(shù)據(jù)驅(qū)動方法利用一次波和多次通 過波巻積關(guān)系物理相關(guān)的事實，并且通過交叉巻積被認(rèn)為包含多次波 的穩(wěn)定貢獻的相關(guān)一次波來預(yù)測多次波。數(shù)據(jù)驅(qū)動方法通常可以處理 復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)，并且?guī)缀醪恍枰蛲耆恍枰P(guān)于地下特性的信息。 與數(shù)據(jù)驅(qū)動技術(shù)相比，基于模型的技術(shù)通常是節(jié)省成本的，而數(shù)據(jù)驅(qū) 動技術(shù)通常更加靈活。
某些模型驅(qū)動技術(shù)要求結(jié)構(gòu)化信息，即關(guān)于地下結(jié)構(gòu)的信息，該 信息的確定是在第一地點進行地震勘探的原因。其它模型驅(qū)動方法要 求震源子波的形狀，由于混響和頻率帶寬限制，該形狀將不是純粹的 3函數(shù)。某些模型驅(qū)動方法要求結(jié)構(gòu)化和震源子波信息，而其它方法 使用匹配過濾器來考慮畸變震源子波。
數(shù)據(jù)驅(qū)動方法依賴于根據(jù)一次波分量預(yù)測多次波的可能性。實際 上，該方法利用已有地震數(shù)據(jù)來生成多次波，并且然后從已有數(shù)據(jù)中 減去那些生成的多次波。 一個這樣的現(xiàn)有技術(shù)方法是數(shù)據(jù)驅(qū)動，其被 稱為"表面相關(guān)多次波去除"或"SRME"。簡單地說，該方法通過利用 已有數(shù)據(jù)創(chuàng)建僅包含存在于該數(shù)據(jù)中的多次波的預(yù)測的數(shù)據(jù)集來進 行操作。具體地說，該方法試圖預(yù)測多次波的地震表示，并且在適應(yīng) 于數(shù)據(jù)中的已有多次波之后，從原始數(shù)據(jù)中減去預(yù)測的多次波，(至 少理論上)僅僅剩下一次波能量。
數(shù)據(jù)驅(qū)動SRME技術(shù)是用于在復(fù)雜地質(zhì)背景中預(yù)測多次波的有 引力的解決方案，它們不需要任何地下的先驗知識(反射率、結(jié)構(gòu)和速度)。然而，這些方法對于每個接收器位置需要一個發(fā)射位置，
并且這對于大多數(shù)三維("3D")采集幾何結(jié)構(gòu)來說不是這么回事。由 于大發(fā)射空間、窄擴展長度和/或?qū)掚娎|間隔，SRME方法通常受到復(fù) 雜3D多次波的挑戰(zhàn)。可以從已有數(shù)據(jù)內(nèi)插或外插丟失的數(shù)據(jù)，但是 內(nèi)插或外插的麻煩是由大發(fā)射和/或接收器間隔導(dǎo)致的混疊地震數(shù)據(jù)。 改進的內(nèi)插或外插方法也可能是難于執(zhí)行和高花費的。這些挑戰(zhàn)3D SRME方法的復(fù)雜3D數(shù)據(jù)的一個共同原因是鹽層頂部的粗糙度。但 是，任何類型的復(fù)雜過載都可能導(dǎo)致難于內(nèi)插的復(fù)雜3D地震數(shù)據(jù)。
另 一種數(shù)據(jù)驅(qū)動方法利用預(yù)測去巻積，預(yù)測去巻積是假設(shè)多次波 是周期性的而一次波不是周期性的過濾方法。這種假設(shè)對于來自水深 小于500 msec (大約1200英尺)的數(shù)據(jù)和近似分層的地下地質(zhì)來說 通常是滿足的。在水深超過500 msec的區(qū)域中，其中一次波和多次波 之間的速度差是顯著的，可以使用諸如tau - p和f - k過濾的速度過 濾方法(與預(yù)測方法相反)，其中變量f代表頻率，k代表波數(shù)，p 代表射線參數(shù)，tau代表零偏移截取時間。
然而，過濾方法通常要求確定或者至少有根據(jù)地猜測在地下介質(zhì) 中的視在波傳播速度，通過該地下介質(zhì)，反射的地震波在它們的行程 中從地震源傳到接收器。由于地下結(jié)構(gòu)和巖石特性的變化的結(jié)合，這 些速度可能大大不同。此外，由于分離多次波和一次波存在困難，預(yù) 測去巻積通常導(dǎo)致對于一次波的不利損害。此外，預(yù)測去巻積通常未 能考慮反射率中的通常由短程層間多次波導(dǎo)致的非線性因素。
具有在深水中應(yīng)用的擴展預(yù)測去巻積的一種現(xiàn)有技術(shù)方法已經(jīng) 利用射束技術(shù)。該方法對數(shù)據(jù)應(yīng)用局部傾斜疊加(或者其它傾向鑒別 方法)，以將記錄的波場分解成射束分量。這些分量近似地沿著射線 路徑傳播。水層內(nèi)簡單的射線跟蹤描述長周期混響和在波場的射束分 量中發(fā)生的相關(guān)一次波和多次波事件。基于來自射線跟蹤的信息，可 以根據(jù)射線跟蹤的行程時間移位、然后使用多信道預(yù)測過濾器分析一 次波射束分量的時間序列。預(yù)測的時間序列被認(rèn)為是多個能量，并且 在多信道匹配過濾之后凈皮從原始數(shù)據(jù)的射束分量中去除。圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)方法的一個例子的流程圖，其中射束技術(shù)利 用去巻積以壓制多次波。現(xiàn)有技術(shù)方法包括初始化與所關(guān)心的地質(zhì)區(qū)
域相關(guān)的地球模型4，和初始化已經(jīng)從所關(guān)心的地質(zhì)區(qū)域的地震數(shù)據(jù) 確定的射束數(shù)據(jù)集6。現(xiàn)有技術(shù)方法還包括一系列循環(huán)，其中選擇輸 入射束8、多次波生成表面IO和時間門12。選擇一個或多個時間門 (或窗口 )以確保在每個門中的信號是穩(wěn)定的。然后，試驗射線從檢 測器位置"噴射"14，并且確定穩(wěn)定短程層間波16。穩(wěn)定短程層間波是 針對在多次波生成表面處的反射滿足斯涅耳定律的短程層間波。獲得 對應(yīng)于穩(wěn)定短程層間波的一次波射束18,并將一次波射束變換成預(yù)測 的多次波射束20。然后對所預(yù)測的多次波射束進行去巻積，以去除存 在于輸入射束中的多次波22。
盡管射束技術(shù)具有改進的現(xiàn)有技術(shù)多次波壓制技術(shù)，還存在對于 提供更加精確的多次波預(yù)測、從而允許從數(shù)據(jù)中更加精確地減去那些 多次波的改進方法的需要。現(xiàn)有射束技術(shù)假設(shè)存在單個的主要多次波 生成表面10，并且所預(yù)測的多次波射束僅僅與該多次波生成表面10 相關(guān)、并且不包含來自其它多次波生成表面的預(yù)測多次波。本發(fā)明改 進了現(xiàn)有技術(shù)射束，以結(jié)合來自多次波生成表面的沒有被明確地用于 確定穩(wěn)定短程層間波的預(yù)測多次波射束。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過提供新穎的和改進的基于一次波預(yù)測多次波的、結(jié)合 了來自模型驅(qū)動和數(shù)據(jù)驅(qū)動方法兩者的特點的方法克服了現(xiàn)有技術(shù) 的上述和其它缺點。通過基于地球模型確定模型驅(qū)動的穩(wěn)定預(yù)測和通 過在穩(wěn)定預(yù)測附近的數(shù)據(jù)驅(qū)動預(yù)測增強該預(yù)測來實現(xiàn)。應(yīng)該理解的 是，模型驅(qū)動穩(wěn)定預(yù)測可以由穩(wěn)定預(yù)測的先驗確定替代，諸如假設(shè)分 層的模型。
本發(fā)明的一個實施例包括用于生成多次反射、表面相關(guān)的地震波 的預(yù)測模型的方法，包括初始化與地質(zhì)體積相關(guān)的地球模型，和選擇 從與地質(zhì)體積相關(guān)的地震數(shù)據(jù)所導(dǎo)出的射束數(shù)據(jù)集。該方法還包括從射束數(shù)據(jù)集選擇輸入射束；來自地球模型的多次波生成表面和時間 門。利用輸入射束、多次波生成表面和時間門來確定穩(wěn)定短程層間波。 然后獲得相應(yīng)于穩(wěn)定短程層間波的一次波，并且確定與一次波相關(guān)的 模型化的短程層間波射束。模型化的短程層間波射束與 一次波進行巻 積，以生成巻積后的多次波射束。比較巻積后的多次波射束與輸入射 束，以通過匹配的過濾去除輸入射束中的多次波。
利用巻積后的多次波射束以提供比現(xiàn)有技術(shù)方法更加精確的預(yù) 測和去除多次波的方法。對模型化的短程層間波射束和一次波射束進 行巻積的步驟沒有包括在現(xiàn)有技術(shù)方法中，并且該步驟使得本發(fā)明能 夠更加精確地預(yù)測多次波。例如，在本發(fā)明的一個實施例中，對一次 波和模型化的短程層間波射束進行巻積以獲得巻積后的多次波射束 包括通過行程時間移位將一次波變換成預(yù)測的多次波，并對預(yù)測的多 次波射束和模型化的短程層間波射束的片斷進行巻積，以獲得巻積后 的多次波射束，模型化的短程層間波射束的片斷在多次波生成表面處 開始，在檢測器位置處結(jié)束。
"巻積"是現(xiàn)有技術(shù)中已知的。通常，其是代表線性濾波過程的對 兩個函數(shù)的數(shù)學(xué)運算。巻積可以被應(yīng)用到時間或空間(或其它變量) 的任意兩個函數(shù)，以生成第三個函數(shù)，即巻積的輸出。盡管相對于兩 個輸入函數(shù)來說數(shù)學(xué)定義是對稱的，但在信號處理中通常說一個函數(shù) 是作用于另一個函數(shù)的濾波器。許多物理系統(tǒng)的響應(yīng)可以通過巻積數(shù) 學(xué)表示。例如，巻積通常被用于通過在地球中的不同巖層對地震能量 的過濾進行建模。
本發(fā)明的 一 個實施例利用從檢測器位置噴射的射線確定穩(wěn)定短 程層間波，檢測器位置是基于輸入射束的，并且穩(wěn)定短程層間波與從 檢測器位置噴射的射線之一相關(guān)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，這里詞組"時間門，，被用于描述整個射 束或包括在射束中的多個片斷中之一。
還應(yīng)該理解，利用射束技術(shù)處理地震數(shù)據(jù)是本領(lǐng)域已知的，并且 這些技術(shù)在本發(fā)明的范圍內(nèi)。通常射束被定義為在空間和傾向上部分定位的能量分量。射束的某些例子是高斯射束和其它非高斯射束，諸 如具有復(fù)雜射線的射束，受控射束和作為波動方程的某些版本的有限 差解的射束。
在本發(fā)明的 一個實施例中，模型化的短程層間波射束的 一個片斷 與預(yù)測的多次波射束進行巻積，以生成巻積后的多次波射束。模型化 的短程層間波射束的片斷在多次波生成表面處開始，并且涉及明確地 規(guī)定的或由在模型中的另 一個地平線確定的時間間隔。
在本發(fā)明的另一個實施例中，巻積后的多次波射束可以通過直接 對預(yù)測的多次波的時間序列和預(yù)測的模型化的短程層間波射束進行 巻積而獲得。
還應(yīng)該理解，本發(fā)明試圖用在通常包括計算機配置的系統(tǒng)中，該 計算機配置包括至少一個處理器、用于存儲程序代碼或其它數(shù)據(jù)的至 少一個存儲設(shè)備、視頻監(jiān)視器和其它顯示設(shè)備(即液晶顯示器)和至 少 一個輸入設(shè)備。處理器最好是微處理器或基于能夠顯示圖像和處理 復(fù)雜數(shù)學(xué)算法的平臺的微控制器。存儲裝置可以包括用于存儲在與本 發(fā)明相關(guān)聯(lián)的特定處理期間生成或使用的事件或其它數(shù)據(jù)的隨機存
取存儲器(RAM)。存儲裝置也可以包括只讀存儲器(ROM)，用 于存儲用于本發(fā)明的控制和處理的程序代碼。
在以下的具體實施方式
和附圖中將描述并從而清楚本發(fā)明的附 加特征和優(yōu)點。


相對于以下的描述、未決權(quán)利要求和附圖，將更好地理解本發(fā)明
的這些和其它目的、特征和優(yōu)點。
圖1示出在地震數(shù)據(jù)中壓制多次波的現(xiàn)有技術(shù)方法的流程圖； 圖2示出用于在地震數(shù)據(jù)中壓制多次波的本發(fā)明的一個實施例
的流程圖3示出包括將一次波射束變換成預(yù)測的多次波射束的本發(fā)明 的一個實施例；圖4示出本發(fā)明的一個實施例，其中射線從檢測器位置噴射，并 且被反射出海洋環(huán)境的水底表面；
圖5示出本發(fā)明的一個實施例，其中通過射線跟蹤來確定對應(yīng)于 給定短程層間波的 一 次波射束；
圖6示出由本發(fā)明的一個實施例利用的確定穩(wěn)定短程層間波的
方法；
圖7示出確定由本發(fā)明的一個實施例使用的穩(wěn)定短程層間波的 以上方法的示意圖8示出本發(fā)明的一個實施例，其中一次波與短程層間波射束進 行巻積；
圖9示出由本發(fā)明的一個實施例利用的單個射束去巻積的示意
圖10示出用于壓制地震數(shù)據(jù)中多次波的本發(fā)明的另一個實施例
的流程圖11示出用于壓制地震數(shù)據(jù)中多次波的本發(fā)明的另一個實施例 的流程圖12示出用于壓制地震數(shù)據(jù)中多次波的本發(fā)明的一個實施例的 流程圖13示出用于壓制地震數(shù)據(jù)中多次波的本發(fā)明的另一個實施例 的流程圖14示出本發(fā)明的一個實施例，其中對應(yīng)于短程層間波的一次 波射束無需射線跟蹤而被確定。
具體實施例方式
本發(fā)明允許許多不同形式的實施例，其以附圖示出，并且這里將 詳細(xì)地描述，應(yīng)該理解本發(fā)明公開的優(yōu)選實施例應(yīng)被認(rèn)為是本發(fā)明原 理的例證，并不試圖將本發(fā)明的寬泛方面限制于所示的實施例。
在圖2中示出本發(fā)明的一個實施例30。該實施例包括初始化對應(yīng)于所關(guān)心的地質(zhì)區(qū)域的地球模型32,并且選擇從在所關(guān)心的地質(zhì)區(qū) 域中收集的地震數(shù)據(jù)中得到的射束數(shù)據(jù)集34。選擇來自射束數(shù)據(jù)集的 輸入射束36、來自地球模型的多次波生成表面38和時間門40。利用 輸入射束、多次波生成表面和時間門確定穩(wěn)定短程層間波42。然后獲 得對應(yīng)于穩(wěn)定短程層間波的一次波射束44。獲得與一次波射束相關(guān)的 模型化的短程層間波射束46。模型化的短程層間波射束與一次波射束 進行巻積，以確定巻積后的多次波射束48。巻積后的多次波射束與輸 入射進行去巻積，以去除輸入射束中的多次波50。
在本發(fā)明的另一個實施例中，預(yù)測的一次波射束可以直接地與模 型化的短程層間波射束進行巻積。
在本發(fā)明的另一個實施例中，從檢測器位置噴射射線，并且基于 射線之一確定穩(wěn)定短程層間波。在該實施例中的檢測器位置是基于輸 入射束的。
在本發(fā)明的另 一個實施例中，模型化的短程層間波射束的片斷與 一次波射束進行巻積，以獲得巻積后的多次波射束。模型化的短程層 間波射束的片斷在多次波生成表面處開始，并且涉及明確地規(guī)定的或 由在模型中的另 一個地平線確定的時間間隔。然后將巻積后的多次波 射束與輸入射束進行去巻積，以去除在輸入射束中的多次波。
如以上所描述的，現(xiàn)有技術(shù)方法已經(jīng)針對地震道使用可局部傾斜 疊加或者其它傾向鑒別方法，以將所記錄的波場分成幾個射束分量， 并且這些方法在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。本發(fā)明利用局部傾斜疊加將所 記錄的波場分成位置和傾向都已定位的幾個分量。這些分量是那些將 在圖3中所示的位置A 58和B 60處的射束到達中心54、56處記錄的。 在位置B 60處到達的射束能量54在水層64中混響，并且被假設(shè)作 為在位置A58處記錄的射束56內(nèi)的多次波62到達。從位置B 60將 射束54移位射線跟蹤行程時間TAB 66的量到位置A 58將在射束B 54 中的事件與在射束A56中的多次波68、 70排隊。 一旦事件已經(jīng)排隊 并且識別出多次波68、 70，則可以去除多次波68、 70。
當(dāng)以上描述的局部傾斜疊加被用于3D采集時，所記錄的能量不
15能被完全地引入射束，因為波場沒有沿所有記錄方向被密集地采樣，
因此就存在對于精確地確定射線跟蹤行程時間Tab所需的去失數(shù)據(jù)或 嚴(yán)重混疊的問題。例如，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，在公共偏移域而 不是在公共中點域完成局部傾斜疊加。在本發(fā)明的一個實施例中，假 設(shè)疊加速度描述了在公共中點("CMP")收集器中一次波事件的傾向。 通常，疊加速度是來自地下鹽層之上的地質(zhì)結(jié)構(gòu)的一次波的合理描 述，其可以在海洋環(huán)境中混響，從而變成最強的多次波。
圖4、 5和6示出其中本發(fā)明的這個實施例計算用于確定穩(wěn)定短 程層間波的射線跟蹤行程時間的方式。使用如在圖4中所示的震源位 置"S"74和檢測器位置"D"76選擇輸入射束。確定多次波生成表面， 在該實施例中是水底("wb") 78。射線80從檢測器D76噴射，其從 多次波生成表面wb 78被反射回來并達到開放表面82。射線80的間 隔角度,皮預(yù)定為x (從開放表面82垂直向下)方向dpx和y方向(平 行于巖頁)dpy。使用給定的射線參數(shù)或檢測器射線路徑傾向pd選擇 單個射線84，并且在開放表面82處確定射線84的到達位置Q 86， 如在圖5中所示的。在到達位置Q86處確定射線84的到達方向(射 線參數(shù)pq， 88)。確定在位置Q 86處的反射，并且計算發(fā)出的射線 pq 90。位置S 74和Q 86以及它們的射線參數(shù)ps 92和pq卯確定了對 應(yīng)于具有位置D 76和Q 86以及射線參數(shù)pd 84和pq， 88的短程層間 波的一次波。
找到描述位置Q 86處的反射的穩(wěn)定射線路徑要求射線路徑搜 索。執(zhí)行搜索以找到在各個位置S74、 Q86和D76處發(fā)生的分離的 反射。在該特定實施例中，所述搜索是將射線跟蹤的Ph與計算出的 ph (Ph是偏移傾向)進行比較。射線跟蹤的Ph以下式計算
Ph = Pq 一 Ps Pm = Pq + Ps
其中在給定位置處的Pm (中點傾向)對應(yīng)于特定射束。從正常
移出方程("NMO")獲得計算出的ph:
A 朋 3/^
乂^ 乂其中
t是時間； h是半偏移； V是NMO速度；和 To是零偏移行程時間。
V和To從根據(jù)地球模型獲得的疊加速度導(dǎo)出。圖6示出了ph的 確定，其中ph是h-t圖94中曲線98的局部斜率96。在射線跟蹤的 ph和計算出的ph之間具有最接近的匹配的射束被選作穩(wěn)定短程層間 波。
圖7示出了其中穩(wěn)定短程層間波由本發(fā)明的該實施例確定的方 法的示意圖。選擇中點傾向pm102，并且相應(yīng)于選擇pm從檢測器位置 D選擇試驗方向pd 104。參數(shù)pd被用于執(zhí)行從檢測器位置D到在震源 位置S和檢測器位置D之間所選擇的點Q的射線跟蹤106。射線跟蹤 導(dǎo)致與計算出的偏移傾向ph相比較的射線跟蹤的偏移傾向ph108，如 果射線跟蹤的ph接近匹配于計算出的ph，那么該過程完成，并且對 應(yīng)于pm的射束被選擇作為穩(wěn)定短程層間波110。如果射線跟蹤的ph 不匹配于計算出的Ph,則選擇另一個試驗方向pd，并且再次執(zhí)行該過 程112,直到獲得射線跟蹤的ph和計算出的Ph之間令人滿意的匹配。
本發(fā)明的該實施例還包括將預(yù)測的多次波射束和模型化的射束 片斷進行巻積，以獲得巻積后的多次波射束。如在圖8中所示，將預(yù) 測的多次波射束B 114與在多次波生成表面118處開始的模型化的短 程層間波射束C 116的片斷進行巻積。巻積的結(jié)果是射束E 120，其 是巻積后的多次波射束，其與輸入射束A122進行去巻積，以去除存 在于輸入射束A122中的多次波。
在圖9中提供該實施例的示意圖，其中作為震源側(cè)預(yù)測124利用 射束B114，射束C116用于檢測器側(cè)預(yù)測126。該實施例利用維納濾 波器128和來自射束A122、 B114和C116的輸入，以生成存在于射 束A122中的多次波估計。維納濾波器是本領(lǐng)域已知的。通常，它是 受到某些限制的因果濾波器，它將盡可能接近地將輸入轉(zhuǎn)換成期望的輸出。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解存在能夠執(zhí)行該特定功能的其它濾波 器或裝置，并且它們也包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。 一旦已經(jīng)確定了射束
A 122中的多次波，就將這些多次波從射束A122中去除130。
在圖10中示出本發(fā)明的一個實施例，其中對與所關(guān)心的特定地 質(zhì)區(qū)域相關(guān)聯(lián)的地球模型134進行初始化。還對從所關(guān)心的地質(zhì)區(qū)域 的地震數(shù)據(jù)確定的射束數(shù)據(jù)集136進行初始化。本發(fā)明的這個實施例 包括一系列循環(huán)，其中選擇輸入射束138、多次波生成表面140和時 間門142。從基于輸入射束輸入射束的檢測器位置噴射射線144，并 且從射線之一選擇穩(wěn)定短程層間波146。獲得對應(yīng)于穩(wěn)定短程層間波 的一次波射束148，并且通過相應(yīng)于和穩(wěn)定短程層間波相對應(yīng)的射線 的行程時間的移位將一次波射束變換成預(yù)測的多次波射束150。然后 生成與預(yù)測的多次波射束相關(guān)的模型化的短程層間波射束152。將在 多次波生成表面處開始的模型化的短程層間波射束的片斷與預(yù)測的 多次波射束進行巻積，以獲得巻積后的多次波射束154。然后累加巻 積后的多次波射束，或者將其與輸入射束進行去巻積，以去除在輸入 射束中的多次波162。累加的射束可以被用于將多次波預(yù)測重建為地 震道，或者可以被用于在稍后時間與輸入射束進行去巻積。
本發(fā)明的該實施例允許許多不同的點在巻積之后累加巻積后的 多次波射束或者對巻積后的多次波射束進行去巻積，以去除在輸入射 束中的多次波162。基于正在處理的數(shù)據(jù)，這些步驟可以在用于選擇 時間門的條件循環(huán)(For Loop) 142-156結(jié)束之前發(fā)生，或者在該循 環(huán)142-156之后立即發(fā)生。這些步驟還可以在用于選擇多次波生成表 面的條件循環(huán)140-158之后發(fā)生，或者在用于選擇輸入射束的條件循 環(huán)138-160之后發(fā)生。
在圖11中示出了本發(fā)明的另一個實施例，該實施例包括選擇在 所選擇的穩(wěn)定短程層間波附近的窄范圍內(nèi)的短程層間波176。獲得對 應(yīng)于所選擇的短程層間波的一次波射束178，并將該一次波射束變換 成預(yù)測的多次波射束180。獲得與預(yù)測的多次波相關(guān)的模型化的短程 層間波射束182。然后將預(yù)測的多次波射束與模型化的短程層間波的片斷進行巻積，以獲得巻積后的多次波射束。由該步驟利用的模型化 的短程層間波射束的片斷在多次波生成表面處開始，并且在檢測器位
置處結(jié)束。在用于選擇短程層間波的條件循環(huán)176-186內(nèi)，疊加穩(wěn)定 短程層間波附近的窄范圍的預(yù)測或巻積后的多次波射束。累加巻積后
條件循環(huán)176-186、用于選擇時間門的條件循環(huán)172-188、用于選擇多 次波生成表面的條件循環(huán)170-190或者用于選擇輸入射束的條件循環(huán) 168-192之后發(fā)生。
在圖12中示出了本發(fā)明的另一個實施例，其中被選擇208的短 程層間波不一定是穩(wěn)定短程層間波。該短程層間波被用于獲得相應(yīng)的 一次波射束210。將一次波射束變換成預(yù)測的多次波射束212,并且 獲得模型化的短程層間波射束214。將在多次波生成表面處開始的模 型化的短程層間波射束的片斷與預(yù)測的多次波射束進行巻積，以獲得 巻積后的多次波射束216。對在條件循環(huán)短程層間波208-218內(nèi)生成 的巻積后的多次波射束進行累加。在該實施例中，累加巻積后的多次
步驟226可以在用于選擇短程層間波的條件循環(huán)208-218、用于選擇 時間門的條件循環(huán)204-220、用于選擇多次波生成表面的條件循環(huán) 202-222或者用于選擇輸入射束的條件循環(huán)200-224之后在該實施例 中發(fā)生。
可以確定多個多次波的穩(wěn)定短程層間波和短程層間波。本發(fā)明的 一個實施例確定震源側(cè)多次波的穩(wěn)定短程層間波或短程層間波。另一 個實施例確定檢測器側(cè)多次波的穩(wěn)定短程層間波或短程層間波。另一 個實施例確定震源側(cè)和檢測器側(cè)多次波的穩(wěn)定短程層間波或短程層 間波。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可能存在其中地球模型還不可獲得的 情形，在這種例子中，本發(fā)明仍然能夠預(yù)測和壓制多次波。本發(fā)明的 一個實施例不包括使用地球模型。在該實施例中，從開放的射束數(shù)據(jù)集228選擇輸入射束230，如在圖13中所示的。選擇時間門232，并 且由穩(wěn)定預(yù)測的先驗確定234輔助短程層間波選擇236，諸如假設(shè)分 層地球模型或確定震源和檢測器位置的區(qū)域覆蓋。選擇短程層間波 236，并且獲得對應(yīng)于短程層間波的一次波射束238。計算對應(yīng)于一次 波射束的模型化的短程層間波射束240，并且將一次波射束與模型化 的短程層間波射束進行巻積242。可以重復(fù)以上描述的步驟230-248、 232-246、 336-244,其中累加巻積后的多次波射束，或者將巻積后的 多次波射束與輸入射束進行去巻積，以去除來自輸入射束的多次波 250。
以上描述的實施例對位置Q 252的范圍和射線參數(shù)值Pq 254和 Ps256的范圍的多個一次波和短程層間波射束進行了巻積，如在圖14 中所示的。從輸入數(shù)據(jù)的分析預(yù)先確定Q252的范圍和范圍Pq254和 Ps 256 (或Pd 258 )。確定這些范圍，使得包括足夠的射束，以包含 在將穩(wěn)定貢獻與其它非穩(wěn)定貢獻求和之后放大的模型化的多次波的 穩(wěn)定貢獻。在圖14中，選擇具有給定射線參數(shù)Pm = Ps 280+ Pd 256 的射束、位置Q252和射線參數(shù)Pq254和Ps256 (或Pd258)。確定 一次波射束Pml = Ps 256 + Pq 254和穩(wěn)定射束Pm2 = Pd 258 + Pq 254。 在該實施例中，存在在Q 252處的表面反射是來自于Pq 254到- Pq 260的假設(shè)。然后可以將一次波射束與穩(wěn)定射束進行巻積。在該實施 例中，針對在0 252= (S 262 + 264) /2處開始的位置Q 252值或者 某些其它預(yù)定位置的范圍，將一次波射束和短程層間波射束進行巻 積。此外，針對射線參數(shù)Pd254值的范圍，將一次波射束和短程層間 波射束進行巻積。
如以上描述的，在圖10-13中描述的本發(fā)明的實施例結(jié)合了表明 這些實施例的某些步驟可以基于正在處理的數(shù)據(jù)而重復(fù)的循環(huán)。
以上描述的本發(fā)明的某些實施例包括從檢測器位置噴射射線以 選擇穩(wěn)定短程層間波或短程層間波，應(yīng)該理解，存在選擇穩(wěn)定短程層 間波或短程層間波的其它手段，例如隨機選擇，并且這些手段被認(rèn)為 在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
20雖然在以上的說明中，已經(jīng)相對于本發(fā)明的某些優(yōu)選實施例描述 了本發(fā)明，并且為了說明的目的闡述了許多細(xì)節(jié)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員 將會明了，本發(fā)明允許改變，并且這里描述的某些其它細(xì)節(jié)可以大大 地發(fā)生變化，而不偏離本發(fā)明的基本原理。
權(quán)利要求
1.一種壓制多次反射、表面相關(guān)地震波中的多次波的方法，所述方法包括(a)對與地質(zhì)體積相關(guān)的地球模型進行初始化；(b)選擇從與地質(zhì)體積相關(guān)的地震數(shù)據(jù)得到的射束數(shù)據(jù)集；(c)從該射束數(shù)據(jù)集選擇輸入射束；(d)從地球模型選擇多次波生成表面；(e)選擇時間門；(f)利用輸入射束確定穩(wěn)定短程層間波、多次波生成表面和時間門；(g)獲得對應(yīng)于穩(wěn)定短程層間波的一次波射束；(h)獲得與一次波射束相關(guān)的模型化的短程層間波射束；(i)將一次波和模型化的短程層間波進行卷積，以獲得卷積后的多次波射束；和(j)對卷積后的多次波射束和輸入射束進行去卷積，以去除輸入射束中的多次波。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中對于多個射束重復(fù)步驟(c) 到(j),對于多個多次波生成表面重復(fù)步驟(d)到(j)，并對于多 個時間門重復(fù)步驟(e)到(j)。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，包括在對輸入射束與巻積后的多 次波射束進行去巻積以去除輸入射束中的多次波之前，累加巻積后的 多次波射束。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中選擇時間門的步驟包括選擇 整個輸入射束。
5. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中選擇時間門的步驟包括選擇 一部分輸入射束。
6. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中針對震源側(cè)多次波確定穩(wěn)定 短程層間波。
7. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中針對檢測器側(cè)多次波確定穩(wěn) 定短程層間波。
8. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中針對震源側(cè)多次波和檢測器 側(cè)多次波這兩者確定穩(wěn)定短程層間波。
9. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中確定穩(wěn)定短程層間波包括從 檢測器位置噴射射線，檢測器位置是基于輸入射束的，以及確定與從 檢測器位置噴射的射線之一相關(guān)的穩(wěn)定短程層間波。
10. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中將一次波射束和模型化的 短程層間波射束進行巻積以獲得巻積后的多次波射束包括將一次波 射束變換成預(yù)測的多次波射束，并將預(yù)測的多次波射束與模型化的短 程層間波射束的片斷進行巻積以獲得巻積后的多次波射束，模型化的 短程層間波射束的片斷在多次波生成表面處開始，在更深的表面處或 者在預(yù)定時間間隔的結(jié)尾處結(jié)束。
11. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中作為一次波射束和模型化 的短程層間波射束的直接巻積獲得巻積后的多次波射束。
12. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中射束被定義為在空間和傾 向上部分定位的能量分量。
13. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中射束數(shù)據(jù)集包括高斯射束。
14. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中射束數(shù)據(jù)集包括具有復(fù)雜 射線的射束。
15. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中射束數(shù)據(jù)集包括受控射束。
16. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中射束數(shù)據(jù)集包括有限差射束。
17. —種壓制多次反射、表面相關(guān)地震波中的多次波的方法， 所述方法包括(a) 對與地質(zhì)體積相關(guān)的地球模型進行初始化；(b) 選擇從與地質(zhì)體積相關(guān)的地震數(shù)據(jù)得到的射束數(shù)據(jù)集；(c) 從該射束數(shù)據(jù)集選擇輸入射束；(d) 從地球模型選擇多次波生成表面；(e) 選擇時間門；(f) 選擇短程層間波；(g) 獲得對應(yīng)于短程層間波的一次波射束；(h) 獲得與 一 次波射束相關(guān)的模型化的短程層間波射束；(i) 將一次波和短程層間波射束進行巻積，以獲得巻積后的多 次波射束；和(j)對巻積后的多次波射束和輸入射束進行去巻積，以去除輸 入射束中的多次波。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中對于多個射束重復(fù)步驟 (c)到(j)，對于多個多次波生成表面重復(fù)步驟(d)到(j),和對于多個時間門重復(fù)步驟(e)到(j)。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，包括在將輸入射束與巻積后 的多次波射束去巻積以去除輸入射束中的多次波之前，對巻積后的多 次波射束進行累加。
20. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中選擇時間門的步驟包括選擇整個輸入射束。
21. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中選擇時間門的步驟包括選擇一部分輸入射束。
22. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中針對震源側(cè)多次波選擇 短程層間波。
23. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中針對檢測器側(cè)多次波選 擇短程層間波。
24. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中針對震源側(cè)多次波和檢 測器側(cè)多次波這兩者選擇短程層間波。
25. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中利用輸入射束、多次波 生成表面和時間門確定穩(wěn)定短程層間波，并且所選擇的短程層間波與 穩(wěn)定短程層間波相關(guān)。
26. 如權(quán)利要求25所述的方法，其中針對震源側(cè)多次波確定 穩(wěn)定短程層間波。
27. 如權(quán)利要求25所述的方法，其中針對檢測器側(cè)多次波確 定穩(wěn)定短程層間波。
28. 如權(quán)利要求25所述的方法，其中針對震源側(cè)多次波和檢 測器側(cè)多次波這兩者確定穩(wěn)定短程層間波。
29. 如權(quán)利要求25所述的方法，其中通過選擇穩(wěn)定短程層間 波的射線參數(shù)值附近的射線參數(shù)值的范圍來選擇短程層間波。
30. 如權(quán)利要求25所述的方法，其中通過選擇穩(wěn)定短程層間 波的到達位置附近的位置范圍來選擇短程層間波。
31. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中射束被定義為在空間和 傾向上部分定位的能量分量。
32. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中射束數(shù)據(jù)集包括高斯射束。
33. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中射束數(shù)據(jù)集包括復(fù)雜射束。
34. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中射束數(shù)據(jù)集包括受控射束。
35. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中射束數(shù)據(jù)集包括有限差射束。
36. —種壓制多次反射、表面相關(guān)地震波中的多次波的方法， 所述方法包括(a )從射束數(shù)據(jù)集選擇輸入射束；(b) 選擇時間門；(c) 選擇短程層間波；(d) 獲得對應(yīng)于短程層間波的一次波射束；(e) 獲得與一次波射束相關(guān)的短程層間波射束；(f) 對一次波射束和短程層間波射束進行巻積，以獲得巻積后 的多次波射束；和(g)對巻積后的多次波射束和輸入射束進行去巻積，以去除輸 入射束中的多次波。
37. 如權(quán)利要求36所述的方法，其中對于多個射束重復(fù)步驟 (c)到(g)，對于多個多次波生成表面重復(fù)步驟(d)到(g)，和對于多個時間門重復(fù)步驟(e)到(g)。
38. 如權(quán)利要求37所述的方法，包括在對輸入射束與巻積后 的多次波射束進行去巻積以去除輸入射束中的多次波之前，對巻積后 的多次波射束進行累加。
39. 如權(quán)利要求36所述的方法，其中選擇時間門的步驟包括 選擇整個輸入射束。
40. 如權(quán)利要求36所述的方法， 選擇一部分輸入射束。
41. 如權(quán)利要求36所述的方法 短程層間波。
42. 如權(quán)利要求36所述的方法， 擇短程層間波。
43. 如權(quán)利要求36所述的方法， 測器側(cè)多次波這兩者選擇短程層間波。
44. 如4又利要求36所述的方法， 傾向上部分定位的能量分量。
45. 如沖又利要求36所述的方法，束。
46. 如權(quán)利要求36所述的方法， 雜射線的射束。
47. 如權(quán)利要求36所述的方法束。
48. 如纟又利要求36所述的方法射束。其中選擇時間門的步驟包括 其中針對震源側(cè)多次波選擇 其中針對檢測器側(cè)多次波選 其中針對震源側(cè)多次波和檢 其中射束被定義為在空間和 其中射束數(shù)據(jù)集包括高斯射 其中射束數(shù)據(jù)集包括具有復(fù) 其中射束數(shù)據(jù)集包括受控射 其中射束數(shù)據(jù)集包括有限差
全文摘要
本發(fā)明結(jié)合了模型驅(qū)動和數(shù)據(jù)驅(qū)動方法的使用，利用包括多次反射、表面相關(guān)地震波的預(yù)測模型以壓制地震數(shù)據(jù)中的多次波。本發(fā)明包括射束技術(shù)和將預(yù)測的多次波射束與模型化的短程層間波射束的片斷進行卷積以獲得卷積后的多次波射束。然后可以將卷積后的多次波射束去卷積，以壓制存在于原始輸入射束中的多次波。
文檔編號G01V1/28GK101688922SQ200880021551
公開日2010年3月31日 申請日期2008年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月22日
發(fā)明者T·尼姆西, 躍 王, 秦福浩, 羅斯·N·希爾 申請人:雪佛龍美國公司