一种三分量VSP波场分离方法

摘要

本发明利用三分量VSP记录上不同波场具有不同偏振方向和不同传播方向的特点，采用两步法实现不同波场的高保真分离。首先通过基于射线追踪的偏振滤波实现部分分离，把复杂波场记录分离为简单波场记录；然后利用简单波场记录中不同波场传播方向相反的特点，通过方向滤波实现波场的完全分离。用本发明进行三分量VSP波场分离具有高保真的优点，适合于各种高精度VSP处理。

主权项

一种三分量VSP波场分离方法，所述方法通过基于射线追踪的偏振滤波，把包含下行纵波、下行横波和上行纵波、上行横波的复杂波场分解为只包含下行纵波和上行横波或只包含上行纵波和下行横波的简单波场；然后根据简单波场中不同波的传播方向截然相反的特点，进行方向滤波，最终达到波场分离的目的；具体的方法过程是：A基于射线追踪的偏振滤波步骤：●通过偏振滤波获取下行波场步骤：(a)采用以下公式计算下行波的在某一深度处的入射角θ＝arctan(x/h)，式中θ既是下行波对检波器的入射角，也是坐标旋转角，x为激发点到井口的距离，h为检波器下井深度；(b)将θ代入(5)、(6)两式，公式见下：Uz1＝Upz×Cosθ+Upx×Sinθ-Usz×Cosθ+Usx×Sinθ，(5)Ux1＝-Upz×Sinθ+Upx×Cosθ+Usz×Sinθ+Usx×Cosθ，(6)对相应深度处检波器道的所有时间采样点进行坐标旋转：将检波器的坐标XOZ旋转到X1OZ1，即令旋转后的检波器坐标之Z轴与入射线平行；X1OZ1为下行波射线坐标，则Z分量只含纵波，而X分量只含横波，即纵横波是分离的；(c)循环上述步骤(a)-(b)，对所有深度处检波器道进行处理，即完成下行波的提取；●通过偏振滤波获取上行波场步骤：在目的层以上，按着一定的深度间隔计算上行波的旅行时和对检波器的入射角，然后通过内插确定每个采样点处上行波对检波器的入射角；最后利用(5)、(6)式进行坐标旋转，把实际记录数据变换到虚拟的上行波射线坐标；上行波提取的具体步骤是：(a)对同一口井的零偏VSP资料，进行初至拾取，计算层速度，并建立井周速度模型；(b)对每一个记录道，计算该道以下所有检波器深度处之反射界面的上行波对本深度处检波器的入射角，以及到本检波器的旅行时；入射角及旅行时的计算采用厚层层状模型，采用厚层层状模型时，利用现有的射线追踪方法计算入射角和旅行时；(c)利用上述计算得到的一系列时间-角度对，在时间方向做线性内插，得到本记录道中所有有效时间采样处的上行波入射角，目的层以下所有采样点的上行波入射角取目的层上行波的入射角；(d)将上一步得到的各采样点的上行波入射角，带入公式(5)、(6)，公式见下：Uz1＝Upz×Cosθ+Upx×Sinθ-Usz×Cosθ+Usx×Sinθ，(5)Ux1＝-Upz×Sinθ+Upx×Cosθ+Usz×Sinθ+Usx×Cosθ，(6)计算该道所有时间采样点处旋转后的波场值，旋转后的检波器坐标之Z轴与出射线平行，其中X1OZ1为上行波射线坐标，Z分量只含纵波，而X分量只含横波，即纵横波是分离的；(e)重复(b)-(d)得到所有记录道的旋转结果，即将接收点坐标旋转到上行波射线坐标的结果，其上行波得到最大加强，并实现了上行纵波与上行横波的分离；B方向滤波方法步骤：采用中值滤波、速度滤波、F-K滤波方法。