本发明专利技术公开了多波的波场分离与合成的方法和系统，其中，所述方法包括：将一定时窗内纵波／横波所在象限内所有波矢量进行矢量叠加，根据叠加矢量获得纵波／横波单位波矢量；对于时窗内某一时刻，将纵波／横波矢量在Ｒ与Ｚ轴方向分别分解，再以纵波／横波矢量的方向组成仿射坐标系，将分解后分别得到的纵波／横波矢量依据其分别与Ｒ、Ｚ轴方向的夹角转换到仿射坐标系下；根据单位波矢量，对时窗内某一时刻纵波／横波矢量进行分解，获取仿射坐标系下纵波／横波矢量与相应单位波矢量平行的部分进行输出。本发明专利技术能够分离纵、横波矢量波场，并恢复其矢量振幅，对噪音进行压制，提高了地震数据分析的准确度，满足地震数据分析和解释的需要。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于地震数据分析领域，具体地说，涉及一种多波的波场分离与合成的方 法和系统。
技术介绍
对于陆上多分量地震勘探来说，由于低速带的存在，可以假设垂直分量主要接收 纵波，水平分量主要接收横波。但是这种假设在低速带较浅的地区难以成立，尤其当偏移距 较大时，会产生一种称为“波型泄漏”的效应，即水平分量与垂直分量都接收到纵波与横波 的部分偏振投影。压制“波型泄漏”的效应，即纵、横波波场分离，是多分量地震数据处理的 一个重要方面，也是难点所在。目前发展的算法主要有两大类一类是基于波场“域”转换的方法，典型的方法有 在f_k域滤波、tao-p域滤波等；另一类是基于地震波振动特性(极化特性)不同的滤波方 法，例如偏振方向滤波、协方差矩阵特征值分析或解析信号分析极化滤波等。例如，专利技术专利(公开号CN1404582A)是基于波动方程上下行波的分解，在 Dankbaar. J. W. M.发表于 1985 年的文章(Geophys. Prosp. 33 :970_986)方法的基础上， 通过波动方程的求散度和旋度的变换，分解涨缩P波和剪切S波；只是该专利技术克服了 Dankbarr方法对于浅层低、降速带不适应问题，通过浅层速度结构的求取，校正了浅层各向 异性或不均一性对深层纵、横波场分离所产生的误差。专利(公开号CN101251603A)公开保护的是基于速度分析方法，通过二分量的波 场投影实现x、z分量的波场分离。该技术方法在波型泄漏不严重和地震数据信噪比较好地 区可以使用。但是该技术只能对二分量进行处理，忽略了实际采集数据的三分量特征；在 不断速度分析和抽道集过程中，不合理的速度比模型会破坏该方法的效果；重要的是该方 法严重损伤了三分量地震信号所具有的矢量特征，保幅性差，不利于后续的解释与反演。此 外，在波型泄漏严重的地区，或地表复杂信噪比较差的地区，尤其是浅层低、降速带厚度较 薄的地区，该技术无法实现完全的波场分离，并且无法得到真振幅，无法保持振动信号矢量 特征的性能。专利(公开号CN101630017A)公开保护的是针对VSP数据的波场分离技术，通过 仿射坐标变换实现。针对地面三分量地震勘探数据，该专利提出了一种仿射坐标变换和波 场分离的实现方法与技术路线，但是该专利技术只能实现波场的分离，不能实现之后的再 合成，无法真正有效地恢复波场的全振幅属性。以上方法都能在一定程度上实现波场分离，但是对于“波型泄漏”较为严重的多 波地震数据，压制各分量上的“波型泄漏”效应后留下的波型，如Z分量上的纵波与R分量 (径向分量)上的横波也只是该波型的部分投影，其振幅并不是真振幅，所以在波场分离的 同时应该考虑如何去恢复纵、横波的矢量振幅。纵、横波都是矢量波场，恢复其矢量振幅的关键是求解正确的波矢方向。在某一时 刻，纵波与横波具有完全不同的波矢方向，理论上它们都是线性偏振的；但是为了保留储层5的各向异性信息，实际的多分量地震数据采集采用了无组合的单点接收方式，多分量地震 数据往往具有较低的信噪比，使得某一时窗内地震波的振动轨迹杂乱无章，导致波矢方向 求解的难度。综上，现有技术进行波场分离后，虽然可以在一定程度上获得压制噪声后的地震 波数据，但是由于其无法实现完全的波场分离，并且无法得到真振幅，从而导致了地震波中 一部分有效数据的损失，造成了地震数据分析时精确性不足。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种多波的波场分离与合成的方法和系统，基 于仿射坐标系旋转变换的纵、横波矢量波场分离与合成，能够在信噪比较低时求解纵、横波 的波矢方向，进而分离纵、横波矢量波场，并恢复其矢量振幅，对噪音进行压制。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种矢量波场分离与合成方法，包括将一 定时窗内纵波/横波所在象限内纵波/横波所有波矢量进行矢量叠加，根据叠加后得到的 矢量获得纵波/横波单位波矢量；对于所述时窗内的某一时刻，针对R-O-Z坐标系将所述时 刻地震波的纵波矢量和横波矢量在R与Z轴方向分别分解，再以所述纵波矢量与横波矢量 的方向组成非正交的仿射坐标系，将R-O-Z坐标系下延R与Z轴方向分解后分别得到的纵 波矢量和横波矢量依据其分别与R、z轴方向的夹角转换到仿射坐标系下；根据所述纵波单 位波矢量和横波单位波矢量，对所述时窗内某一时刻的仿射坐标系下纵波矢量和横波矢量 进行分解，获取所述仿射坐标系下纵波矢量和横波矢量与纵波单位波矢量和横波单位波矢 量平行的部分进行输出，即为有效信号分量。进一步的，所述地震波的出射方向位于R-O-Z坐标系平面内，Z轴方向与地面垂直 向上，所述R轴沿地面方向与Z轴构成右手坐标系，0点为地震波地表出射点。进一步的，将一定时窗内纵波/横波所在象限内纵波/横波所有波矢量进行矢量 叠加，根据叠加后得到的矢量获得纵波/横波单位波矢量的步骤，包括对纵波所在象限取 角平分线矢量，在一所述象限内把与所述角平分线矢量的夹角小于90°的纵波的波矢量叠 加得到Cl1，在另一所述象限内把与所述角平分线矢量的夹角大于90°的纵波的波矢量叠加 得到d2 ；根据所述Cl1和d2初步获得纵波单位波矢量Dp ；对横波所在象限取角平分线矢量， 在一所述象限内把与所述角平分线矢量的夹角小于90°的横波的波矢量叠加得到Cl1，在另 一所述象限内把与所述角平分线矢量的夹角大于90°的横波的波矢量叠加得到d2 ；根据所 述Cl1和d2初步获得横波单位波矢量Ds。进一步的，包括如果所述纵波的所有波矢量位于一、三象限，取第一象限的角平 分线矢量D =；把第一象限内与D夹角小于90°的全部波矢量叠加得到(I1 ； 把第三象限内与D夹角大于90°的全部波矢量叠加得到d2，然后根据所述Cl1和d2得到纵 波单位波矢量Dp= (Cl1-Cl2)/I Cl1-Cl2 ；如果所述横波的所有波矢量位于二、四象限，取第四象 限的角平分线矢量D = lA/^es-l/VIez ；把第二象限内与D夹角小于90°的全部波矢量叠 加得到Cl1 ；把第四象限内与D夹角大于90°的全部波矢量叠加得到d2，然后根据所述Cl1和 d2得到横波单位波矢量Ds = (Cl1-Cl2) / I Cl1-Cl21。进一步的，包括如果所述横波的所有波矢量位于一、三象限，取第一象限的角平分线矢量 ；把第一象限内与D夹角小于90°的全部波矢量叠加得到(I1 ；把第三象限内与D夹角大于90°的全部波矢量叠加得到d2，然后根据所述Cl1和d2得到横 波单位波矢量Ds= (Cl1-Cl2)/I Cl1-Cl2 ；如果所述纵波的所有波矢量位于二、四象限，取第四象 限的角平分线矢量D = l/V^ -l/V2ez ；把第二象限内与D夹角小于90°的全部波矢量叠 加得到Cl1 ；把第四象限内与D夹角大于90°的全部波矢量叠加得到d2，然后根据所述Cl1和d2得到纵波单位波矢量 进一步的，包括对所述初步获得的纵波单位波矢量/横波单位波矢量，再用所述 纵波单位波矢量/横波单位波矢量替换相应的角平分线矢量进行矢量叠加处理，经过若干 次迭代得到横波单位波矢量/横波单位波矢量。进一步的，所述对于所述时窗内的某一时刻，针对R-O-Z坐标系将这一时刻地震 波的纵波矢量和横波矢量在R与Z轴方向分别分解，再以所述纵波矢量与本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种矢量波场分离与合成方法，其特征在于，包括：将一定时窗内纵波／横波所在象限内纵波／横波所有波矢量进行矢量叠加，根据叠加后得到的矢量获得纵波／横波单位波矢量；对于所述时窗内的某一时刻，针对Ｒ－Ｏ－Ｚ坐标系将所述时刻地震波的纵波矢量和横波矢量在Ｒ与Ｚ轴方向分别分解，再以所述纵波矢量与横波矢量的方向组成非正交的仿射坐标系，将Ｒ－Ｏ－Ｚ坐标系下延Ｒ与Ｚ轴方向分解后分别得到的纵波矢量和横波矢量依据其分别与Ｒ、Ｚ轴方向的夹角转换到仿射坐标系下；根据所述纵波单位波矢量和横波单位波矢量，对所述时窗内某一时刻的仿射坐标系下纵波矢量和横波矢量进行分解，获取所述仿射坐标系下纵波矢量和横波矢量与纵波单位波矢量和横波单位波矢量平行的部分进行输出，即为有效信号分量。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王赟，芦俊，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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