全文摘要
本发明涉及一种基于双凸优化稀疏约束的混合震源数据一次波分离方法，先由观测系统设定的震源激发排列信息，分析组成混合震源地震数据的各个地震数据的对应时差；利用获得的激发延时序列构建频率域的混合震源激发延时算子；在传统的一次波‑多次波物理正演模型中引入混合震源激发延时算子从而构建新的混合震源一次波‑多次波物理正演模型，再通过正演模型构建混合震源一次波分离目标函数；引入L1范数双凸优化约束条件，将反演过程变换到三维稀疏域进行混合震源一次波‑多次波的解构；通过分离后的震源子波算子和地下一次波响应交替迭代反演获得最终结果。该方法在实现炮分离的同时完成一次波分离，极大的节省了处理成本，为后续地震成像与解释奠定了基础。
主设计要求
1.一种基于双凸优化稀疏约束的混合震源数据一次波分离方法，其特征在于，包括以下步骤：a、提取混合震源采集观测系统的混合震源激发的延迟时差；b、利用混合震源的激发延迟时差，构建频率域的混合震源延迟算子其中，S代表频率域的震源子波算子，Γbl代表频率域混合震源延时算子，Sbl代表频率域混合震源子波算子其中，P代表传统的未经混合的地震记录，Pbl代表混合震源地震记录的频率域表现形式；c、利用非混采地震记录构建传统的一次波-多次波正演模型P＝X0S+X0RP其中，P代表传统的地震记录，X0代表地下介质的一次波响应，S代表震源子波算子，R代表地层的反射系数算子；随后，我们在正演模型中引入混合震源延迟算子从而构建混合震源一次波-多次波正演模型Pbl＝X0Sbl+X0RPbl其中，Pbl代表混合震源地震记录，X0代表地下介质的一次波响应，Sbl代表混合震源子波算子，R代表地层的反射系数算子,一般将反射系数视为-1；d、在上述正演模型中输入混合震源原始地震记录Phl，并根据正演模型构建目标函数进行一次波分离pbl和x0分别代表输入混合震源地震波场数据列向量和地下一次波响应列向量；代表矩阵和向量的Kronecker乘积；BlockDiag代表在频率域生成对角线的块状矩阵；ft和ft*分别代表能够实现对波场数据进行时间域-频率域正反变换的傅里叶正反变换算子；e、在目标函数反演过程中引入L1范数的双凸优化反演集合作为地下一次波响应分离反演的约束条件x0←argmin\\|\\|x0\\|\\|1s.t.\\|\\|pbl-Ax0\\|\\|2≤σ使用上式对混采数据的地下一次波响应进行分离估计，将地下一次波响应和混合震源子波算子设为零，然后代入到改进后的目标函数中，先对地下一次波响应算子进行求解，获得地下一次波响应的初次迭代值x0；f、将地下一次波响应的初次迭代值代入S←argmin\\|\\|pbl-X0RPbl\\|\\|求取分离后的震源算子的估计值；g、将获得的震源算子估计值带入改进好的目标函数中并引入三维稀疏条件，进行地下一次波响应的求解其中，C为三维稀疏变换,通过反演过程获得的混合震源一次波分离结果的系数值，c0代表稀疏系数；h、计算目标函数残差，如果目标函数残差大于设定值，返回步骤g；直到目标函数的残差小于设定值σ即可跳出循环；然后将最终获得地下一次波响应和震源子波算子进行褶积即可求得所求的混合震源一次波分离结果。
设计方案
1.一种基于双凸优化稀疏约束的混合震源数据一次波分离方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、提取混合震源采集观测系统的混合震源激发的延迟时差；
b、利用混合震源的激发延迟时差，构建频率域的混合震源延迟算子
设计说明书
技术领域
本发明属于地球物理勘探技术领域，具体涉及一种混合震源地震数据的一次波分离方法，特别涉及一种基于双凸优化稀疏约束的混合震源数据一次波分离方法。
背景技术
混合震源采集是一种新兴的地震采集方式，其通过人为缩短每一次震源激发的时间间隔，达到高效、高密度采集的目的。同传统的地震数据采集方式相比，混合震源采集具有采集成本小，节省时间的特点。但是，由于混采不考虑炮集间的干扰，所以炮集数据中一般包含两炮以上的传统未混合单震源数据，增加了后续地震数据处理的进一步解释的难度。同时，由于海上地震数据多次波发育明显，多次波作为一种相干噪声，会降低地震数据的信噪比，降低地震数据处理与解释的准确度与精确度。
Berkhout(2008.Changing the mindset in seismic acquisition.THE LEADINGEDGE 27.924-938)提出两种针对混采数据的采集方法：一种方法是在进行传统地震数据处理前，先尝试将混合炮数据进行分离；第二种是在处理混采数据的过程中直接实现混采数据的分离。但是，后者必须保证模型信息包含在处理过程中。Berkhout等人(2008.Fromsimultaneous shooting to blended acquisition.78th SEG MEETING,Las Vegas,Nevada,USA,Expanded Abstracts,2831-2838)提出可以将混采分离过程结合到多次波压制以及偏移过程中。Vershcuuur和Berkhout(2011.Seismic migration of blended shotrecords with surface-related multiple scattering.Geophysics 76(1),A7-A13)提出一种基于混采数据表层多次波偏移的方法。同年，Van Groenestijn等人(2011.Usingsurface multiples to estimate primaries by sparse inversion from blendeddata.Geophysical Prospecting 59.10-23)提出将EPSI(Estimated primaries bysparse inversion)应用于混采数据，通过大规模反演过程能够直接获得分离炮的一次波估计结果。马继涛等人(2016.Free-surface multiple attenuation for blendeddata.GEOPHYSICS 81(3).V227-V233)提出在反数据域中进行混采地震数据一次波的分离。但是，由于上述方法采用的反演方法或者求逆方法具有不稳定性，容易在求解过程中将相邻炮集的信息引入到分离结果中，降低求解结果的精度。
发明内容
本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种基于双凸优化稀疏约束的混合震源数据一次波分离方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
首先，分析混合震源采集技术的采集观测系统并了解震源特征，提取混合震源激发的延迟时差，构建频率域的震源延迟算子矩阵；然后，对传统的一次波-多次波正演模型进行改进，在正演模型中加入震源延迟算子，构建混合震源一次波-多次波正演传播模型；接下来，输入混合震源原始地震记录，利用混合震源一次波-多次波传播模型建立一次波分离的目标函数并进行分离反演；最后，引入基于L1范数的双凸优化反演集合和三维稀疏变换构建L1范数双凸优化稀疏约束条件，并用谱梯度投影法进行混合震源一次波响应的分离反演，通过将一次波响应和估计的子波进行褶积，从而确定最终获得的结果。
一种基于双凸优化稀疏约束的混合震源数据一次波分离方法，包括以下步骤：
a、提取混合震源采集观测系统的混合震源激发的延迟时差；
b、利用混合震源的激发延迟时差，构建频率域的混合震源延迟算子
其中，S代表频率域的震源子波算子，Гbl<\/sub>代表频率域混合震源延时算子，Sbl<\/sub>代表频率域混合震源子波算子
其中，P代表传统的未经混合的地震记录，Pbl<\/sub>代表混合震源地震记录的频率域表现形式；
c、构建传统的一次波-多次波正演模型(非混采地震记录)
P＝X0<\/sub>S+X0<\/sub>RP
其中，P代表传统的地震记录，X0<\/sub>代表地下介质的一次波响应，S代表震源子波算子，R代表地层的反射系数算子；随后，我们在正演模型中引入混合震源延迟算子从而构建混合震源一次波-多次波正演模型
Pbl<\/sub>＝X0<\/sub>Sbl<\/sub>+X0<\/sub>RPbl<\/sub>
其中，Pbl<\/sub>代表混合震源地震记录，X0<\/sub>代表地下介质的一次波响应，Sbl<\/sub>代表混合震源子波算子，R代表地层的反射系数算子,一般将反射系数视为-1；
d、在上述正演模型中输入混合震源原始地震记录Pbl<\/sub>，并根据正演模型构建目标函数进行一次波分离
pbl<\/sub>和x0<\/sub>分别代表输入混合震源地震波场数据列向量和地下一次波响应列向量； 申请码:申请号:CN201910007184.7 申请日:2019-01-04 公开号:CN109633741A 公开日:2019-04-16 国家:CN 国家/省市:82(吉林) 授权编号:CN109633741B 授权时间:20191105 主分类号:G01V 1/28 专利分类号:G01V1/28 范畴分类:31G; 申请人:吉林大学 第一申请人:吉林大学 申请人地址:130012 吉林省长春市前进大街2699号 发明人:王铁兴;王德利 第一发明人:王铁兴 当前权利人:吉林大学 代理人:张岩;王立文 代理机构:22201 代理机构编号:长春吉大专利代理有限责任公司 优先权:关键词:当前状态:审核中 类型名称:外观设计设计图
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