基于Marchenko方程的数据驱动一次波和层间多次波成像研究

Based on the principle of single side autofocusing to solve Marchenko equation from the inverse theory in physics, the hardly eliminated seismic internal multiple can be converted into signal. Data driven primaries and multiples image will be performed to provide reliable subsurface image, to extend the illumination of reflection for the target layers and to enhance the quality of the seismic image with the signal from the target layers under the shadow of strong overburden reflector. The research objectives include to develop the method one side autofocusing to solve Marchenko equation about description for primaries and multiples from multi scattering theory, to convert the internal multiple into signal for the macro model without need of details of velocity and density, to retrieve of Green function at image point by using decomposition of up-going and down-going wavefields from recorded seismic data on the surface, and to perform seismic imaging with primaries and internal multiples and to be confirmed by the imaging process for numerical data and real data with rich internal multiples from both land and marine survey.

根据物理学逆散射理论中Marchenko方程的单边自动聚焦求解原理，把难以消除的地震层间多次波转化为有效信号，实现数据驱动综合利用一次波与层间多次波对地下介质的可靠地震成像，拓宽了目的层反射的照明范围，提高了强反射层屏蔽下目的层地震信号的成像质量。具体研究内容包括：描述一次波和层间多次波的物理学多重散射理论中Marchenko方程的单边自动聚焦求解方法，借助于无需详细地层速度和密度的宏观模型，把层间多次波转化为有效信号；进而对地表记录的地震数据进行上行波场和下行波场的分解，求取地下介质成像点的格林函数；实现数据驱动一次波和层间多次波地震成像；进行数值试验与陆地和海洋层间多次波发育实际资料处理验证。

项目针对深层油气储层地震数据层间多次波与一次波具有速度、振幅和频率的高度相似性难以识别、压制的问题，建立了基于单程波Marchenko理论的层间多次波构建优化方法，评价了其对层间多次波预测压制的稳定性和应用前景；建立了自适应虚同相轴层间多次波预测压制方法，恢复并突出目标储层同相轴、提高深层油气勘探地震成像分辨率；建立了可控层位分阶层间多次波模拟方法，实现了指定地层之间各阶层间多次波的模拟，提高了计算效率和储层预测精度；建立了基于高阶累积量时间延迟估计的自动剩余静校正方法，能有效应用于起伏地表条件下低信噪比的实际地震资料处理。.研究成果的创新性体现为：.（1）通过Marchenko自聚焦构造虚源点与地表之间的上行和下行格林函数波场，将去除直达波后的格林函数下行波场与完整的格林函数上行波场卷积构造层间多次波，经自适应相减将构造的层间多次波从反射记录中去除，实现压制层间多次波；.（2）建立了自适应虚同相轴理论，从互易定理、波场正反向延拓理论出发，给出层间多次波的精确理论模型，提出虚一次反射波的概念，并证明其对于构建层间多次波精确预测模型、减少模型对匹配算法依赖的作用，提高了层间多次波预测的精度；.（3）建立了可控层位分阶层间多次波模拟方法，添加产生上行反射和下行反射的双重层位约束，实现指定层位之间的各阶层间多次波的分阶模拟；并以波场延拓递归循环实现层间多次波的模拟，提出变步长波场延拓技术，显著提升了层间多次波模拟的计算效率。