多次波成像预测方法及系统与流程

本发明涉及地震数据处理领域，具体地，涉及一种多次波成像预测方法及系统。

背景技术

由于海水与空气间的强波阻抗差使得海洋地震数据普遍发育强自由表面多次波。传统地震数据处理认为多次波是噪音，需要尽可能的在处理过程中进行衰减和压制，但是，多次波也是一种反射信号，携带了丰富的地下反射信息，因此，如何利用好多次波所携带的有效信息将成为提高海洋地震资料成像品质的新突破点。现有的多次波成像方法都在不同程度上会产生干涉假象，影响了多次波的成像质量。

技术实现要素：

本发明实施例的主要目的在于提供一种多次波成像预测方法及系统，以实现不同阶次多次波单独成像，解决了多次波成像中干涉假象的影响，提高了多次波的成像质量。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种多次波成像预测方法，包括：

根据地震数据得到1阶至n阶自由表面多次波，其中，n为大于1的整数；

根据地震数据和1阶至n阶自由表面多次波，得到一次反射波；

根据1阶至n阶自由表面多次波和一次反射波，得到2阶至n阶自由表面多次波；

根据1阶至n阶自由表面多次波和2阶至n阶自由表面多次波，得到1阶自由表面多次波；

根据一次反射波和1阶自由表面多次波，得到1阶多次波成像；

当n大于或等于2时，执行如下迭代处理：

根据a阶至n阶自由表面多次波和一次反射波，得到a+1阶至n阶自由表面多次波，其中，a为大于或等于2，且小于n的整数；

根据a阶至n阶自由表面多次波和a+1阶至n阶自由表面多次波，得到a阶自由表面多次波；

根据a阶自由表面多次波和a-1阶自由表面多次波，得到a阶多次波成像。

本发明实施例还提供一种多次波成像预测系统，包括：

1阶至n阶自由表面多次波单元，用于根据地震数据得到1阶至n阶自由表面多次波，其中，n为大于1的整数；

一次反射波单元，用于根据地震数据和1阶至n阶自由表面多次波，得到一次反射波；

2阶至n阶自由表面多次波单元，用于根据1阶至n阶自由表面多次波和一次反射波，得到2阶至n阶自由表面多次波；

1阶自由表面多次波单元，用于根据1阶至n阶自由表面多次波和2阶至n阶自由表面多次波，得到1阶自由表面多次波；

1阶多次波成像单元，用于根据一次反射波和1阶自由表面多次波，得到1阶多次波成像；

迭代单元，用于执行如下迭代处理：

根据a阶至n阶自由表面多次波和一次反射波，得到a+1阶至n阶自由表面多次波，其中，n大于或等于2，a为大于或等于2，且小于n的整数；

根据a阶至n阶自由表面多次波和a+1阶至n阶自由表面多次波，得到a阶自由表面多次波；

根据a阶自由表面多次波和a-1阶自由表面多次波，得到a阶多次波成像。

本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

根据地震数据得到1阶至n阶自由表面多次波，其中，n为大于1的整数；

根据地震数据和1阶至n阶自由表面多次波，得到一次反射波；

根据1阶至n阶自由表面多次波和一次反射波，得到2阶至n阶自由表面多次波；

根据1阶至n阶自由表面多次波和2阶至n阶自由表面多次波，得到1阶自由表面多次波；

根据一次反射波和1阶自由表面多次波，得到1阶多次波成像；

当n大于或等于2时，执行如下迭代处理：

根据a阶至n阶自由表面多次波和一次反射波，得到a+1阶至n阶自由表面多次波，其中，a为大于或等于2，且小于n的整数；

根据a阶至n阶自由表面多次波和a+1阶至n阶自由表面多次波，得到a阶自由表面多次波；

根据a阶自由表面多次波和a-1阶自由表面多次波，得到a阶多次波成像。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

根据地震数据得到1阶至n阶自由表面多次波，其中，n为大于1的整数；

根据地震数据和1阶至n阶自由表面多次波，得到一次反射波；

根据1阶至n阶自由表面多次波和一次反射波，得到2阶至n阶自由表面多次波；

根据1阶至n阶自由表面多次波和2阶至n阶自由表面多次波，得到1阶自由表面多次波；

根据一次反射波和1阶自由表面多次波，得到1阶多次波成像；

当n大于或等于2时，执行如下迭代处理：

根据a阶至n阶自由表面多次波和一次反射波，得到a+1阶至n阶自由表面多次波，其中，a为大于或等于2，且小于n的整数；

根据a阶至n阶自由表面多次波和a+1阶至n阶自由表面多次波，得到a阶自由表面多次波；

根据a阶自由表面多次波和a-1阶自由表面多次波，得到a阶多次波成像。

本发明实施例的多次波成像预测方法及系统先根据地震数据得到1阶至n阶自由表面多次波，再根据地震数据和1阶至n阶自由表面多次波得到一次反射波；在n大于或等于2时，执行如下迭代处理：先根据a阶至n阶自由表面多次波和一次反射波得到a+1阶至n阶自由表面多次波，其中，a为大于或等于2，且小于n的整数，再根据a阶至n阶自由表面多次波和a+1阶至n阶自由表面多次波得到a阶自由表面多次波，最后根据a阶自由表面多次波和a-1阶自由表面多次波得到a阶多次波成像，可以实现不同阶次多次波单独成像，解决了多次波成像中干涉假象的影响，提高了多次波的成像质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中多次波成像预测方法的流程图；

图2是本发明实施例中一次反射波p和1阶至n阶自由表面多次波m1→n的预测原理图；

图3是本发明实施例中1阶自由表面多次波m1的预测原理图；

图4是本发明实施例中2阶自由表面多次波m2的预测原理图；

图5是本发明实施例中3阶自由表面多次波m3的预测原理图；

图6中的(a)-(c)是本发明实施例中1阶多次波成像im1的成像原理图、2阶多次波成像im2的成像原理图、3阶多次波成像im3的成像原理图；

图7中的(a)-(f)是本发明实施例中地震数据d的示意图、一次反射波p的示意图、1阶至n阶自由表面多次波m1→n的示意图、1阶自由表面多次波m1的示意图、2阶自由表面多次波m2的示意图、3阶自由表面多次波m3的示意图；

图8中的(a)-(c)是现有技术的一次波成像示意图、本发明实施例中1阶多次波成像im1的示意图、本发明实施例中2阶多次波成像im2的示意图；

图9中的(a)-(c)是图8中的(a)的局部放大图、图8中的(b)的局部放大图、图8中的(c)的局部放大图；

图10是本发明实施例中多次波成像预测系统的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

鉴于现有的多次波成像方法都在不同程度上会产生干涉假象，影响了多次波的成像质量，本发明实施例提供一种多次波成像预测方法，以实现不同阶次多次波单独成像，解决了多次波成像中干涉假象的影响，提高了多次波的成像质量。以下结合附图对本发明进行详细说明。

图1是本发明实施例中多次波成像预测方法的流程图。如图1所示，多次波成像预测方法可以包括：

s101：根据地震数据得到1阶至n阶自由表面多次波，其中，n为大于1的整数。

s102：根据地震数据和1阶至n阶自由表面多次波，得到一次反射波。

s103：根据1阶至n阶自由表面多次波和一次反射波，得到2阶至n阶自由表面多次波。

s104：根据1阶至n阶自由表面多次波和2阶至n阶自由表面多次波，得到1阶自由表面多次波。

s105：根据一次反射波和1阶自由表面多次波，得到1阶多次波成像。

s106：当n大于或等于2时，执行如下迭代处理：根据a阶至n阶自由表面多次波和一次反射波，得到a+1阶至n阶自由表面多次波，其中，a为大于或等于2，且小于n的整数；根据a阶至n阶自由表面多次波和a+1阶至n阶自由表面多次波，得到a阶自由表面多次波；根据a阶自由表面多次波和a-1阶自由表面多次波，得到a阶多次波成像。

图1所示的多次波成像预测方法的执行主体可以为计算机，可以应用于海洋地震数据的预测与成像。由图1所示的流程可知，本发明的多次波成像预测方法先根据地震数据得到1阶至n阶自由表面多次波，再根据地震数据和1阶至n阶自由表面多次波得到一次反射波；在n大于或等于2时，执行如下迭代处理：先根据a阶至n阶自由表面多次波和一次反射波得到a+1阶至n阶自由表面多次波，其中，a为大于或等于2，且小于n的整数，再根据a阶至n阶自由表面多次波和a+1阶至n阶自由表面多次波得到a阶自由表面多次波，最后根据a阶自由表面多次波和a-1阶自由表面多次波得到a阶多次波成像，可以实现不同阶次多次波单独成像，解决了多次波成像中干涉假象的影响，提高了多次波的成像质量。

一实施例中，可以通过如下公式得到1阶至n阶自由表面多次波：

m1→n＝d*d；

其中，m1→n为1阶至n阶自由表面多次波，即m1→n＝m1+m2+…+mn。m1为1阶自由表面多次波，m2为2阶自由表面多次波，mn为n阶自由表面多次波。d为地震数据，具体地，d为包含一次波和所有阶次多次波的地震数据，d＝m1→n+p。

一实施例中，可以通过如下公式得到一次反射波：

p＝d-α*m1→n；

其中，“*”代表摺积运算，p为一次反射波，α为匹配因子。具体地，α是预测出的1阶至n阶自由表面多次波m1→n，和包含一次波和所有阶次多次波的地震数据d之间能量和振幅差异的匹配因子。

一实施例中，可以通过如下公式得到2阶至n阶自由表面多次波：

m2→n＝p*m1→n；

其中，m2→n为2阶至n阶自由表面多次波。

一实施例中，可以通过如下公式得到1阶自由表面多次波：

m1＝m1→n-α*m2→n；

其中，m1为1阶自由表面多次波，α为匹配因子。

一实施例中，可以通过如下公式得到1阶多次波成像：

im1＝p·m1；

其中，“·”代表点乘，im1为1阶多次波成像，m1为1阶自由表面多次波。

一实施例中，可以通过如下公式得到a+1阶至n阶自由表面多次波：

ma+1→n＝p*ma→n；

其中，ma+1→n为a+1阶至n阶自由表面多次波，p为一次反射波，ma→n为a阶至n阶自由表面多次波。

一实施例中，可以通过如下公式得到a阶自由表面多次波：

ma＝ma→n-α*ma+1→n；

其中，ma为a阶自由表面多次波，α为匹配因子。

一实施例中，可以通过如下公式得到a阶多次波成像：

ima＝ma-1·ma；

其中，ima为a阶多次波成像，ma-1为a-1阶自由表面多次波，ma为a阶自由表面多次波。通过上述计算公式可以得到任意阶次的多次波成像，会弥补传统一次波成像的不足，对于海洋地震资料偏移成像处理有较好的辅助价值。

本发明的其中一个具体实施例如下：

1、根据地震数据得到1阶至n阶自由表面多次波；根据地震数据和1阶至n阶自由表面多次波，得到一次反射波。图2是本发明实施例中一次反射波p和1阶至n阶自由表面多次波m1→n的预测原理图。图7中的(a)是本发明实施例中地震数据d的示意图，图中的横轴为距离，单位为米，纵轴为时间，单位为秒。其中，横轴上的1与201之间的距离为12.5m，201与401之间的距离为12.5m。图7中的(b)是本发明实施例中一次反射波p的示意图。图7中的(c)是本发明实施例中1阶至n阶自由表面多次波m1→n的示意图。如图2、图7中的(a)、图7中的(b)及图7中的(c)所示，首先通过包含一次波和所有阶次多次波的地震数据d的褶积，预测出1阶至n阶自由表面多次波m1→n，再通过包含一次波和所有阶次多次波的地震数据d与1阶至n阶自由表面多次波m1→n的匹配相减，得到一次反射波p。其中，s为震源。

2、根据1阶至n阶自由表面多次波和一次反射波，得到2阶至n阶自由表面多次波；根据1阶至n阶自由表面多次波和2阶至n阶自由表面多次波，得到1阶自由表面多次波。图3是本发明实施例中1阶自由表面多次波m1的预测原理图。图7中的(d)是本发明实施例中1阶自由表面多次波m1的示意图。如图3及图7中的(d)所示，首先通过一次反射波p与1阶至n阶自由表面多次波m1→n的褶积预测出2阶至n阶自由表面多次波m2→n，再将1阶至n阶自由表面多次波m1→n与2阶至n阶自由表面多次波m2→n进行匹配相减，得到1阶自由表面多次波m1。

3、根据2阶至n阶自由表面多次波和一次反射波，得到3阶至n阶自由表面多次波；根据2阶至n阶自由表面多次波和3阶至n阶自由表面多次波，得到2阶自由表面多次波。图4是本发明实施例中2阶自由表面多次波m2的预测原理图。图7中的(e)是本发明实施例中2阶自由表面多次波m2的示意图。如图4及图7中的(e)所示，首先通过一次反射波p与2阶至n阶自由表面多次波m2→n的褶积预测出3阶至n阶自由表面多次波m3→n，再将2阶至n阶自由表面多次波m2→n与3阶至n阶自由表面多次波m3→n进行匹配相减，得到2阶自由表面多次波m2。

4、根据3阶至n阶自由表面多次波和一次反射波，得到4阶至n阶自由表面多次波；根据3阶至n阶自由表面多次波和4阶至n阶自由表面多次波，得到3阶自由表面多次波。图5是本发明实施例中3阶自由表面多次波m3的预测原理图。图7中的(f)是本发明实施例中3阶自由表面多次波m3的示意图。如图5及图7中的(f)所示，首先通过一次反射波p与3阶至n阶自由表面多次波m3→n的褶积预测出4阶至n阶自由表面多次波m4→n，再将3阶至n阶自由表面多次波m3→n与4阶至n阶自由表面多次波m4→n进行匹配相减，得到3阶自由表面多次波m3。

5、根据一次反射波和1阶自由表面多次波，得到1阶多次波成像。图6中的(a)是本发明实施例中1阶多次波成像im1的成像原理图。如图6中的(a)所示，通过正向延拓的一次反射波p与逆向延拓的1阶自由表面多次波m1，得到1阶多次波成像im1。

6、根据2阶自由表面多次波和1阶自由表面多次波，得到2阶多次波成像。图6中的(b)是本发明实施例中2阶多次波成像im2的成像原理图。如图6中的(b)所示，通过正向延拓的1阶自由表面多次波m1与逆向延拓的2阶自由表面多次波m2，得到2阶多次波成像im2。

7、根据3阶自由表面多次波和2阶自由表面多次波，得到3阶多次波成像。图6中的(c)是本发明实施例中3阶多次波成像im3的成像原理图。如图6中的(c)所示，通过正向延拓的2阶自由表面多次波m2与逆向延拓的3阶自由表面多次波m3，得到3阶多次波成像im3。

图8中的(a)是现有技术的一次波成像示意图，图中的横轴为距离，单位为公里，纵轴为震源深度，单位为千米(km)；图8中的(b)是本发明实施例中1阶多次波成像im1的示意图，图8中的(c)是本发明实施例中2阶多次波成像im2的示意图。图9中的(a)是图8中的(a)的局部放大图，图9中的(b)是图8中的(b)的局部放大图，图9中的(c)是图8中的(c)的局部放大图。如图8中的(a)、图8中的(b)、图8中的(c)、图9中的(a)、图9中的(b)和图9中的(c)所示，1阶多次波成像im1和2阶多次波成像im2在照明均衡度和成像分辨率方面比现有技术的一次波成像均有较好的改善。

综上，本发明实施例的多次波成像预测方法可以实现不同阶次多次波单独成像，解决了多次波成像中干涉假象的影响，提高了多次波的成像质量。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种多次波成像预测系统，由于该系统解决问题的原理与多次波成像预测方法相似，因此该系统的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

图10是本发明实施例中多次波成像预测系统的结构框图。如图10所示，多次波成像预测系统包括：

1阶至n阶自由表面多次波单元，用于根据地震数据得到1阶至n阶自由表面多次波，其中，n为大于1的整数；

一次反射波单元，用于根据地震数据和1阶至n阶自由表面多次波，得到一次反射波；

2阶至n阶自由表面多次波单元，用于根据1阶至n阶自由表面多次波和一次反射波，得到2阶至n阶自由表面多次波；

1阶自由表面多次波单元，用于根据1阶至n阶自由表面多次波和2阶至n阶自由表面多次波，得到1阶自由表面多次波；

1阶多次波成像单元，用于根据一次反射波和1阶自由表面多次波，得到1阶多次波成像；

迭代单元，用于执行如下迭代处理：

根据a阶至n阶自由表面多次波和一次反射波，得到a+1阶至n阶自由表面多次波，其中，n大于或等于2，a为大于或等于2，且小于n的整数；

根据a阶至n阶自由表面多次波和a+1阶至n阶自由表面多次波，得到a阶自由表面多次波；

根据a阶自由表面多次波和a-1阶自由表面多次波，得到a阶多次波成像。

在其中一种实施例中，通过如下公式得到1阶至n阶自由表面多次波：

m1→n＝d*d；

其中，m1→n为1阶至n阶自由表面多次波，d为地震数据。

在其中一种实施例中，通过如下公式得到一次反射波：

p＝d-α*m1→n；

其中，p为一次反射波，α为匹配因子。

在其中一种实施例中，通过如下公式得到1阶多次波成像：

im1＝p·m1；

其中，im1为1阶多次波成像，m1为1阶自由表面多次波。

在其中一种实施例中，通过如下公式得到a+1阶至n阶自由表面多次波：

ma+1→n＝p*ma→n；

其中，ma+1→n为a+1阶至n阶自由表面多次波，p为一次反射波，ma→n为a阶至n阶自由表面多次波。

在其中一种实施例中，通过如下公式得到a阶自由表面多次波：

ma＝ma→n-α*ma+1→n；

其中，ma为a阶自由表面多次波，α为匹配因子。

在其中一种实施例中，通过如下公式得到a阶多次波成像：

ima＝ma-1·ma；

其中，ima为a阶多次波成像，ma-1为a-1阶自由表面多次波，ma为a阶自由表面多次波。

综上，本发明实施例的多次波成像预测系统可以实现不同阶次多次波单独成像，解决了多次波成像中干涉假象的影响，提高了多次波的成像质量。

本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

根据地震数据得到1阶至n阶自由表面多次波，其中，n为大于1的整数；

根据地震数据和1阶至n阶自由表面多次波，得到一次反射波；

根据1阶至n阶自由表面多次波和一次反射波，得到2阶至n阶自由表面多次波；

根据1阶至n阶自由表面多次波和2阶至n阶自由表面多次波，得到1阶自由表面多次波；

根据一次反射波和1阶自由表面多次波，得到1阶多次波成像；

当n大于或等于2时，执行如下迭代处理：

根据a阶至n阶自由表面多次波和一次反射波，得到a+1阶至n阶自由表面多次波，其中，a为大于或等于2，且小于n的整数；

根据a阶至n阶自由表面多次波和a+1阶至n阶自由表面多次波，得到a阶自由表面多次波；

根据a阶自由表面多次波和a-1阶自由表面多次波，得到a阶多次波成像。

综上所述，本发明实施例的计算机设备可以实现不同阶次多次波单独成像，解决了多次波成像中干涉假象的影响，提高了多次波的成像质量。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

根据地震数据得到1阶至n阶自由表面多次波，其中，n为大于1的整数；

根据地震数据和1阶至n阶自由表面多次波，得到一次反射波；

根据1阶至n阶自由表面多次波和一次反射波，得到2阶至n阶自由表面多次波；

根据1阶至n阶自由表面多次波和2阶至n阶自由表面多次波，得到1阶自由表面多次波；

根据一次反射波和1阶自由表面多次波，得到1阶多次波成像；

当n大于或等于2时，执行如下迭代处理：

根据a阶至n阶自由表面多次波和一次反射波，得到a+1阶至n阶自由表面多次波，其中，a为大于或等于2，且小于n的整数；

根据a阶至n阶自由表面多次波和a+1阶至n阶自由表面多次波，得到a阶自由表面多次波；

根据a阶自由表面多次波和a-1阶自由表面多次波，得到a阶多次波成像。

综上所述，本发明实施例的计算机可读存储介质可以实现不同阶次多次波单独成像，解决了多次波成像中干涉假象的影响，提高了多次波的成像质量。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、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，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。