一种分离不同阶次自由表面相关多次波的方法及装置与流程

本申请涉及海洋地震资料处理领域，尤其是涉及一种分离不同阶次自由表面相关多次波的方法及装置。

背景技术：

海洋多次波是海洋地震资料中最为严重的干扰，海洋多次波按其传播路径可以分为虚反射多次波、海底全程多次波、与水层相关的微曲多次波及层间多次波。其中，海底与海面间产生的自由表面相关多次波是最为常见的一种多次波。随着计算机技术的飞速发展与海洋勘探难度的增大，多次波携带信息的利用成为学者们的研究重点，如何利用好多次波携带信息已成为提高海洋地震资料成像品质的新突破点。利用多次波前提就是从地震信号中有效提取多次波。

Verschuur等人(1992)提出的SRME(Surface Related-Multiple Elimination)方法是目前工业界普遍认可并应用的自由表面相关多次波衰减方法，这种方法能够一次性的预测出所有阶次的自由表面相关多次波，但是这种方法提取多次波时，不同阶次的多次波混杂在一块，无法区分。如果能够分离出不同阶次的多次波，既可以进行针对性的应用，也可以单独预测出不同阶次多次波所产生的干涉假象，从而推动多次波成像技术的应用和发展。遗憾的是，目前还没有专门进行不同阶次自由表面相关多次波的分离方法。

技术实现要素：

本申请实施例的目的在于提供一种分离不同阶次自由表面相关多次波的方法及装置，以将自由表面相关多次波中不同阶次的波分离出来。

为达到上述目的，本申请实施例提供了一种分离不同阶次自由表面相关多次波的方法，所述方法包括：

获取地震数据；

根据所述地震数据，获得一次反射波和第一组合波，所述第一组合波为从1阶至N阶自由表面相关多次波；

根据所述一次反射波和所述第一组合波，得到第二组合波，所述第二组合波为从2阶至N阶自由表面相关多次波；

根据所述第二组合波和所述第一组合波，得到1阶自由表面相关多次波；

根据第i+1组合波和i阶自由表面相关多次波，得到第i+2组合波，所述第i+2组合波为从i+2阶至N阶自由表面相关多次波，所述第i+1组合波为从i+1阶至N阶自由表面相关多次波，其中，i＝1，2，…N；

根据所述第i+2组合波和所述第i+1组合波，得到i+1阶自由表面相关多次波。

本申请实施例还提供了一种分离不同阶次自由表面相关多次波的装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取地震数据；

反射波组合波获得模块，用于根据所述地震数据，获得一次反射波和第一组合波，所述第一组合波为从1阶至N阶自由表面相关多次波；

组合波获得模块一，用于根据所述一次反射波和所述第一组合波，得到第二组合波，所述第二组合波为从2阶至N阶自由表面相关多次波；

1阶波获得模块，用于根据所述第二组合波和所述第一组合波，得到1阶自由表面相关多次波；

组合波获得模块二，用于根据第i+1组合波和i阶自由表面相关多次波，得到第i+2组合波，所述第i+2组合波为从i+2阶至N阶自由表面相关多次波，所述第i+1组合波为从i+1阶至N阶自由表面相关多次波，其中，i＝1，2，…N；

单阶波获得模块，用于根据所述第i+2组合波和所述第i+1组合波，得到i+1阶自由表面相关多次波。

由以上本申请实施例所提供的技术方案可知，本申请实施例首先根据地震资料得到了一次反射波以及从1阶至N阶自由表面相关多次波，然后根据一次反射波以及从1阶至N阶自由表面相关多次波得到了从2阶至N阶自由表面相关多次波，再根据从2阶至N阶自由表面相关多次波和从1阶至N阶自由表面相关多次波得到1阶自由表面相关多次波，这就成功分离出了1阶自由表面相关多次波；再根据以上方法依次递推单独分离出不同阶次自由表面相关多次波。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，构成本申请实施例的一部分，并不构成对本申请实施例的限定。在附图中：

图1为本申请实施例的一种分离不同阶次自由表面相关多次波的方法流程示意图；

图2a为本申请实施例的从i阶至4阶自由表面相关多次波示意图；

图2b为本申请实施例的从i+1阶至4阶自由表面相关多次波示意图；

图2c为本申请实施例的i+1阶自由表面相关多次波示意图；

图3为本申请实施例的测试模型速度场；

图4a为本申请实施例的正演单炮记录；

图4b为本申请实施例的从1阶至4阶阶次自由表面相关多次波示意图；

图4c为本申请实施例的一次反射波示意图；

图5a为本申请实施例的从2阶至4阶自由表面相关多次波示意图；

图5b为本申请实施例的1阶自由表面先关多次波；

图6a为本申请实施例的从3阶至4阶自由表面相关多次波示意图；

图6b为本申请实施例的2阶自由表面先关多次波；

图7a为本申请实施例的4阶自由表面先关多次波；

图7b为本申请实施例的3阶自由表面先关多次波；

图8为本申请实施例的一种分离不同阶次自由表面相关多次波的装置示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本申请实施例做进一步详细说明。在此，本申请实施例的示意性实施例及其说明用于解释本申请实施例，但并不作为对本申请实施例的限定。

下面结合附图，对本申请实施例的具体实施方式作进一步的详细说明。

如图1所示，本申请实施例所提供的一种分离不同阶次自由表面相关多次波的方法，可以包括以下步骤。

S101，获取地震数据。

所述地震数据可以为经过滤波预处理后的单炮记录或炮集记录，所述处理后的单炮记录或炮集记录中可以包含一次反射波和从1阶至N阶自由表面相关多次波。其中，所述炮集记录可以为多个单炮记录的集合。所述获取地震记录可以为接收经过滤波预处理后的单炮记录或炮集记录。

S102，根据所述地震数据，获得一次反射波和第一组合波，所述第一组合波为从1阶至N阶自由表面相关多次波。

在本申请的一种实施方式中，可以采用SRME方法对所述地震数据进行处理，得到一次反射波和第一组合波。

S103，根据所述一次反射波和所述第一组合波，得到第二组合波，所述第二组合波为从2阶至N阶的自由表面相关多次波。

在本申请的一种实施方式中，可以将频域内的一次反射波和所述第一组合波代入以下公式，按照矩阵相乘的方式计算得到第二组合波，

式中，M0表示频域内一次反射波。M1,N表示频域内第一组合波。M2,N表示频域内第二组合波。xs表示震源在自由表面位置。xr表示检波点在自由表面位置。xk表示多次波在自由表面的反射位置，实际计算时xk选取xs与xr之间的整数值。ω表示频域，即相应计算为频域内的相应波的计算。

S104，根据所述第二组合波和所述第一组合波，得到1阶自由表面相关多次波。

在本申请的一种实施方式中，可以将所述第二组合波和所述第一组合波，代入以下公式计算得到1阶自由表面相关多次波，

M1(xr,xs；ω)＝M1,N(xr,xs；ω)-α·M2,N(xr,xs；ω)

式中，M1表示频域的1阶自由表面相关多次波，α表示匹配因子，ω表示相应波为频域内结果。其中，所述匹配因子是为了保证所述第二组合波与所述第一组合波之间的数量级一致。在本申请的一个实施例中，匹配因子可以根据最小二乘维纳滤波得到。

S105，根据第i+1组合波和i阶自由表面相关多次波，得到第i+2组合波。

所述第i+2组合波为从i+2阶至N阶自由表面相关多次波，所述第i+1组合波为从i+1阶至N阶自由表面相关多次波，其中，i＝1，2，…N。

在本申请的一种实施方式中，可以将将频域内的第i+1组合波和所述i阶自由表面相关多次波代入以下公式，按照矩阵相乘的方式计算得到第i+2组合波，

式中，Mi+2,N表示频域内的第i+2组合波，Mi+1,N表示第i+1组合波，Mi表示i阶自由表面相关多次波。

S106，根据所述第i+2组合波和所述第i+1组合波，得到i+1阶自由表面相关多次波。

在本申请的一种实施方式中，可以将所述第i+2组合波和所述第i+1组合波，代入以下公式计算得到i+1阶自由表面相关多次波，

Mi+1(xr,xs；ω)＝Mi+1,N(xr,xs；ω)-α·Mi+2,N(xr,xs；ω)

在本申请一个实施例中，匹配因子可以根据最小二乘维纳滤波得到，匹配因子的作用是为了保证第i+2组合波和所述第i+1组合波为同一数量级的。

图2a～图2c为图1所示实施例的原理示意图，图中Mi表示i阶自由表面相关多次波。图2a表示从i阶至N阶自由表面相关多次波，图2b表示从i+1阶至N阶自由表面相关多次波，将图2a与图2b在同一个数量级下匹配想减就可以得到如图2c所示的i阶自由表面相关多次波。

由图1所示流程图所提供的技术方案可知，本申请实施例首先根据地震资料得到了一次反射波以及从1阶至N阶自由表面相关多次波，然后根据一次反射波以及从1阶至N阶自由表面相关多次波得到了从2阶至N阶自由表面相关多次波，再根据从2阶至N阶自由表面相关多次波和从1阶至N阶自由表面相关多次波得到1阶自由表面相关多次波，这就成功分离出了1阶自由表面相关多次波；再根据以上方法递推单独分离出不同阶次自由表面相关多次波。

在本申请的一个实施例中，所获取的地震数据是经过预处理后的单炮记录，并且该单炮记录是根据如图3所示测试模型速度场反演得到的。由图3可知，该测试模型速度场分为两层，横向最大距离为10km，最大深度2.4km，第一层(深度为0～0.6km)的速度是2000m/s，第二层(深度为0.6～2.4km)的速度是3000m/s。图4a是在该测试模型速度场中正演得到的单炮记录，其中包括了一次反射波P，一阶自由表面相关多次波M1，二阶自由表面相关多次波M2，三阶自由表面相关多次波M3，四阶自由表面相关多次波M4。将如图4a所示的单炮记录中不同阶次自由表面相关多次波分离可以按照以下步骤进行。

(1)基于SRME计算得到该单炮记录中的一次反射波P(如图4c所示)以及从1阶至4阶的自由表面相关多次波M1,4(如图4b所示)。

(2)将频域内的一次反射波P和M1,4代入以下公式，按照矩阵相乘的方式计算得到从2阶至4阶的自由表面相关多次波M2,4(如图5a所示)。

式中，xs表示震源在自由表面位置，xr表示检波点在自由表面位置，xk表示多次波在自由表面的反射位置。

(3)将M1,4和M2,4代入以下公式，计算得到一阶自由表面相关多次波M1，如图5b所示。

M1(xr,xs；ω)＝M1,4(xr,xs；ω)-α·M2,4(xr,xs；ω)

式中，匹配因子α可以通过最小二乘维纳滤波得到。

(4)将M2,4和M1代入以下公式，计算得到从3阶至4阶的自由表面相关多次波M3,4，如图6a所示，

(5)将M2,4和M3,4代入以下公式，计算得到二阶自由表面相关多次波M2，如图6b所示。

M2(xr,xs；ω)＝M1,4(xr,xs；ω)-α·M2,4(xr,xs；ω)

式中，匹配因子α可以通过最小二乘维纳滤波得到。

(6)按照上述步骤(4)与(5)的方式递推，可以分离出三阶自由表面相关多次波M3(如图7b所示)，以及四阶自由表面相关多次波M4(如图7a所示)。

上述实施例中，首先根据地震资料得到了一次反射波以及从1阶至4阶自由表面相关多次波，然后根据一次反射波以及从1阶至4阶自由表面相关多次波得到了从2阶至4阶自由表面相关多次波，再根据从2阶至4阶自由表面相关多次波和从1阶至4阶自由表面相关多次波得到1阶自由表面相关多次波，这就成功分离出了1阶自由表面相关多次波；再根据以上方法递推单独分离出不同阶次自由表面相关多次波。

本申请实施例中还提供了一种分离不同阶次自由表面相关多次波的装置，如下面的实施例所述。由于该装置解决问题的原理与一种分离不同阶次自由表面相关多次波的方法相似，因此该装置的实施可以参见一种分离不同阶次自由表面相关多次波的方法实施，重复之处不再赘述。

如图8所示，一种分离不同阶次自由表面相关多次波的装置可以包括以下模块。

获取模块801，用于获取地震数据。

反射波组合波获得模块802，用于根据所述地震数据，获得一次反射波和第一组合波，所述第一组合波为从1阶至N阶自由表面相关多次波。

组合波获得模块一803，用于根据所述一次反射波和所述第一组合波，得到第二组合波，所述第二组合波为从2阶至N阶的自由表面相关多次波。

1阶波获得模块804，用于根据所述第二组合波和所述第一组合波，得到1阶自由表面相关多次波。

组合波获得模块二805，用于根据第i+1组合波和i阶自由表面相关多次波，得到第i+2组合波，所述第i+2组合波为从i+2阶至N阶自由表面相关多次波，所述第i+1组合波为从i+1阶至N阶自由表面相关多次波，其中，i＝1，2，…N。

单阶波获得模块806，用于根据所述第i+2组合波和所述第i+1组合波，得到i+1阶自由表面相关多次波。

由上述本申请装置实施例所提供的技术方案可知，本申请实施例首先根据地震资料得到了一次反射波以及从1阶至N阶自由表面相关多次波，然后根据一次反射波以及从1阶至N阶自由表面相关多次波得到了从2阶至N阶自由表面相关多次波，再根据从2阶至N阶自由表面相关多次波和从1阶至N阶自由表面相关多次波得到1阶自由表面相关多次波，这就成功分离出了1阶自由表面相关多次波；再根据以上方法递推单独分离出不同阶次自由表面相关多次波。

本申请实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模块、或者这两者的结合。软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地，存储媒介可以与处理器连接，以使得处理器可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中，ASIC可以设置于用户终端中。可选地，处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。

在一个或多个示例性的设计中，本申请实施例所描述的上述功能可以在硬件、软件、固件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现，这些功能可以存储与电脑可读的媒介上，或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。电脑可读媒介包括电脑存储媒介和便于使得让电脑程序从一个地方转移到其它地方的通信媒介。存储媒介可以是任何通用或特殊电脑可以接入访问的可用媒体。例如，这样的电脑可读媒体可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置，或其它任何可以用于承载或存储以指令或数据结构和其它可被通用或特殊电脑、或通用或特殊处理器读取形式的程序代码的媒介。此外，任何连接都可以被适当地定义为电脑可读媒介，例如，如果软件是从一个网站站点、服务器或其它远程资源通过一个同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(DSL)或以例如红外、无线和微波等无线方式传输的也被包含在所定义的电脑可读媒介中。所述的碟片(disk)和磁盘(disc)包括压缩磁盘、镭射盘、光盘、DVD、软盘和蓝光光盘，磁盘通常以磁性复制数据，而碟片通常以激光进行光学复制数据。上述的组合也可以包含在电脑可读媒介中。

以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请实施例的具体实施例而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。