CN106199699B - 利用传输矩阵法清除鬼波的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种利用传输矩阵法清除鬼波的方法，包括：获取每个检波器所接收到的单道地震数据；建立鬼波传输矩阵方程：Gm＝d，利用G矩阵的广义逆求解出不含鬼波的模型数据向量m；m为不含鬼波的模型数据向量；D为包含鬼波的观测数据向量；对于每个检波器所接收到的单道地震数据，重复所述步骤S2以清除单道地震数据中的鬼波噪声，直到将所有检波器接收到的地震道数据处理完毕，最后输出不含鬼波噪声的地震数据。本发明有效避免处理中没有震源子波的问题，去鬼波方法简单，得到的结果分辨率高，频带变宽。

Description

利用传输矩阵法清除鬼波的方法

技术领域

本发明涉及地震勘探中反射地震资料处理技术领域，特别涉及一种利用传输矩阵法清除鬼波的方法。

背景技术

鬼波是海上地震勘探中一种非常强的干扰波，它紧紧跟在一次波之后传播，也会被拖缆中的检波器接收到。海上拖缆地震采集一般是将震源和检波器沉放到水下一定深度，当震源激发出子波后，地震波在向下传播(简称下行波)的同时也向上传播(简称上行波)。由于海水面是一个很强的波阻抗界面，当上行波到达海面会产生反射，再向下传播；同理，由地下反射回来的地震波，有的直接到达检波器，有的继续向上传播，经海面反射后到达检波器，这种海面反射波称为虚反射(也称鬼波)。

从地震记录上看，鬼波同相轴与一次波同相轴混合在一起，很难把它们区分开，这对后续的解释工作是不利的。另外，由于鬼波的影响，地震资料的频谱上周期性出现了一系列陷波点，限制了有效频带的宽度，损失了一部分有意义的低频信息和高频信息，特别是一部分对于较深地质体成像非常有意义的低频信息。

目前压制鬼波的主要方法分为两种：

(1)从采集着手，例如：海底电缆采集(OBC)、上下双电缆采集、双传感器采集、斜拖缆采集等，配合对应的处理技术能够在一定程度上压制鬼波。通过采集的方法去除鬼波噪声费用昂贵，后期的处理过程也很复杂。

(2)基于子波反褶积处理的鬼波压制方法，在采集过程中记录下有关震源子波。由于偏移距变化和勘探环境变化，而且同一工区用采集到的唯一震源子波去除鬼波噪声，效果也会打折扣。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种利用传输矩阵法清除鬼波的方法，有效避免处理中没有震源子波的问题，去鬼波方法简单，得到的结果分辨率高，频带变宽。

为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种利用传输矩阵法清除鬼波的方法，包括如下步骤：

步骤S1，获取每个检波器所接收到的单道地震数据；

步骤S2，建立鬼波传输矩阵方程：Gm＝d，利用G矩阵的广义逆求解出不含鬼波的模型数据向量m，

其中，G为鬼波的传输矩阵，G矩阵列向量中1到-1间的零元素由鬼波的延迟时间决定，按照震源和检波器的深度得到鬼波的延迟时间，即震源和检波器所在水下的深度除以海水的速度；m为不含鬼波的模型数据向量；d为包含鬼波的观测数据向量；

步骤S3，对于每个检波器所接收到的单道地震数据，重复所述步骤S2以清除单道地震数据中的鬼波噪声，直到将所有检波器接收到的地震道数据处理完毕，最后输出不含鬼波的模型数据向量m。

进一步，在所述步骤S2中，

所述鬼波传输矩阵方程：Gm＝d，表示为:

进一步，在所述步骤S2中，所述利用G矩阵的广义逆求解出不含鬼波的模型数据向量m，表示如下:

m＝[G^TG]^-1G^Td。

进一步，在所述步骤S1中，每个检波器所接收到的单道地震数据包括：激发点震源所在水下深度和接收点检波器所在水下深度。

进一步，在所述步骤S3中，对于每个检波器所接收到的单道地震数据，重复所述步骤S2以清除单道地震数据中的鬼波噪声，包括如下步骤：

首先，根据激发点震源所在水下深度重复所述步骤S2，去除震源所产生的鬼波噪声；

然后，根据接收点检波器所在水下深度重复所述步骤S2，去除接收点鬼波噪声，直到将所有检波器接收到的地震道数据处理完毕；

最后，通过上述对激发点震源和接收点检波器中鬼波噪声的清除，输出不含鬼波的模型数据向量。

根据本发明实施例的利用传输矩阵法清除鬼波的方法，只需知道海上地震勘探的震源和检波器的深度，即可对地震资料数据包含的鬼波进行处理，处理结果客观真实。本发明通过采用海洋地震数据鬼波的矩阵类似描述方法，通过过广义逆反演方法的数学运算就能去除地震数据中的鬼波，有效避免处理中没有震源子波的问题，去鬼波方法简单，得到的结果分辨率高，频带变宽。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的利用传输矩阵法清除鬼波的方法的流程图；

图2(a)至(c)分别为不包含鬼波的模型、包含鬼波的模型和清除鬼波后的模型示意图；

图3(a)和(b)分别为原始炮数据和清除鬼波后的数据示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明实施例的利用传输矩阵法清除鬼波的方法，包括如下步骤：

步骤S1，获取每个检波器所接收到的单道地震数据。

在本发明的一个实施例中，每个检波器所接收到的单道地震数据包括：激发点震源所在水下深度和接收点检波器所在水下深度。

步骤S2，建立鬼波传输矩阵方程：Gm＝d，表示为:

其中，G为鬼波的传输矩阵，G矩阵列向量中1到-1间的零元素由鬼波的延迟时间决定，按照震源和检波器的深度得到鬼波的延迟时间，即震源和检波器所在水下的深度除以海水的速度。其中，海水速度一般为每秒1500米，实际由地震勘探中测定此参数。例如震源水枪位于水下6米，海水速度1500米每秒，6米/1500米/1000毫秒＝4毫秒，即1与-1之间有4个0。

m为不含鬼波的模型数据向量，d为包含鬼波的观测数据向量。

然后，利用G矩阵的广义逆求解出不含鬼波的模型数据向量m。

m＝[G^TG]^-1G^Td

步骤S3，对于每个检波器所接收到的单道地震数据，重复步骤S2以清除单道地震数据中的鬼波噪声，直到将所有检波器接收到的地震道数据处理完毕，最后输出不含鬼波噪声的地震数据m。

具体地，首先，根据激发点震源所在水下深度重复步骤S2，去除震源所产生的鬼波噪声；

然后，根据接收点检波器所在水下深度重复步骤S2，去除接收点鬼波噪声，直到将所有检波器接收到的地震道数据处理完毕；

最后，通过上述对激发点震源和接收点检波器中鬼波噪声的清除，输出不含鬼波噪声的地震数据。

下面参考图2和图3对本发明实施例的鬼波清除前后的效果进行说明。

为了测试广义反演去鬼波方法效果，本发明以单反射水平界面模型为例，设炮点检波点深6米，带通子波主频范围3-120赫兹。图2(a)为不含鬼波模型，图2(b)为含有深度为6米的炮点和检波点鬼波的模型，图2(c)为图2(b)去除炮点鬼波和检波点鬼波后显示结果。通过图2(a)至(c)可以很明显看到模型中加入鬼波后频带变窄，分辨率下降；而去除鬼波后模型的频带变宽。

图3(a)示出了原始炮数据，其中，炮点深6米，电缆深6米(检波点深6米)。图3(b)示出了图3(a)的原始数据去除鬼波后的记录，其中右上角是相关记录的频谱。通过图3(a)和(b)的频谱可以看出鬼波清除效果非常明显。

根据本发明实施例的利用传输矩阵法清除鬼波的方法，只需知道海上地震勘探的震源和检波器的深度，即可对地震资料数据包含的鬼波进行处理，处理结果客观真实。本发明通过采用海洋地震数据鬼波的矩阵类似描述方法，通过过广义逆反演方法的数学运算就能去除地震数据中的鬼波，有效避免处理中没有震源子波的问题，去鬼波方法简单，得到的结果分辨率高，频带变宽。

本发明实施例的利用传输矩阵法清除鬼波的方法，通过对实际资料的去噪处理，具有以下有益效果:

(1)采用近似的矩阵来表示鬼波，方法简单，压制鬼波效果好；

(2)该方法几乎可以被应用到任何类型的海洋勘探数据体。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。

Claims (5)

1.一种利用传输矩阵法清除鬼波的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，获取每个检波器所接收到的单道地震数据；

步骤S2，建立鬼波传输矩阵方程：Gm＝d，利用G矩阵的广义逆求解出不含鬼波的模型数据向量m，

其中，G为鬼波的传输矩阵，G矩阵列向量中1到-1间的零元素由鬼波的延迟时间决定，按照震源和检波器的深度得到鬼波的延迟时间，即震源和检波器所在水下的深度除以海水的速度；m为不含鬼波的模型数据向量；d为包含鬼波的观测数据向量；

步骤S3，对于每个检波器所接收到的单道地震数据，重复所述步骤S2以清除单道地震数据中的鬼波噪声，直到将所有检波器接收到的地震道数据处理完毕，最后输出不含鬼波的模型数据向量m。

2.如权利要求1所述用传输矩阵法清除鬼波的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述鬼波传输矩阵方程：Gm＝d，表示为:

3.如权利要求2所述的利用传输矩阵法清除鬼波的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述利用G矩阵的广义逆求解出不含鬼波的模型数据向量m，表示如下:

m＝[G^TG]^-1G^Td。

4.如权利要求1所述的利用传输矩阵法清除鬼波的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，每个检波器所接收到的单道地震数据包括：激发点震源所在水下深度和接收点检波器所在水下深度。

5.如权利要求3所述的利用传输矩阵法清除鬼波的方法，其特征在于，在所述步骤S3中，对于每个检波器所接收到的单道地震数据，重复所述步骤S2以清除单道地震数据中的鬼波噪声，包括如下步骤：

首先，根据激发点震源所在水下深度重复所述步骤S2，去除震源所产生的鬼波噪声；

然后，根据接收点检波器所在水下深度重复所述步骤S2，去除接收点鬼波噪声，直到将所有检波器接收到的地震道数据处理完毕；

最后，通过上述对激发点震源和接收点检波器中鬼波噪声的清除，输出不含鬼波的模型数据向量。