在地震資料偏移成像中,多次波(多次反射波)會降低成像質量,導致虛假同相軸和構造假象。處理多次波需要結合波場分離和壓制技術,以下是主要方法和開源算法參考:
1. 多次波處理的核心方法
(1) 基于波場分離的壓制
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預測減去法(SRME, Surface-Related Multiple Elimination)
- 原理:通過數據自相關預測多次波模型,再從原始數據中減去。
- 開源實現:
- SeisJava(Java庫,包含SRME模塊)
- Madagascar(開源地震處理軟件,提供多次波預測工具)
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逆散射級數法(ISS)
- 通過數學級數展開分離一次波和多次波,無需先驗速度模型。
- 參考代碼:部分算法在 SU(Seismic Unix) 中有實現。
(2) 基于濾波的壓制
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Radon變換(拋物線/雙曲線)
- 利用多次波與一次波在Radon域的差異進行濾波。
- 開源工具:
- PySeis(Python庫,支持Radon變換)
- SeismicLab(MATLAB工具箱,含Radon濾波)
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FK濾波
- 在頻率-波數域分離多次波(適用于規則多次波)。
- 實現:SU中的
fkdmo
模塊。
(3) 基于深度學習的壓制
- 使用U-Net等網絡區分一次波與多次波。
- 開源參考:
- OpenFWI(PyTorch框架下的地震數據訓練庫)
- SeisPro(GitHub上的地震處理DL項目)
2. 偏移成像中的多次波處理
在偏移階段,可通過以下方法減少多次波影響:
- 最小二乘偏移(LSM):通過迭代優化壓制噪聲和多次波(參考 Devito 框架)。
- 逆時偏移(RTM)結合多次波壓制:在成像條件中引入多次波衰減算子(如 OpenBorn 項目)。
- 數據域/圖像域聯合濾波:在偏移后圖像中應用Radon或FK濾波(SU中的
radon
或dipfilter
)。
3. 推薦開源工具
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Madagascar
- 提供SRME、Radon變換等模塊,支持從建模到處理的完整流程。
- 官網:https://www.ahay.org/
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Seismic Unix (SU)
- 包含FK濾波、Radon變換等經典工具。
- 官網:https://github.com/JohnWStockwellJr/SeisUnix
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PySeis 或 Obspy
- Python庫,適合快速測試濾波算法。
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Devito
- 基于符號計算的波動方程建模/偏移,可結合多次波壓制算子。
- 官網:https://www.devitoproject.org/
4. 關鍵注意事項
- 數據預處理:準確的動校正(NMO)和去噪能提升多次波壓制效果。
- 速度模型敏感性:SRME等方法依賴速度模型精度,需迭代優化。
- 混合策略:通常需要聯合多種方法(如SRME+Radon)應對復雜多次波。
通過合理選擇算法和開源工具,可以有效壓制多次波,提升偏移成像質量。