一种基于成像道集的绕射波分离成像方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109507732A(43)申请公布日2019.03.22(21)申请号201811321109.X(22)申请日2018.11.07(71)申请人中石化石油工程技术服务有限公司地址100029北京市朝阳区惠新东街甲六号第十二层申请人中石化石油工程地球物理有限公司(72)发明人朱生旺尹志恒许建国苏娟郑静静陶冶钟宇(74)专利代理机构北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙)11350代理人汤东凤(51)Int.Cl.G01V1/36(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图5页(54)发明名称一种基于成像道集的绕射波分离成像方法(57)摘要本发明公开了一种基于成像道集的绕射波分离成像方法，首先根据基础理论推导和理论模型研究得出一种基于成像道集的绕射波分离方法；其次为了后续正确的解释分析，保留一定比例反射波能量；最后用反演代替滤波的有效信号估计方法提高绕射波分离结果信噪比，由于需要在不同的数据域进行计算，直接求取绕射波的目标函数解计算量太大，该方法采用迭代方式求解。这种方法不仅有效的减小了计算量，而且由于成像道集的信噪比相对较高，可以提高弱绕射波的分离精度，从而增强绕射波分离的稳定性和分离结果的可靠性。CN109507732ACN109507732A权利要求书1/3页1.一种基于成像道集的绕射波分离成像方法，其特征在于：该方法的步骤是：S1、先根据基础理论推导和理论模型研究得出一种基于成像道集的绕射波分离方法；S2、为了后续正确的解释分析，保留一定比例反射波能量；S3、用反演代替滤波的有效信号估计方法提高绕射波分离结果信噪比，采用迭代方式求解。2.如权利要求1所述的基于成像道集的绕射波分离成像方法，其特征在于：所述步骤S1中，在成像道集上进行绕射波分离的基本原理是：将成像道集记录表示为反射波和绕射波之和，即s(x,t)＝r(x,t)+d(x,t)(1)由于绕射波成像后应收敛到绕射点位置，振幅在空间上表现为突变性，而连续界面的反射波成像后在空间上具有较好的连续性，于是s(x,t)中d(x,t)可视为振幅异常；从信号分析角度看,在频率-空间域,r(x,t)具有近似线性预测关系,而d(x,t)则表现为不可预测的噪声；因此,利用频率-空间域的线性预测关系可以由s(x,t)得到r(x,t)的估计进而得到d(x,t)的估计结果即根据傅立叶理论，时空域的任何信号都能由该域上的有限个数(N个)的平面波信号叠加来逼近，这里需要的N越大，则反映信号在空间上的变化越剧烈；N个平面波的叠加结果在频率空间域上具有线性预测关系，且预测算子长为N；频率空间域的预测算子长度和预测滤波误差反映信号在空间上的复杂程度，因此，信号的连续性可用线性可预测性来反映；记Nx×Nx矩阵对于待求的反射波R,一方面要求其要尽可能满足线性预测关系,另一方面又要与输入S接近,因此,取目标函数极小化上述目标函数，可得到方程(PHP+λI)R＝λS(7)2CN109507732A权利要求书2/3页这里PH为P的共轭转置,I为单位矩阵，λ是权衡R的可预测性和R与S的背离程度的参数,λ越小，则越强调待求信号R的线性预测关系的满足程度，相反，λ越大则越强调缩小R与输入S之间的差异；求解(7)便可得到反射信号R的一个估计；有了R，则由D＝S-R即得到D,最终将得到绕射波D(x,ω)的估计。3.如权利要求1所述的基于成像道集的绕射波分离成像方法，其特征在于：所述步骤S2中，保留部分反射波能量的方法是：为保留一定的反射波成分，将反演反射波的目标函数(6)改为对目标函数极小化，得到估算反射波的方程[PHP+(λ+μ)I]R＝λS或[PHP+(λ+μ)I]D＝(PHP+μI)S(9)这里D＝S-R为保留一定反射波能量的绕射波估计；在式9中，μ是确定反射波保留程度的参数，μ越大，则反射波保留越多；反之，μ越小，反射波保留越少；μ＝0，即为不含反射波成分的绕射波估计。4.如权利要求1所述的基于成像道集的绕射波分离成像方法，其特征在于：所述步骤S3中，提高绕射波分离结果信噪比的去噪方法是：不考虑成像精度的影响，在CRP道集中，绕射波应满足与反射波一致的时距方程，依此可建立在CRP道集域中沿偏移距方向的提取噪声的滤波算子Po；用Po对绕射波沿偏移距方向进行滤波，其值要尽可能小；为此，估算绕射波的目标函数可改为采用迭代方式求解：(1)设R0和D0分别是分离出的反射波和绕射波，分离前的数据为S，满足S＝R0+D0，并认为噪声主要留在D0中,即D0＝D+N,这里D代表绕射波有效成分，N是噪声；(2)在成像道集上，动效正后的绕射波应是振幅渐变的近似水平的同相轴，设沿水平方向的低通滤波算子为F，在理想情况下，要求D-FD＝0；FN＝0(11)