专利名称：利用分解波场方向性的逆时迁移反向散射噪声去除的制作方法
技术领域：
本公开涉及利用分解波场方向性来去除逆时迁移中的反向散射噪声以便生成地下区域的图像。
背景技术：
地球地下区域的图像可以利用地震波来生成。来自位于地球表面或者附近的一个或多个波源的地震波(例如，源波场)传播通过相邻的地下区域并被地质特征(例如，具有不同成分和/或传播属性的层)之间的界面反射或者散射回到地球表面。反射或散射的波被一个或多个波接收器接收(即，接收器波场)。然后，源和接收器波可被用于生成地下区域的图像。这种源和接收器相关成像条件可被应用于各种采集几何形状，例如，表面源-接收器几何形状、垂直地震剖面(VSP)几何形状、海底节点/电缆(0BN/0BC)几何形状和/或其它几何形状。逆时迁移是一种强大的方法，该方法利用在一个或多个方向上传播的波(例如，源波、反射和/或散射的接收器波和/或其它地震波)来成像。总的来说，逆时迁移可以通过对源波在时间上向前计算性地传播波动方程而对接收器波在时间上向后计算性地传播波动方程来执行。在逆时迁移中对首波或回转波应用传统成像条件会在有些图像位置(例如强阻抗收缩之上)导致不期望的反向散射噪声(例如，低波数假像)。这种反向散射噪声可能导致地下区域图像的模糊部分。反向散射噪声可能源于在相反方向上传播的源波场和接收器波场反射的交叉关联。图1说明了地下区域的图像100中浅层沉积物中的反向散射噪声的特性。这种反向散射噪声趋向于把结构图像弄脏并使得强反射器之上的解释困难。过去，已经提出了减轻浅层沉积物中的反向散射噪声的几种方法。这些方法可被分为两组修改成像条件和图像过滤。由于例如过度限制、计算昂贵和/或对于存在交叉事件的脆弱性，涉及修改成像条件的传统方法对于实际使用具有较多限制。涉及图像过滤的传统方法损害了真正的幅值处理，而且，这些方法的有效程度还依赖于结构复杂性、模型细节和采集设置。

发明内容
本公开的一个方面涉及一种用于生成地下区域的图像的计算机实现的方法。该方法可以包括分解两个或更多个波场以产生两个或更多个相应分解波场。所述两个或更多个波场可以包括源波场和接收器波场。该方法可以包括确定所述两个或更多个分解波场的方向性，以产生所述两个或更多个分解波场的相应方向依赖分量。该方法可以包括交叉关联一个或多个分解源波场的一个或多个方向依赖分量和一个或多个分解接收器波场的一个或多个方向依赖分量。该方法可以包括基于所述交叉关联而生成地下区域的图像。本公开的另一个方面涉及一种配置成生成地下区域的图像的系统。该系统可以包括配置成执行计算机程序模块的一个或多个处理器。所述计算机程序模块可以包括波场分解模块、波场方向性确定模块、交叉关联模块、图像生成模块和/或其它模块。波场分解模块可以配置成分解两个或更多个波场以产生两个或更多个相应分解波场。所述两个或更多个波场可以包括源波场和接收器波场。波场方向性确定模块可以配置成确定所述两个或更多个分解波场的方向性，以产生所述两个或更多个分解波场的相应方向依赖分量。交叉关联模块可以配置成交叉关联一个或多个分解源波场的一个或多个方向依赖分量和一个或多个分解接收器波场的一个或多个方向依赖分量。图像生成模块可以配置成基于由所述交叉关联模块执行的交叉关联而生成地下区域的图像。本公开的再一个方面涉及其上包含有指令的计算机可读存储介质。所述指令可以由处理器执行，以执行用于生成地下区域的图像的方法。该方法可以包括分解两个或更多个波场以产生两个或更多个相应分解波场。所述两个或更多个波场可以包括源波场和接收器波场。该方法可以包括确定所述两个或更多个分解波场的方向性，以产生所述两个或更多个分解波场的相应方向依赖分量。该方法可以包括交叉关联一个或多个分解源波场的一个或多个方向依赖分量和一个或多个分解接收器波场的一个或多个方向依赖分量。该方法可以包括基于所述交叉关联而生成地下区域的图像。当参考附图考虑以下描述和所附权利要求时，本技术的这些与其它特征和特点以及操作方法与相关结构元件的功能及部件的组合和制造的经济性将变得更加明显，其中所有附图都构成本说明书的一部分，其中相同的标号在各个图中都指定对应的部分。但是，应当清楚地理解，附图仅仅是为了说明和描述，而不是要作为对所述技术的限制的定义。如在本说明书中和权利要求中所使用的，除非上下文明确地另外指定，否则单数形式“一”、“一个”和“这个”也包括复数的所指对象。


图1说明了地下区域的图像中浅层沉积物中的反向散射噪声的特性。图2说明了根据本技术的一种或多种实施方式，配置成生成地下区域的图像的系统。图3A说明了其中利用传统图像过滤方法尝试去除反向散射噪声的地下区域的图像。图3B说明了其中利用本技术的一种或多种实施方式去除反向散射噪声的与图3A中相同的地下区域的图像。图4说明了根据本技术的一种或多种实施方式，用于生成地下区域的图像的方法。
具体实施例方式本技术可以在由计算机执行的系统和计算机方法的总体背景下描述和实现。这种可以由计算机执行的指令可以包括可以用于执行特定任务和处理抽象数据类型的程序、例程、对象、组件、数据结构和计算机软件技术。为了在多种计算平台和环境中应用，本技术的软件实现可以用不同的语言编码。应当认识到，本技术的范围和基本原理不限于任何特定的计算机软件技术。而且，本领域技术人员将认识到，本技术可以利用硬件和软件配置中的任何一种或者其组合来实践，包括但不限于具有单和/或多-处理器计算机处理器系统的系统、手持式设备、可编程消费者电子产品、微型计算机、大型计算机，等等。该技术还可以在分布式计算环境中实践，其中任务是由通过一个或多个数据通信网络链接的服务器或其它处理设备执行的。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储器存储设备的本地计算机存储介质和远程计算机存储介质两者中。而且，供计算机处理器使用的制造物品，例如⑶、预先记录的磁盘或者其它等效设备可以包括计算机程序存储介质和记录在其上的程序手段，所述程序手段用于指示计算机处理器便利本技术的实现和实践。这种设备和制造物品也落入本技术的精神和范围内。现在将参考附图描述本技术的实施方式。该技术可以很多方式实现，包括例如作为系统(包括计算机处理系统)、方法(包括计算机实现的方法)、装置、计算机可读介质、计算机程序产品、图形用户界面、门户网站或者有形地固定在计算机可读存储器中的数据结构。以下讨论本技术的几种实施方式。附图仅仅说明了本技术的典型实施方式，因此不应当认为是限制其范围和广度。图2说明了根据本技术的一种或多种实施方式，配置成生成地下区域的图像的系统。在示例性实施方式中，分解波场的波场方向性可以通过对源波场或接收器波场中的至少一个应用波场分离来确定。波场分解或分离可以利用数值变换来执行，这可以减少矩阵转置和存储器缓冲。波场的方向性可以利用在时间上相关的若干波场来估计。基于方向性的波场分量可被用作成像条件，以完全丢弃或减少不期望的反向散射噪声。在一种实施方式中，系统200包括电子储存器202、用户接口 204、一个或多个信息资源206、一个或多个处理器208和/或其它部件。在一种实施方式中，电子储存器202包括以电子方式存储信息的电子存储介质。电子储存器202的电子存储介质可以包括与系统200整体提供的(即，基本上不可拆卸的)系统储存器和/或经由例如端口(例如，USB端口、火线端口等)或驱动器(例如，磁盘驱动器等)可拆卸地连接到系统200的可拆卸储存器。电子储存器202可以包括光学可读存储介质(例如，光盘等)、磁性可读存储介质(例如，磁带、磁性硬驱、软驱等)、基于电荷的存储介质(例如，EEPR0M、RAM等)、固态存储介质(例如，闪存驱动器等)和/或其它电子可读存储介质中的一种或多种。电子储存器202可以存储软件算法、由处理器208确定的信息、经由用户接口 204接收的信息、从信息资源206接收的信息和/或使系统200能够正确工作的其它信息。电子储存器202可以是系统200内的独立部件，或者电子储存器202可以与系统200的一个或多个其它部件(例如，处理器208)整体提供。用户接口 204配置成提供系统200和用户之间的接口，通过该接口，用户可以向系统200提供信息以及从系统200接收信息。这使得数据、结果和/或指令以及任何其它可传送的项(统称为“信息”)能够在用户和系统200之间传送。如在此所使用的，术语“用户”可以指单个个人或者可以配合工作的一组个人。适于包括在用户接口 204中的接口设备的例子包括键区、按钮、开关、键盘、旋钮、杠杆、显示屏、触摸屏、扬声器、麦克风、指示灯、声音报警和打印机。在一种实施方式中，用户接口 204实际上包括多个单独的接口。应当理解，其它的硬连线或者无线通信技术也被本公开预期作为用户接口 204。例如，本公开预期用户接口 204可以与由电子储存器202提供的可拆卸存储接口集成。在这个例子中，信息可从可拆卸储存器(例如，智能卡、闪存驱动器、可拆卸磁盘等)加载到系统200中，使得用户能够定制系统200的实现。其它适于供系统200用作用户接口 204的示例性输入设备和技术包括，但不限于，RS-232端口、RF链路、IR链路、调制解调器(电话、电缆或者其它)。简而言之，用于与系统200传送信息的任何技术都被本公开预期作为用户接口204。信息资源206包括与地下区域相关的信息的一个或多个源和/或生成地下区域的图像的过程。作为非限制性的例子，一种信息资源206可以包括在感兴趣的地质体积或其附近采集到的地震数据、从其导出的信息和/或与该采集相关的信息。地震数据可以包括地震数据的单个迹线或者记录在从一个源传播通过地下区域的地震能量的一个通道上的数据。从地震数据导出的信息可以包括，例如，速度模型、与用于建模地震能量通过地下区域的传播的射束相关联的射束属性、与用于建模地震能量通过地下区域的传播的射束相关联的格林函数和/或其它信息。与地震数据的采集相关的信息可以包括，例如，与地震能量的源(例如，源波场)的位置和/或朝向、地震能量的一个或多个探测器或接收器(例如，接收器波场)的位置和/或朝向、由源生成能量并且导入地下区域的时间相关的数据和/或其它信息。处理器208配置成在系统200中提供信息处理能力。照此，处理器208可以包括数字处理器、模拟处理器、设计成处理信息的数字电路、设计成处理信息的模拟电路、状态机和/或用于以电子方式处理信息的其它机制中的一种或多种。尽管处理器208在图2中被示出为单个实体，但这仅仅是为了说明。在有些实现中，处理器208可以包括多个处理单元。这些处理单元可以物理地位于同一个设备或计算平台内，或者处理器208可以代表配合运行的多个设备的处理功能性。如图2中所示，处理器208可以配置成执行一个或多个计算机程序模块。这一个或多个计算机程序模块可以包括波场分解模块210、波场方向性确定模块212、交叉关联模块214、图像生成模块216和/或其它模块中的一个或多个。处理器208可以配置成通过软件；硬件；固件；软件、硬件和/或固件的某种组合；和/或用于配置关于处理器208的处理能力的其它机制来执行模块210、212、214和/或216。应当认识到，尽管模块210、212、214和216在图2中被说明为共同位于单个处理单元内，但是，在处理器208包括多个处理单元的实现中，模块210、212、214和/或216中的一个或多个的位置可以远离其它模块。以下所述由不同模块210、212、214和/或216提供的功能性的描述是为了说明而不是要作为限制，因为模块210、212、214和/或216中的任何一个都可以提供比所述更多或更少的功能性。例如，模块210、212、214和/或216中的一个或多个可被去除，而且其一些或全部功能性可由模块210、212、214和/或216中的其它模块来提供。作为另一个例子，处理器208可以配置成执行一个或多个附加模块，所述一个或多个附加模块可以执行以下归因于模块210、212、214和/或216之一的一些或全部功能性。波场分解模块210可以配置成分解一个或多个波场以产生一个或多个相应分解波场。在有些实施方式中，波场可以包括源波场或接收器波场中的一个或两者。在这种实施方式中，这一个或多个分解波场可以包括与源波场和/或接收器波场相关联的波场。波场分解模块210可以进一步配置成至少部分地通过对所述一个或多个波场执行数值变换来分解所述一个或多个波场。这种数值变换的例子可以包括快速傅立叶变换、窗口快速傅立叶变换和/或其它数值变换。
如以上所提到的，根据一些实施方式，窗口快速傅立叶变换可由波场分解模块210执行，以分解一个或多个波场以产生一个或多个相应分解波场。窗口快速傅立叶变换可对地下区域的一部分(即，地下子区域)中的波场执行，这可以降低计算成本。根据各种实施方式，这可以每次对地下区域的单个部分执行，或者同时对地下区域的多个部分执行。为了跨整个地下区域分解波场，两个或更多个地下子区域可被定义成具有重叠的边界点，这可以减轻存储器约束。幅度锥削可被用在边界点或其附近以减少截断的假像。在有些实施方式中，变换的进行可以不用窗口化，而是以高速缓冲友好的方式来实现高性能。地下区域中的波场的窗口化可以在时域和空域(即，时空域)中执行。地下子区域中的波场可被变换到频域。例如，基于波数和/或基于频率的计算可对地下子区域的变换后的波场执行，以区别上/下、左/右、前/后和/或在别的相反方向上传播的波。然后，波场可被变换回时空域作为分解波场。波场方向性确定模块212可以配置成确定一个或多个分解波场的方向性，以产生所述一个或多个分解波场的相应方向依赖分量。方向性可以包括指不波场在其中传播的方向(例如，上、下、左、右、对角线和/或其它方向)的信息。方向性可以通过使用在时间上相关的多个波场来测量。基于方向性，各个方向依赖分量可以作为对分解波场的调节而被选出。根据有些实施方式，可以选择在时间上向前传播的源波场和在时间上向后传播的接收器波场。选定的源波场和选定的接收器波场可在任意方向上在地下区域内物理传播。相对于传统方法，通过使用分解波场，可以更准确和健壮地确定方向性。波场方向性确定模块212可以进一步配置成利用一个或多个分解波场中的各个分解波场的多个时间状态来确定所述一个或多个分解波场的方向性。交叉关联模块214可以配置成交叉关联所述一个或多个分解波场的两个或更多个方向依赖分量。在示例性实施方式中，被交叉关联的两个或更多个方向依赖分量可以包括源波场和接收器波场。被交叉关联的两个或更多个方向依赖分量可以包括在时间上向前传播的源波场和在时间上向后传播的接收器波场。被交叉关联的两个或更多个方向依赖分量可以包括在任意方向上在地下区域内物理传播的波场。图像生成模块216可以配置成基于由交叉关联模块214执行的交叉关联来生成地下区域的图像。在示例性实施方式中，通过使用源波场和接收器波场的被交叉关联的方向依赖分量，使生成的图像没有反向散射噪声。相对于利用传统方法生成的图像，通过所述示例性实施方式生成的地下区域的图像可以具有更少的由于图像的一个或多个部分中的反向散射造成的噪声，而且可以更准确地保持图像的相位和幅值保真度。例如，图3a说明了其中利用传统图像过滤方法尝试去除反向散射噪声的地下区域的图像300。图3b说明了其中利用本技术的一种或多种实施方式去除反向散射噪声的、与图3a中相同的地下区域的图像302。值得指出的是，沉积物层具有更少的由于过滤造成的拖尾噪声或噪声残余，而且，相对于图像300，图像302中其幅值保真度提高了。图4说明了根据本技术的一种或多种实施方式，用于生成地下区域的图像的方法400。以下给出的方法400的操作旨在是示意性的。在有些实施方式中，方法400的实现可以具有未描述的一个或多个附加操作和/或没有所讨论的一个或多个操作。此外，图4中说明而且在以下描述的方法400的操作次序不是要作为限制。在有些实施方式中，方法400可以在一个或多个处理设备(例如，数字处理器、模拟处理器、设计成处理信息的数字电路、设计成处理信息的模拟电路、状态机和/或用于以电子方式处理信息的其它机制)中实现。所述一个或多个处理设备可以包括响应于以电子方式存储在电子存储介质上的指令而执行方法400的一些或全部操作的一个或多个设备。所述一个或多个处理设备可以包括通过硬件、固件和/或软件配置成被具体设计成用于执行方法400的一个或多个操作的一个或多个设备。在操作402，分解一个或多个波场以产生一个或多个相应分解波场。所述一个或多个波场可以包括源波场和接收器波场中的一个或两者。根据有些实施方式，可以执行波场分解模块210以执行操作402。在操作404，确定一个或多个分解波场的方向性以产生所述一个或多个分解波场的相应方向依赖分量。根据有些实施方式，可以执行波场方向性确定模块212以执行操作
404。在操作406，可以交叉关联所述一个或多个分解波场的两个或更多个方向依赖分量。在有些实施方式中，操作406可以通过交叉关联模块214的执行来执行。在操作408，基于在操作406中执行的交叉关联来生成地下区域的图像。照此，地下区域的图像可没有反向散射噪声。在有些实施方式中，可以执行图像生成模块216以执行操作408。尽管已经为了说明而基于当前被认为是实用实施方式的实施方式对本技术进行了具体描述，但是应当理解，这种细节仅仅是为了那个目的而且该技术不限于所公开的实施方式，相反，所述技术是要覆盖在所附权利要求的精神与范围之内的修改和等价布置。例如，应当理解，本公开内容预期任何实施方式的一个或多个特征都可以在可能的范围内与任何其它实施方式的一个或多个特征组合。
权利要求
1.一种用于生成地下区域的图像的计算机实现方法，该方法包括: 分解两个或更多个波场以产生两个或更多个相应分解波场，其中，所述两个或更多个波场包括源波场和接收器波场； 确定所述两个或更多个分解波场的方向性，以产生所述两个或更多个分解波场的相应方向依赖分量； 交叉关联一个或多个分解源波场的一个或多个方向依赖分量和一个或多个分解接收器波场的一个或多个方向依赖分量；以及 基于所述交叉关联来生成地下区域的图像。
2.如权利要求1所述的方法，其中，分解两个或更多个波场包括对一个或多个波场执行数值变换。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述数值变换是快速傅立叶变换。
4.如权利要求1所述的方法，其中，在确定所述两个或更多个分解波场的方向性的过程中，利用所述两个或更多个分解波场中的各个分解波场的多个时间状态。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所生成的图像没有反向散射噪声。
6.一种配置成生成地下区域的图像的系统，该系统包括: 配置成执行计算机程序模块的一个或多个处理器，所述计算机程序模块包括: 波场分解模块，配置成分解两个或更多个波场以产生两个或更多个相应分解波场，其中，所述两个或更多个波场包括源波场或接收器波场； 波场方向性确定模块，配置成确定所述两个或更多个分解波场的方向性，以产生所述两个或更多个分解波场的相应方向依赖分量； 交叉关联模块，配置成交叉关联一个或多个分解源波场的一个或多个方向依赖分量和一个或多个分解接收器波场的一个或多个方向依赖分量；以及 图像生成模块，配置成基于所述交叉关联模块所执行的交叉关联来生成地下区域的图像。
7.如权利要求6所述的系统，其中，所述波场分解模块进一步配置成至少部分地通过对所述两个或更多个波场执行数值变换来分解所述两个或更多个波场。
8.如权利要求7所述的系统，其中，所述数值变换是快速傅立叶变换。
9.如权利要求6所述的系统，其中，所述波场方向性确定模块进一步配置成利用所述两个或更多个分解波场中的各个分解波场的多个时间状态来确定所述两个或更多个分解波场的方向性。
10.如权利要求6所述的系统，其中，所生成的图像没有反向散射噪声。
11.一种其上包含有指令的计算机可读存储介质，所述指令可由处理器执行，以执行用于生成地下区域的图像的方法，该方法包括: 分解两个或更多个波场以产生两个或更多个相应分解波场，其中，所述两个或更多个波场包括源波场和接收器波场； 确定所述两个或更多个分解波场的方向性，以产生所述两个或更多个分解波场的相应方向依赖分量； 交叉关联一个或多个分解源波场的一个或多个方向依赖分量和一个或多个分解接收器波场的一个或多个方向依赖分量；以及基于所述交叉关联来生成地下区域的图像。
12.如权利要求11所述的计算机可读存储介质，其中，分解两个或更多个波场包括对所述一个或多个波场执行数值变换。
13.如权利要求12所述的计算机可读存储介质，其中，所述数值变换是快速傅立叶变换。
14.如权利要求11所述的计算机可读存储介质，其中，在确定所述两个或更多个分解波场的方向性的过程中，利用所述两个或更多个分解波场中的各个分解波场的多个时间状态。
15.如权利要求 11所述的计算机可读存储介质，其中，所生成的图像没有反向散射噪声。
全文摘要
地下区域的图像可以结合逆时迁移来生成，从而具有减少的反向散射噪声或者没有反向散射噪声。可以分解两个或更多个波场以产生两个或更多个相应分解波场。两个或更多个分解波场可以包括源波场和接收器波场。可以确定所述两个或更多个分解波场的方向性，以产生两个或更多个分解波场的相应方向依赖分量。可以交叉关联一个或多个分解源波场的一个或多个方向依赖分量和一个或多个相应分解接收器波场的一个或多个方向依赖分量。可以基于所述交叉关联来生成地下区域的图像。
文档编号G01V1/28GK103080775SQ201180041763
公开日2013年5月1日 申请日期2011年8月3日 优先权日2010年8月31日
发明者刘伟 申请人:雪佛龙美国公司