基于多次波信息的频率域地震数据重构方法与流程

本发明涉及勘探地球物理领域，特别是涉及到一种利用表层多次波和二维预测滤波的近偏移距数据重构方法。

背景技术：

在地震数据采集的过程中，地震道缺失是很常见的，其表现为死道或由于含有强烈的噪声而在预处理过程中被剔除的道记录。而且炮点和检波点之间通常存在一定距离，导致难以采集到近偏移距数据，地震数据的缺失对于多道处理影响较大，如DMO、f-k域滤波，尤其是偏移成像，由于空间采样率的严重不足，偏移剖面上会出现空间假频及频散现象，横向分辨率变差，使解释人员无法正确解释地下构造。

地震资料补偿方法可以在不重新进行地震资料采集的情况下，补偿缺失的地震数据，保障后续处理的顺利进行。目前常用的地震资料补偿方法主要有Sinc插值方法、域插值方法、域预测误差滤波插值方法和基于Radon变换法的地震道插值方法。其中Sinc插值方法虽然在进行地震道插值时速度快，易于实现，但是无法正确内插具有空间假频的地震道。Spitz的域地震道插值方法和Claerbout的域预测误差滤波插值方法虽然可以正确内插具有空间假频的地震道，但是这些方法计算量特别大，使其在实际数据中的实用性大大降低。基于Radon变换法的地震道插值方法可以用于地震资料的补偿，但该方法本身不是保幅的，地震数据经过Radon正变换和反变换之后，数据会有微小的改变。

长期以来，基于反射地震勘探的地震资料中，多次波都被人们当作一种噪声信号来消除，而没有利用它。然而和一次波类似，多次波是地下反射层的多次反射，也蕴含了地层结构信息，在极其复杂的地质条件下，甚至包含了一次波不具有的地下信息，用适当的方法加以利用可以获得更加丰富的地质构造信息。

为提高地震成像质量，解决地震资料采集过程中，由于仪器故障或地表条件影响造成地震道缺失，特别是近偏移距数据的缺失，导致后续处理困难的问题(如成像剖面出现假频，横向分辨率变差等)。为此我们发明了一种新的基于多次波信息的频率域地震数据重构方法，解决了以上技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种利用由表层多次波构建的准一次波与实际一次波具有相同的运动学特征，从准一次波数据中计算二维重构算子并实现缺失数据重构的基于多次波信息的频率域地震数据重构方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：基于多次波信息的频率域地震数据重构方法，该基于多次波信息的频率域地震数据重构方法包括：步骤1，对含表层多次波的地震数据，将地震数据转换到频率域，在频率域采用互相关的方法构建准一次波；步骤2，根据地震数据和其相邻道数据的关系，切除准一次波的浅层噪音；步骤3，利用准一次波的信息，在频率域计算二维重构算子；步骤4，利用二维重构算子和缺失道附近的地震数据，在频率域进行缺失数据的重构，然后将频率域数据转换到时间域，将重构数据作为缺失道的数据，与原本没有缺失的数据一起输出。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

该基于多次波信息的频率域地震数据重构方法还包括，在步骤1之前，输入含表层多次波的地震数据，并按照规则的网格排列。

在步骤1中，首先对同一炮集含有表层多次波的记录进行互相关，然后基于参与互相关的记录道的接收点位置，将各个炮集对应的互相关结果进行叠加，即可得到新的道集，它和一次波具有相似的表现特征，故称为准一次波记录，互相关的计算是利用傅里叶变换转换到频率域进行，而非直接在时间域进行计算。

在步骤2中，切除的方法是从近到远选取一定数量的控制点，根据地震数据和其相邻道数据的关系，确定需要切除的采样点数，通过插值方法得到控制点外各偏移距的切除率。

在步骤3中，将准一次波记录分割成多个时间-空间滑动窗口，对每个窗口都在频率域内计算其二维重构算子。

在步骤4中，对一次波记录分割时间-空间滑动窗口，窗口的位置和大小与多次波记录相同且一一对应，对每个窗口利用二维重构算子进行近偏移距数据的重构，最后使用均方根振幅校正的方法校正重构数据的振幅，整个数据重构的过程在频率域进行。

本发明中的基于多次波信息的频率域地震数据重构方法，其基本假设是局部范围内的一道地震数据可以当作它相邻道的多次波，从而该道地震数据可以由它的相邻道地震数据预测。该方法首先对同一炮集含有表层多次波的记录进行互相关，然后基于参与互相关的记录道的接收点位置，将各个炮集对应的互相关结果进行叠加，即可得到新的道集，它和一次波具有相似的表现特征，故称为准一次波记录；从准一次波中计算二维重构算子，用该重构算子和一次波记录中缺失道附近的数据，重构出采集过程中缺失的地震数据。本发明利用地震记录中的多次波信息进行地震数据重构，具有明确的地球物理意义，同时采用快速傅里叶变换，具有较高的计算效率，为后续地震资料的处理和解释提供强有力的技术支撑。该方法解决地震资料采集过程中，由于仪器故障或地表条件影响造成地震道缺失，导致后续处理困难的问题(如成像剖面出现假频，横向分辨率变差等)，进而提高地震成像质量，可以解决在地震资料采集中难以采集到近偏移距数据的问题，从而避免采集过程中的数据缺失对后续处理造成的不利影响。

附图说明

图1为本发明的基于多次波信息的频率域地震数据重构方法的一具体实施例的流程图；

图2为本发明的一具体实施例中含表层多次波的数据的示意图；

图3为本发明的一具体实施例中构建的准一次波的示意图；

图4为本发明的一具体实施例中切除浅层噪音后的准一次波的示意图；

图5为本发明的一具体实施例中一次波数据的示意图；

图6是近偏移距数据被部分切除的一次波的示意图；

图7是近偏移距数据重构后的一次波的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。

如图1所示，图1为本发明的基于多次波信息的频率域地震数据重构方法的流程图。

在步骤101，输入含表层多次波的地震数据。在构建准一次波和重构缺失道时，采用了傅里叶变换来提高计算效率，由于采用了傅里叶变换，因此必须按照规则的网格排列。

在步骤102，对含表层多次波的地震数据，将地震数据转换到频率域，在频率域采用互相关的方法构建准一次波。首先对同一炮集含有表层多次波的记录进行互相关，然后基于参与互相关的记录道的接收点位置，将各个炮集对应的互相关结果进行叠加，即可得到新的道集，它和一次波具有相似的表现特征，故称为准一次波记录。为提高计算效率，互相关的计算是利用傅里叶变换转换到频率域进行，而非直接在时间域进行计算。

在步骤103，根据地震数据和其相邻道数据的关系，切除准一次波的浅层噪音，在频率域利用准一次波计算二维重构算子。切除的方法是：从近到远选取一定数量的控制点，根据地震数据和其相邻道数据的关系，确定需要切除的采样点数，通过插值方法(如线性插值等)得到控制点外各偏移距的切除率。

在步骤104，利用二维重构算子和缺失道附近的地震数据，在频率域进行缺失数据的重构，然后将频率域数据转换到时间域，最后使用均方根振幅校正的方法校正重构数据的振幅。整个数据重构的过程在频率域进行，避免了基于维纳滤波方法求取重构算子的大量计算，同时使用快速傅里叶变换算法，提高了计算效率。

在步骤105，数据的输出，将重构数据作为缺失道的数据，与原本没有缺失的数据一起输出。

通过以上流程，能够有效重构缺失地震数据。图2是Sigsbee 2B数据，含表层多次波的炮记录；图3是采用互相关的方法，利用含表层多次波的炮记录构建的准一次波。准一次波含有相关噪音，将浅层相关噪音切除，可以得到如图4的切除浅层噪音后的准一次波。图5是一次波数据，图6是近偏移距数据被部分切除的一次波，它是将图5的部分近偏移距数据充零得到的。图7是近偏移距数据重构后的一次波，从重构后的数据与原始数据(图5)的对比中可以看出，同相轴得到了较好的重构，说明本发明对缺失数据具有较好的重构效果。