考虑震源和检波器特性的自由表面多次波压制方法研究

论文摘要

在地震数据处理过程中,多次波的出现仍旧是一个很大的问题,尤其是对于海上数据而言。多次波的存在主要影响以下几个方面: （1）、建立速度模型;（2）、地震偏移成像;（3）、地震属性分析（包括AVO属性等）,（4）、地震解释结果。在众多的压制多次波方法中,自由表面多次波压制方法（Surface-Related Multiple Elimination）最近几年取得了很大的发展,常规的SRME方法是通过时空褶积来完成对自由表面相关多次波的预测,之后将其通过匹配的方式从原始数据中减去,这个过程未考虑到震源/检波器特性,这是不符合实际情况的。针对上述问题,本文是在考虑震源/检波器特性的条件下,建立了地震数据的正演模型,引入了两种类型的自由表面算子:考虑震源/检波器差异时,自由表面算子为一个对角线矩阵;考虑震源/检波器方向特性时,其为一个Toeplitz带状矩阵。对反演自由表面算子A的过程建立数学模型,应用最小能量准则,则自由表面算子优化的过程就可以转化成为频率域内的最小二乘的运算过程,利用奇异值分解的方法可以求取出自由表面算子,从而可以完成对自由表面多次波的反演与压制。为了防止多次波的压制会损害有效波,反演自由表面算子的过程要对相关矩阵和相关向量进行时窗处理,之后利用经过时窗处理之后的自由表面算子来压制多次波。此时多次波可以从原始数据中直接减去,而不需和常规的SRME方法一样经过匹配的步骤,同时,多次波反演的过程也能够恢复出震源/检波器的差异和方向特性。本文中的多次波的反演和压制都是通过迭代的方式在频率域内来完成。对模型数据的试处理结果表明,在考虑震源/检波器的特性情况下,采用迭代的方法,能够很好的反演并且压制自由表面多次波,同时也能恢复出震源/检波器特性。同样的方法应用于实际数据时,并没有得到与模型数据一样的良好效果,反演出来的多次波与原始数据相比能量很低,存在一些问题。本文对这一现象进行了讨论,认为主要是由于时窗的给定和奇异值分解过程中条件数的确定造成了在实际数据中多次波压制的效果不好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文选题背景及现实意义
• 1.2 论文研究内容与研究思路
• 1.3 论文的主要研究成果
• 第2章 多次波及其压制方法
• 2.1 本章概述
• 2.2 地震勘探中的多次波
• 2.2.1 多次波的产生
• 2.2.2 多次波的分类
• 2.2.3 多次波的特征
• 2.3 常用的多次波压制方法
• 2.3.1 滤波方法压制多次波
• 2.3.2 波动方程方法压制多次波
• 2.3.3 SRME 方法压制自由表面多次波
• 第3章 地震数据的正演模型
• 3.1 本章概述
• 3.2 地震数据的正演模型
• 3.3 考虑震源/检波器特性的地震数据正演模型
• 3.3.1 考虑震源特性
• 3.3.2 考虑检波器特性
• 3.3.3 考虑虚震源和虚检波器效应
• 3.3.4 考虑震源排列和检波器排列的方向特性
• 3.4 本章小结
• 第4章 SRME 方法原理及实现
• 4.1 本章概述
• 4.2 自由表面多次波的形成
• 4.2.1 自由表面算子A 的引入
• 4.2.2 自由表面算子A 的描述
• 4.3 压制自由表面多次波的自适应方法
• 4.3.1 不包含自由表面反射的地下响应
• 4.3.2 压制多次波的迭代形式
• 4.3.3 自由表面算子的三种特殊形式
• 4.4 震源/检波器特性的反演
• 4.4.1 能量最小准则
• 4.4.2 考虑震源/检波器差异条件下自由表面算子的求解
• 4.4.3 考虑震源/检波器方向特性条件下自由表面算子的求解
• 4.5 对自由表面算子A 的时窗处理
• 4.5.1 考虑震源/检波器的差异时的相关矩阵
• 4.5.2 考虑震源/检波器的方向特性时的相关矩阵
• 4.5.3 对自由表面算子的时窗处理
• 4.6 本章小结
• 第5章 模型数据试处理
• 5.1 本章概述
• 5.2 单一反射层固定排列数据处理
• 5.2.1 考虑震源/检波器差异-固定排列数据处理
• 5.2.2 考虑震源/检波器方向特性-固定排列数据处理
• 5.3 简单移动排列多层模型数据处理
• 5.3.1 考虑震源/检波器差异-简单移动排列多层数据处理
• 5.3.2 考虑震源/检波器方向特性-简单移动排列多层数据处理
• 5.4 本章小结
• 第6章 实际数据试处理
• 6.1 本章概述
• 6.2 实际数据试处理
• 6.2.1 考虑震源检波器差异-实际数据试处理
• 6.2.3 考虑震源检波器方向特性-实际数据试处理
• 6.3 本章小结
• 第7章 结论和建议
• 致谢
• 参考文献