用于分离地震数据中有效波与多次波的方法及系统技术方案

技术编号:20913223 阅读:29 留言:0更新日期:2019-04-20 09:04
本发明专利技术公开了一种用于分离地震数据中有效波与多次波的方法及系统,该方法包括基于L1范数与L2范数构建混合目标函数;基于所述混合目标函数获取地震数据中的初始有效波数据与初始多次波数据;根据所述初始有效波数据与所述初始多次波数据确定加权系数;基于所述加权系数以及所述混合目标函数获取最优匹配算子,并根据所述最优匹配算子分离得到所述地震数据中的有效波与多次波。该方法能够充分适应实际地震数据中由于复杂多样的地质条件所导致的多次波存在的多样性,且能够有效提高叠前地震资料的信噪比,为后续地震资料处理提供高质量的叠前数据。

A Method and System for Separating Effective Waves from Multiple Waves in Seismic Data

The invention discloses a method and system for separating effective wave from multiple wave in seismic data, which includes constructing a mixed objective function based on L1 norm and L2 norm, obtaining initial effective wave data and initial multiple data in seismic data based on the mixed objective function, and determining weighting coefficients according to the initial effective wave data and the initial multiple data. The optimal matching operator is obtained from the weighting coefficients and the mixed objective function, and the effective wave and multiple wave in the seismic data are separated according to the optimal matching operator. This method can sufficiently adapt to the diversity of multiple waves caused by complex and diverse geological conditions in actual seismic data, and can effectively improve the signal-to-noise ratio of pre-stack seismic data, and provide high-quality pre-stack data for subsequent seismic data processing.

【技术实现步骤摘要】
用于分离地震数据中有效波与多次波的方法及系统
本专利技术属于地震数据处理领域,尤其涉及一种用于分离地震数据中有效波与多次波的方法及系统。
技术介绍
压制与利用多次波是勘探地震学中研究的热点和难点问题之一。在油气勘探中,地震多次波普遍存在。由于多次波的存在,给速度分析、偏移成像带来极大的困难,并将导致假的成像构造,这将严重影响地震解释工作。针对地震有效波与多次波的分离问题,目前地球物理学者已研究出多种自适应分离方法,主要归纳为以下两类:一是基于L2范数的地震多次波自适应分离方法。该类方法基于剩余能量最小准则,在最小二乘意义下求取自适应匹配算子,然后从原始数据中减去匹配后的多次波。一是基于L1范数的地震多次波自适应分离方法。该方法假定地震有效波具有最小L1范数,即地震有效波具有很好的稀疏性。当地震有效波不满足剩余能量最小准则时,该方法可在实现有效波与多次波分离的同时,也能相对更好的保持有效波能量。对于实际地震数据,由于产生多次波的地质条件复杂多样,不仅有低阶次多次波,还有高阶次多次波,甚至有层间多次波。关于地震有效波具有最小L2范数或者L1范数假设条件常常并不成立,而且有效波与多次波的能量对比随时间和空间变化很大,现有技术中的分离方法经常会导致压制多次波后的地震数据中剩余较强的多次波能量。当地震有效波与多次波同相轴重叠时,压制多次波的自适应减过程甚至会伤害地震有效波,影响地震数据处理的保真度。针对上述复杂情况下的多次波分离问题,目前还没有一种方法能够较好解决。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是需要提供一种用于实现复杂情况下的多次波分离有效波与多次波方法。为了解决上述技术问题,本申请的实施例首先提供了一种用于分离地震数据中有效波与多次波的方法,包括:基于L1范数与L2范数构建混合目标函数;基于所述混合目标函数获取地震数据中的初始有效波数据与初始多次波数据;根据所述初始有效波数据与所述初始多次波数据确定加权系数;基于所述加权系数以及所述混合目标函数获取最优匹配算子,并根据所述最优匹配算子分离得到所述地震数据中的有效波与多次波。优选地,根据如下表达式构建所述混合目标函数Q(f):其中,d为原始的地震数据,M为预测的多次波数据,f为匹配滤波算子,λ为加权系数,||·||1表示L1范数,表示L2范数。优选地,所述基于所述混合目标函数获取地震数据中的初始有效波数据与初始多次波数据,包括:在[0,1]的取值范围内任取一个值作为所述加权系数的初始值;采用迭代加权最小二乘算法将所述混合目标函数Q(f)重新定义为:其中,W为加权矩阵,且其初始值取为单位矩阵I;基于所述加权系数以及所述加权矩阵的初始值,采用最小二乘算法求取所述混合目标函数Q(f)′的最小值,进而得到匹配算子的初始值;根据所述匹配算子的初始值获取所述地震数据中的初始有效波数据与初始多次波数据。优选地,所述加权系数的初始值取为1。优选地,所述根据所述初始有效波数据与所述初始多次波数据确定加权系数,包括:根据所述初始有效波数据与所述初始多次波数据获取所述有效波与所述多次波的能量比,并基于所述能量比确定所述加权系数。优选地,在获取所述有效波与所述多次波的能量比时:以所述初始有效波数据中的所有点的取值的平方的和除以所述初始多次波数据中的所有点的取值的平方的和所得到的商为所述有效波与所述多次波的能量比。优选地,根据如下表达式确定所述加权系数λ:λ=e-PMR其中,PMR为所述有效波与所述多次波的能量比。优选地,所述基于所述加权系数以及所述混合目标函数获取最优匹配算子,包括:采用迭代加权最小二乘算法将所述混合目标函数Q(f)重新定义为:其中,W为加权矩阵;根据能量最小化原则确定所述加权矩阵的值;基于所述加权系数以及所述加权矩阵,采用最小二乘算法求取所述混合目标函数Q(f)′的最小值,进而得到所述最优匹配算子。优选地,所述根据所述最优匹配算子分离得到所述地震数据中的有效波与多次波,包括:基于如下表达式分离得到所述地震数据中的有效波基于如下表达式分离得到所述地震数据中的多次波其中,f′为最优匹配算子,d为原始的地震数据,M为预测的多次波数据。本申请的实施例还提供了一种用于分离地震数据中有效波与多次波的系统,包括:目标函数建立单元,其设置为基于L1范数与L2范数构建混合目标函数;初始值确定单元,其设置为基于所述混合目标函数获取地震数据中的初始有效波数据与初始多次波数据;加权系数确定单元,其设置为根据所述初始有效波数据与所述初始多次波数据确定加权系数;分离单元,其设置为基于所述加权系数以及所述混合目标函数获取最优匹配算子,并根据所述最优匹配算子分离得到所述地震数据中的有效波与多次波。与现有技术相比,上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果:通过构建基于L1范数与L2范数的混合目标函数以及根据地震数据中的有效波的初始值与多次波的初始值确定加权系数,计算得到用于地震数据中有效波与多次波分离的最优匹配算子,以对多次波进行分离。该方法能够充分适应实际地震数据中由于复杂多样的地质条件所导致的多次波存在的多样性,且能够有效提高叠前地震资料的信噪比,为后续地震资料处理提供高质量的叠前数据。本专利技术的其他优点、目标,和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述,并且在某种程度上,基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的,或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书,权利要求书,以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解,并且构成说明书的一部分。其中,表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案,但并不构成对本申请技术方案的限制。图1为根据本专利技术一实施例的用于分离地震数据中有效波与多次波的方法的流程示意图;图2为根据本专利技术另一实施例的用于分离地震数据中有效波与多次波的系统的结构示意图;图3a-图3c与图4为采用本专利技术实施例的方法与采用现有技术对简单一维模型的分离对比示意图;图5a-图5c与图6为采用本专利技术实施例的方法与采用现有技术对复杂海底模型的分离对比示意图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式,借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题,并达成相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征,在不相冲突前提下可以相互结合,所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。实际地震数据中产生多次波的地质条件很复杂,多次波存在的类型及表现形式也是多种多样,不仅有低阶次多次波,还有高阶次多次波,甚至有层间多次波。有效波与多次波的能量对比随时间和空间变化很大,特别是当地震有效波与多次波同相轴重叠时,压制多次波的自适应减方法甚至会伤害地震有效波,而且会剩余较强的多次波能量,影响地震多次波压制效果。关于地震有效波具有最小L2范数或者L1范数假设条件常常并不成立,如果只单独应用一种假设条件压制多次波,势必会影响多次波压制效果。针对该问题,本专利技术实施例中提出一种基于L2范数与L1范数构建混合目标函数以对多次波进行分离的方法,下面结合图1进行详细说明。如图1所示,为根据本专利技术一实施例的用于分离地震数据中有效波与多次本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于分离地震数据中有效波与多次波的方法,包括:基于L1范数与L2范数构建混合目标函数;基于所述混合目标函数获取地震数据中的初始有效波数据与初始多次波数据;根据所述初始有效波数据与所述初始多次波数据确定加权系数;基于所述加权系数以及所述混合目标函数获取最优匹配算子,并根据所述最优匹配算子分离得到所述地震数据中的有效波与多次波。

【技术特征摘要】
1.一种用于分离地震数据中有效波与多次波的方法,包括:基于L1范数与L2范数构建混合目标函数;基于所述混合目标函数获取地震数据中的初始有效波数据与初始多次波数据;根据所述初始有效波数据与所述初始多次波数据确定加权系数;基于所述加权系数以及所述混合目标函数获取最优匹配算子,并根据所述最优匹配算子分离得到所述地震数据中的有效波与多次波。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据如下表达式构建所述混合目标函数Q(f):其中,d为原始的地震数据,M为预测的多次波数据,f为匹配滤波算子,λ为加权系数,||·||1表示L1范数,表示L2范数。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基于所述混合目标函数获取地震数据中的初始有效波数据与初始多次波数据,包括:在[0,1]的取值范围内任取一个值作为所述加权系数的初始值;采用迭代加权最小二乘算法将所述混合目标函数Q(f)重新定义为:其中,W为加权矩阵,且其初始值取为单位矩阵I;基于所述加权系数以及所述加权矩阵的初始值,采用最小二乘算法求取所述混合目标函数Q(f)′的最小值,进而得到匹配算子的初始值;根据所述匹配算子的初始值获取所述地震数据中的初始有效波数据与初始多次波数据。4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述加权系数的初始值取为1。5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法,其特征在于,所述根据所述初始有效波数据与所述初始多次波数据确定加权系数,包括:根据所述初始有效波数据与所述初始多次波数据获取所述有效波与所述多次波的能量比,并基于所述能量比确定所述加权系数。6.根据权利要求5所述的方法,其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员:薛永安黄新武王勇陈习峰张浩东汤国松庞全康刘立民管文华潘成磊
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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