一种基于运动学波场属性的绕射波分离方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于地震勘探资料处理领域，具体涉及一种基于运动学波场属性的绕射波 分离方法。
【背景技术】
[0002] 在地震勘探中，对构造解释、岩性解释以及油田勘探开发阶段精细描述至关重要 的断层、河道、盐丘边界等非连续性介质以及地层尖灭等地层突变介质等的非均质目标介 质主要表现为丰富的绕射波信息。然而，利用绕射波信息进行成像是一个巨大的挑战，因 为与反射波相比，绕射波的能量弱的多并且经常被反射波所掩盖，所以在识别小尺度异常 体时，通常是将反射波和绕射波分离并进行单独成像。波场分离的好坏会直接影响到绕射 波成像的效果，基于反射波和绕射波的运动学和动力学特征，分离绕射波的主要方法包括： (1)叠加方法，即利用共偏移距剖面沿绕射双曲线叠加构建共绕射点剖面来成像绕射波，以 探测局部非均匀地质体；(2)滤波方法，即在叠前数据体上应用倾角滤波、NMO滤波、本征矢 量滤波、Radon滤波等方法分离绕射波对不连续地质体进行高精度成像；（3) Radon变换-反 Radon变换方法，根据绕射波和反射波同相轴在炮记录上的几何差异，利用双曲Radon滤波 器去除反射波信息，分离出绕射波；(4)聚焦-反聚焦方法，根据反射波能量可以聚焦到反 射点而绕射能量发散这一特性，采用聚焦-反聚焦方法提取绕射波并对其成像；(5)平面波 分解（PWD)方法，通过平面波滤波器估算出反射波连续光滑同相轴的局部斜率，从全波场 中去除强反射波，分离出只含绕射波波场记录。
[0003] 随着地震勘探区块构造的复杂化，地震资料的信噪比往往也较低，采用上述已有 技术从叠前地震数据中分离绕射波和反射波变得较为困难。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种基于运动学波场属 性的绕射波分离方法，采用共反射面元叠加方法获得信噪比显著提高的叠加剖面，并利用 叠加过程中得到的运动学波场属性从叠加剖面中分离绕射波信息，为后续的处理步骤比如 基于绕射波的速度模型建立和偏移成像提供输入数据，为地下小尺度不连续地质体的准确 解释提供技术支撑。
[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0006] -种基于运动学波场属性的绕射波分离方法，包括：
[0007] (1)输入地震数据体；
[0008] ⑵基于CMP道集做自动CMP叠加得到参数q和ZO剖面；
[0009] (3)基于ZO剖面搜索参数β和Rn ;
[0010] ⑷利用参数q和β计算参数Rnip ;
[0011] (5)利用参数Rn和Rnip做波场分离得到绕射叠加剖面。
[0012] 所述步骤（2)是这样实现的：
[0013] 在CMP道集中，对于ZO剖面上每一个需要模拟的目标点P。，只需要在CMP道集中 进行单参数搜索来求取参数q，即对每一个Pc点在q的全部取值范围内沿公式（4)计算走 时曲线的相干值，并且选取相干值最大的一个，最后对每一个Pc点沿相应的q参数的旅行 时曲线进行叠加，得到自动CMP叠加的ZO剖面；
[0014] ·? (4)
[0015] 其中，t。为中心射线的双程旅行时，h为旁轴射线的半偏移距，V。为近地表处的地 震波速度，
[0016] (3)
[0017] β为中心射线在地表处的出射角，Rn为法向波的波前曲率，Rnip为法向入射点波的 波前曲率。
[0018] 所述步骤（3)是这样实现的：
[0019] 利用两参数搜索法，即通过沿简化叠加算子公式给出的旅行时曲线在参数对（β， Rn)的二维网格上计算相干值来进行双参数的二维搜索，由此选取产生最大相干值的参数 对；
[0020] 简化叠加算子公式如下：
[0021] (5)
[0022] 其中，Δχη为旁轴射线与中心射线在中心点处的偏离距离。
[0023] 所述步骤（4)是这样实现的：
[0024] 利用式（3)计算得到参数Rnip的值：
[0025] (3)。
[0026] 所述步骤（5)是这样实现的：
[0027] 分离绕射波的滤波器公式如下： _
(6)
[0029] 对于叠加剖面上的每个成像点，若公式（6)的值大于设定的阈值，则保存其叠加 结果，反之，将其叠加结果的值赋为〇,对所有成像点处理完成后即得到绕射叠加剖面。
[0030] 所述步骤⑷和步骤（5)之间进一步包括：
[0031] 基于原始的多次覆盖数据体做三参数β，Rn和Rnip的优化，得到最优CRS叠加剖 面，具体如下：
[0032] 利用公式（1)，将步骤（2) (3) (4)中得到叠加参数β，Rn和Rnip的值作为优化算法 的初始值应用到原始的多次覆盖地震数据中，得到最终的CRS叠加剖面及波场属性剖面， 即对上面得到的波场属性值R n和Rnip进行优化，对波场属性参数进行优化的目的是提高数 值的精确性；
[0033] (1).
[0034] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明充分利用绕射波与反射波在运动 学特征上的差异，通过叠加过程中得到的运动学波场属性参数设计了分离绕射波的滤波器 公式，在叠加剖面上分离出绕射波信息。模型验证证实，处理后得到的绕射叠加剖面已经将 反射波完全去除，只保留了绕射信息，该剖面可以作为后续处理步骤的输入信息，比如基于 绕射波的速度模型建立和偏移成像等。
【附图说明】
[0035] 图1是本发明方法的步骤框图。
[0036] 图2是本发明实施例中的含绕射点的平层模型速度场。
[0037] 图3是本发明实施例中的全波场的叠加剖面。
[0038] 图4是本发明实施例中的分离绕射波后的叠加剖面。
【具体实施方式】
[0039] 下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
[0040] 针对复杂构造区块地震资料信噪比较低，绕射波与反射波不易分离的难点，通过 共反射面元叠加得到信噪比明显提高的叠加剖面，充分利用绕射波与反射波在运动学特征 上的差异，在叠加剖面上分离出绕射波信息。通过该技术得到的绕射叠加剖面，可以作为后 续基于绕射波的速度建模和偏移成像等处理步骤的输入数据，为地下小尺度不连续地质体 的准确解释提供技术支撑。
[0041] (1)技术原理
[0042] ①共反射面元叠加
[0043] 二维情况下，在以中心点Xni和半炮移距h建立的坐标系中，共反射面元（Common Reflection Surface, CRS)的双曲旅行时近似公式表示为：
[0044] (1)
[0045] 式中：t。为中心射线的双程旅行时，T为旁轴射线的双程旅行时；△ Xni为旁轴射线 与中心射线在中心点处的偏离距离；h为旁轴射线