将正交化滤波应用于波场分离制造技术

本公开描述了用于将正交化滤波应用于波场分离的方法和系统，包括计算机实现的方法、计算机程序产品和计算机系统。一种计算机实现的方法包括：获得多分量波场；对多分量波场执行波场分离以获得分离的波场；以及将局部正交化权重(LOW)滤波应用于经分离的波场以获得经滤波的波场。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】将正交化滤波应用于波场分离优先权要求本申请要求于2017年11月13日递交的美国专利申请No.15/810,779的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本公开涉及地震数据处理，更具体地涉及将正交化滤波应用于波场分离。
技术介绍
P波场和S波场分离已被用于分离时域和空域中的弹性多分量波场。然而，在经分解的波场中仍剩余相当多的残余能量。
技术实现思路
本公开描述了用于将正交化滤波应用于波场分离的方法和系统，包括计算机实现的方法、计算机程序产品和计算机系统。一种计算机实现的方法包括：获得多分量波场；对多分量波场执行波场分离以获得分离的波场；以及，将局部正交化权重(LOW)滤波应用于经分离的波场以获得经滤波的波场。这个方面的其他实施方式包括：均被配置为执行所述方法的动作的对应的计算机系统、设备、以及在一个或多个计算机存储装置上记录的计算机程序。一个或多个计算机的系统可以被配置为：依靠在该系统上安装在操作时使得该系统执行动作的软件、固件或硬件，或软件、固件或硬件的组合来执行特定的操作或动作。一个或多个计算机程序可以被配置为：依靠包括在由数据处理设备执行时使得该设备执行动作的指令来执行特定的操作或动作。前述和其他实施方式均可以可选地单独或以组合方式包括以下特征中的一项或多项：与一般实施方式可组合的第一方面，包括：基于经滤波的波场生成深度图像。与前述方面中的任一方面可组合的第二方面，其中，使用基于一阶二维弹性波动方程的时域弹性波传播模型来形成所述多分量波场，并且所述多分量波场包括水平分量和竖直分量。与前述方面中的任一方面可组合的第三方面，其中，经分离的波场包括所述水平分量的P波场、所述竖直分量的P波场、所述水平分量的S波场或所述竖直分量的S波场中的至少一项。与前述方面中的任一方面可组合的第四方面，包括：将一阶二维弹性波动方程解耦为分离的P波分量和S波分量；以及，基于经解耦的一阶二维弹性波动方程来分离所述多分量波场。与前述方面中的任一方面可组合的第五方面，其中，以应力和质点速度公式来书写一阶二维弹性波动方程，并且使用提供水平分量和竖直分量两者的P波应力和质点速度的与压缩波分量相关联的一组方程来对所述一阶二维弹性波动方程执行解耦。与前述方面中的任一方面可组合的第六方面，其中，应用LOW滤波包括：对于经分离的波场中的每个波场：计算局部正交化权重；以及，通过将计算出的所述局部正交化权重应用于所述多分量波场的对应分量来获得经滤波的波场。与前述方面中的任一方面可组合的第七方面，其中，所述波场分离是使用P波场和S波场分离方法执行的。尽管通常被描述为在处理和转换相应数据的有形介质上实现的计算机实现的软件，但是所述方面中的一些或全部可以是计算机实现的方法，或者还被包括在用于执行所描述的功能的相应的系统或其他装置中。在附图和以下描述中阐述了本公开的这些和其他方面以及实施方式的细节。本公开的其他特征和优点将通过说明书和附图以及权利要求而显而易见。附图说明图1示出根据一些实施方式的水平波场和垂直波场的示例快照。图2示出根据一些实施方式的经分离的P波场和S波场的示例快照。图3是示出根据一些实施方式的信号和噪声之间的示例正交性的图。图4示出根据一些实施方式的经滤波的P波场和S波场的示例快照。图5是示出根据一些实施方式将正交化滤波应用于波场分离的示例方法的流程图。图6示出根据一些实施方式的归一化梯度方向的示例快照。图7是示出根据一些实施方式的用于提供与如本公开中描述的算法、方法、功能、处理、流程和过程相关联的计算功能的示例计算机系统的框图。各附图中相似的附图标记和标志指示相似的要素。具体实施方式以下详细描述描述了将正交化滤波应用于波场分离，并且被呈现为使得本领域技术人员能够做出和使用在一个或多个具体实施方式的上下文中所公开的主题。可以做出所公开的实施方式的各种修改、改变和置换并且对本领域普通技术人员将显而易见，并且在不背离本公开的范围的情况下，所定义的一般原理可以应用于其他实施方式和应用。因此，本公开不旨在被限制在所描述或所示出的实施方式，而是要根据与所公开的原理和特征一致的最宽的范围。在弹性波传播建模中，弹性波型(例如，P波场和S波场)的复杂同时传播相互干扰，并且可以在多分量地震成像和速度模型建立期间引起伪影。因此，P波场和S波场分离已被用于分离时域和空域中的弹性多分量波场。基于经解耦的波动方程(即经解耦的传播方法)的波场分离在数值建模期间分离P波方程和S波方程。与其他波场分离方法(例如，选择性衰减方法)相比，经解耦的传播方法在计算成本、存储器使用和数值稳定性上显示出有竞争力的性能。另外，由于在数值建模期间隐式地执行两个波型(即P波场和S波场)的解耦，所以经解耦的传播方法比使用弹性波传播建模的其他方法容易和高效地实现。尽管经解耦的波动方程分离了P波场和S波场，但是在经分离的波场中会观测到例如由S波转换和反射而生成的伪影。因此，经解耦的传播方法在例如速度模型建立和深度成像中未被广泛使用。所描述的方法提供一种波场分离和滤波方法(也被称为经滤波的波场分离方法)。所描述的波场分离和滤波方法将基于经解耦的波动方程的弹性波场分离方法与局部正交化权重(LOW)滤波方法进行组合。例如，在波场分离过程之后应用LOW滤波，以提高信噪比，对各个经分离的波场分量中的信号泄漏进行补偿。将经解耦的波动方程用于波场分离过程，以在弹性数值建模期间高效且准确地经分离的P波场和S波场。另外，将LOW滤波应用于经分离的波场，以消除在弹性数值建模期间生成的伪影(falseartifact)。因为消除了伪影，所以可以将上述波场分离和滤波方法用于例如弹性波场建模、弹性全波形反演(EFWI)和弹性逆时迁移(ERTM)中，以获得更清晰的图像。使用经解耦的波动方程的波场分离通常，对于弹性各向同性的介质，采用应力和质点速度(particle-velocity)公式的一阶二维弹性波动方程被表示为：Dtvx＝b(Dxτxx+Dzτxz)(1)Dtvz＝b(Dxτxz+Dzτzz)(2)用于质点速度分量，以及Dtτxx＝(λ+2μ)Dxvx+λDzvz(3)Dtτzz＝(λ+2μ)Dzvz+λDxvx(4)Dtτxz＝μ(Dxvx+Dzvz)(5)用于应力分量，其中相应地，(x，z)表示二维空间坐标，t表示时间，b为浮力(即密度ρ的倒数)，并且λ和μ表示拉梅系数。v和τ分别是质点速度分量和应力分量。尽管本公开出于示例的目的引用了采用应力和质点速度公式的一阶二维弹性波动方程，但本文档的主题内容可以应用于其他类型的波动方程。经解耦的传播方法可用于将所述弹性波动方程(即，方程(1)至方程(6))重写为经分离的P波分量和S波分量。例如，可以使用与压缩波分量有关的附加方程来解耦所述弹性波动方程、以及提供用于水平分量和竖直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：/n获得多分量波场；/n对所述多分量波场执行波场分离以获得经分离的波场；以及/n将局部正交化权重LOW滤波应用于经分离的波场以获得经滤波的波场。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171113 US 15/810,7791.一种方法，包括：
获得多分量波场；
对所述多分量波场执行波场分离以获得经分离的波场；以及
将局部正交化权重LOW滤波应用于经分离的波场以获得经滤波的波场。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于经滤波的波场计算深度图像。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，使用基于一阶二维弹性波动方程的时域弹性波传播模型来形成所述多分量波场，并且所述多分量波场包括水平分量和竖直分量。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，经分离的波场包括所述水平分量的P波场、所述竖直分量的P波场、所述水平分量的S波场或所述竖直分量的S波场中的至少一项。


5.根据权利要求3所述的方法，其中，执行波场分离包括：
将所述一阶二维弹性波动方程解耦为分离的P波分量和S波分量；以及
基于经解耦的一阶二维弹性波动方程来分离所述多分量波场。


6.根据权利要求5所述的方法，其中，以应力和质点速度公式来书写一阶二维弹性波动方程，并且使用提供水平分量和竖直分量两者的P波应力和质点速度的与压缩波分量相关联的一组方程来对所述一阶二维弹性波动方程执行解耦。


7.根据权利要求3所述的方法，其中，应用所述LOW滤波包括：
对于经分离的波场中的每个波场：
计算局部正交化权重；以及
通过将计算出的所述局部正交化权重应用于所述多分量波场的对应分量来获得经滤波的波场。


8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述波场分离是使用P波场和S波场分离方法执行的。


9.一种装置，包括：
存储器；以及
处理单元，所述处理单元被布置成执行包括以下项的操作：
获得多分量波场；
对所述多分量波场执行波场分离以获得经分离的波场；以及
将局部正交化权重LOW滤波应用于经分离的波场以获得经滤波的波场。


10.根据权利要求9所述的装置，所述操作还包括：基于经滤波的波场来计算深度图像。

【专利技术属性】
技术研发人员：郑宇敦，康斯坦丁诺斯·钦戈斯，金永成，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA