基于seismic interferometry的海上勘探数据重建方法研究

本项目基于Seismic Interferometry(SI)理论，研究海上勘探数据的重建问题。本项目不同于其它基于几何倾角等信息或通过求解某个目标函数来进行插值的现有方法，而是利用海上数据自身的物理性质与内在联系，通过SI理论，使数据中的自由表面多次波信息与反射波等信息相互作用，并应用非稳态预测误差滤波器提高信噪比，最终得到重建结果。研究流程为：首先研究SI理论，建立海上拖缆采集和海底地震仪(OBS)采集数据的重建方法；其次，研究实际采集参数对重建结果信噪比的影响，指导生产应用；再次，基于前两步的方法，联合使用已有采集数据与基于海底深度模型计算得到的Green函数，实现对二维任意位置数据的重建；最后，研究三维情况下SI理论中震源积分路径与待重建数据方位角之间的关系，实现三维数据的重建。本项目旨在建立一套快速有效的海上勘探数据重建方法，有助于提高海上油气勘探资料处理的精确度

本项目基于地震波干涉理论（Seismic Interferometry），研究海洋勘探数据（海上拖缆和海底OBS采集数据）的插值重建问题，主要取得了以下四个方面的研究成果：（1）建立了完全基于原始数据和地震波干涉理论的海洋勘探数据插值重建的基本方法，推导了海上拖缆采集和海底OBS采集的勘探数据插值重建公式。（2）建立了基于模型Green 函数和地震波干涉理论的二维海洋勘探数据插值重建方法。在进行海洋勘探时，通常可以获得较为精确的海底深度模型，并可由此获得基于海底深度模型的正演地震波场（模型Green函数）。联合使用模型Green函数和原始勘探数据，可以实现二维海洋勘探任意位置的数据重建。此外，联合采用非稳态预测误差滤波器和Curvelet变换方法提高了插值重建结果的信噪比，并采用基于Curvelet变换的最小二乘匹配滤波算法修正了插值重建结果的子波形状。（3）建立了基于模型Green函数和地震波干涉理论的三维海洋勘探数据插值重建方法，并对SEG岩丘模型数据进行了测试，获得了较好的效果。（4）建立了可提高插值重建结果信噪比的快速Curvelet变换去噪方法以及相应的最小二乘匹配滤波算法。常规Curvelet变换去噪方法计算速度较慢，不能满足大规模三维实际资料处理的要求，本项目建立了快速Curvelet变换方法，与常规Curvelet变换方法相比，在保持去噪效果的同时，计算速度提高了30余倍。. 本项目已发表SCI收录的勘探地球物理领域国际权威期刊《Geophysics》一篇，还有两篇文章已被SCI收录期刊《地球物理学报》接收，将分别发表在2013年第3期和第4期。此外，本项目已发表国际会议文章一篇（发表于第81届勘探地球物理学家学术年会：81st SEG Annual Meeting）。以上四篇文章均将本项目标注为第一资助。在本项目进行期间，项目负责人获得了中国地球物理学会2012年度傅承义青年科技奖，此外，项目负责人还应邀担任本领域权威期刊Geophysics编委一职（Special Editor）。本项目注重理论和实际相结合，已将本项目的理论成果开发为基于GPU的数据插值重建软件和快速Curvelet变换去噪软件，并获得了两项计算机软件著作权登记证书。本项目三维海洋勘探数据插值重建方法以及快速Curvelet变换去噪方法的成果目前还在整理中，拟在近期投出。