面向时差校正的叠合波分离方法与流程

本发明涉及地震资料处理领域，具体涉及一种可实现地震波时差校正的叠合波分离方法。

背景技术：

地震数据的时差校正，也就是常说的动校正，是地震资料处理的基本内容之一，其作用是消除炮检距对反射地震波传播时间的影响以及将远偏移距处混叠在一起的波形分离开来，使CMP道集中的反射波同相轴校平。混叠波能否得到正确分离，将会直接影响后续偏移成像等处理工作的质量。常规校正方法存在同相轴无法校平和大偏移距拉伸畸变等问题，而对于波形混叠干涉在一起的地震道，效果尤其差。

地震反射波的时距方程为：其中，t是地震波传播时间，t₀是零炮检距反射波双程旅行时间，x是炮检距，v(t₀)是地震波速度，通常为均方根速度。

若地下介质是均匀介质，则地震波速度v为常数，设t₀₁和t₀₂是零炮检距反射波双程旅行时间，且t₀₁对应子波的初至，对应的t₁和t₂分别是炮检距为x的地震波传播时间。

根据微分中值定理：

t₂-t₁＝f(t₀₂)-f(t₀₁)＝f'(t_0ε)(t₀₂-t₀₁)

其中，t_0ε为t₀₁和t₀₂之间的一点。则

因此t₂-t₁<t₀₂-t₀₁，即计算的非零炮检距的子波长度与零炮检距的子波长度不相等。类似地，非均匀介质也有相同的性质。所以反射地震数据进行常规动校正时，除炮检距为零外，信号总是要在时间上被拉长，波形会发生不同程度的畸变，这是动校正中客观存在的现象。

通过分偏移距动校正或消除动校正剩余时差的方法能够使同相轴校平，但仍然不能消除波形畸变。这种因为时差校正导致的波形畸变通常发生在浅层和大炮检距处，具体表现为波形被拉长，频率低频化，而且同相轴互相干涉时，波形混叠在一起，校正质量更加难以保证。常规地震数据处理中通常将拉伸超过一定比例的数据切除，这样浅层远偏移距处的地震数据因拉伸严重大部分被切除，导致覆盖次数降低而不能很好地被利用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种实现远偏移距处叠合波分离并有效校正时差的叠合波分离方法。该方法主要在于根据滑动时窗互相关确定时差移动的范围，并利用波形逐层剥离的思想，避免了波形畸变的产生，有效实现时差校正。避免了常规的动校正方法因同一子波采取了不同的动校正量，而导致拉伸畸变的现象。而且对于波形混叠区域以及同相轴交叉的部分，常规方法无法满足实际生产处理的需求。该面向时差校正的叠合波分离方法，根据滑动时窗互相关确定时差移动的范围，并利用波形逐层剥离的思想，避免了波形畸变的产生。

本发明通过以下技术措施实现。

面向时差校正的叠合波分离方法，该叠合波分离方法包括以下步骤。

步骤1：选取标准道。

步骤2：划分数据时窗

对比分析待分离道与标准道的波形差异，根据待分离道波组中未混叠的部分，选择数据时窗。

步骤3：滑动时窗，计算待分离道与标准道的互相关系数，使互相关系数达到阈值标准，即待分离道与标准道的波形基本吻合。

步骤4：剥离波形

计算待分离道与标准道的振幅比值INR，从待分离道中减去标准道与振幅比值INR的乘积，从而剥离步骤2中选择的数据时窗内波形数据的影响。

步骤5：重复步骤2到步骤4，直到剥离出所有混叠在一起的地震波，实现叠合波的分离。

步骤6：将分离出的各个地震波按照对应的时差组合在一起，并输出各道地震数据。

作为优选技术方案，步骤1的具体方法为：对输入的地震数据进行分析，选取标准道，选取的标准为各个波形不存在混叠现象。

作为优选技术方案，选取标准道时，采用近偏移距波形不混叠的多道数据叠加生成标准道。

作为优选技术方案，在步骤2中，选择数据时窗时，不同波形需要的时窗长度会有所差异，应根据实际波形特征确定.具体方法为:选择数据时窗时，不同波形需要的时窗长度会有所差异，通常时窗长度小于300ms，时窗边界应避开强振幅的波峰和波谷。

作为优选技术方案，在步骤3中，互相关系数的计算公式为

式中：

cor表示互相关系数，

N表示时窗长度，

w(t_j)表示待分离道时窗内的数据，

m(t_j)表示标准道时窗内的数据。

作为优选技术方案，在步骤4中，剥离波形时，计算待分离道与标准道的振幅比值INR，从待分离道中减去标准道与振幅比的乘积，从而剥离某一时窗内波形的影响，具体计算公式为：w＝w₀-m*INR；

式中：w为分离后的数据，w₀为待分离道原始数据，m为标准道数据。

作为优选技术方案，在地震数据信噪比较低的情况下，振幅比值INR的计算方法为：计算出均方根振幅比，用均方根振幅比替代振幅比值INR。

作为优选技术方案，所述地震数据信噪比较低是指信噪比低于1。

作为优选技术方案，步骤6中组合分离的各个地震波时，所述对应的时差是指参照互相关时的时窗数据确定的时差。

本发明中的叠合波分离方法，较之常规的波形校正方法，不存在波形畸变现象，可有效实现远偏移距处混叠波形的校正，满足同相轴校平的需求，同时保持各道地震数据的相对振幅关系不变。

附图说明

图1为本发明的实施例1中存在波形混叠的道集图。

图2为采用本发明方法对图1所示道集进行动校正后的结果。

图3是采用常规方法对图1所示道集进行动校正后的结果。

图4为本发明的实施例2中实际地震数据道集图。

图5为采用常规方法对图4所示道集进行动校正后的结果。

图6为采用本发明方法对图4所示道集进行动校正后的结果。

图7为本发明的实施例3中常规动校正道集和采用本发明方法的动校正道集图。

具体实施方式

下面，结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1。一种用于时差校正的叠合波分离方法，其包括如下步骤：

步骤1：对输入的地震数据进行分析，选取各个波形不存在混叠的地震道作为标准道。

步骤2：对比分析待分离道与标准道的波形差异，由浅层至深层划分时窗，根据待分离道波组中未混叠的波形部分确定时窗长度。

步骤3：滑动时窗，计算单个时窗内待分离道与标准道两者的互相关系数，使待分离道与标准道的波形可以基本吻合。

步骤4：计算待分离道与标准道的振幅比值，从待分离道中减去标准道与振幅比的乘积，从而剥离某一时窗内波形的影响。

步骤5：重复步骤(2)到步骤(4)，直到剥离出所有混叠在一起的地震波，实现叠合波的分离；

步骤6：将分离出的各个地震波按照对应的时差(参照互相关的时窗数据)组合在一起，并输出各道地震数据。

通过以上具体的步骤处理，可以达到对地震道叠合波分离的目的。

图1为本发明的实施例1采用的原始道集。图2是常规动校正结果，近偏移距浅层同相轴基本校平，中、远偏移距的同相轴拉伸且无法校平；深层同相轴校平，但波形拉伸形象明显。图3为采用本发明方法的结果，两个同相轴都能校平，混叠的波形也得到分离，而且不出现波形拉伸现象。与常规地震数据时差校正相比，采用本实施例技术方案能够解决同相轴无法校平和大偏移距拉伸畸变等问题。

实施例2。面向时差校正的叠合波分离方法，该方法包括：

步骤1，选取标准道，采用近偏移距波形不混叠的多道数据经过常规动校正叠加生成标准道；

步骤2，选择数据时窗，对比分析待分离道与标准道的波形差异，根据待分离道波组中未混叠的部分，合理选择时窗；

步骤3，滑动时窗，使互相关系数达到阈值标准，待分离道与标准道的波形基本吻合，计算待分离道与标准道的振幅比值；

步骤4，从待分离道中减去标准道与振幅比的乘积，从而剥离某个时窗内波形数据的影响；

步骤5，重复步骤2到4，直到剥离出所有混叠在一起的地震波，实现叠合波的分离；

步骤6，将分离出的各个地震波按照对应的时差组合在一起，并输出各道地震数据。

在步骤4中，用均方根振幅比替换振幅比值，其余步骤同实施例1。图4为本发明的实施例2的采用的原始道集，图5是常规动校正结果，同相轴基本校平，但大炮检距的同相轴比近炮检距处要宽，说明波形被拉伸。图6为采用本发明方法的结果，同相轴都被校平，远偏移距混叠的波形得到分离，且不出现波形拉伸现象。

实施例3。一种面向时差校正的叠合波分离方法。该叠合波分离方法包括：

步骤1，对地震数据进行分析，合理选取标准道；

步骤2，选择数据时窗，对比分析待分离道与标准道的波形差异，根据待分离道波组中未混叠的部分，合理选择时窗；

步骤3，计算待分离道与标准道的互相关系数，同时滑动时窗，使两者的波形基本吻合，计算待分离道与标准道的振幅比值；

步骤4，从待分离道中减去标准道与振幅比的乘积，从而剥离某个时窗内波形数据的影响；

步骤5，重复步骤2到4，直到剥离出所有混叠在一起的地震波，实现叠合波的分离；

步骤6，将分离出的各个地震波按照对应的时差组合在一起，并输出各道地震数据。

图7为本发明的实施例3的对比结果：左图为常规动校正结果，在1.08秒和1.75秒有明显的同相轴弯曲及波形拉伸现象；右图为采用本发明方法的结果，同相轴都被校平，远偏移距混叠的波形得到分离，且不出现波形拉伸现象。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。