PREPROCESSING ¡IN ¡ DISPLACEMENT ¡SPACE ¡ IN ¡ PREPARATION ¡FOR ¡ONSHORE ¡SEISMIC ¡PROCESSING: ¡ REMOVING ¡GROUND ¡ROLL ¡AND ¡GHOSTS ¡WITHOUT ¡ DAMAGING ¡THE ¡REFLECTION ¡DATA ¡ ¡ Jing ¡Wu* ¡and ¡Arthur ¡B. ¡Weglein ¡ M-‑OSRP, ¡University ¡of ¡Houston ¡ October ¡19, ¡2015 ¡
MOTIVATION ¡ • Preprocessing ¡ ¡ ü is ¡required ¡for ¡all ¡land ¡seismic ¡data ¡processing ¡ 2 ¡
Boustani ¡et ¡al., ¡13 ¡ 3 ¡
Ground ¡roll ¡ ¡ (Rayleigh ¡wave) ¡ Boustani ¡et ¡al., ¡13 ¡ 4 ¡
Direct ¡wave ¡ Ground ¡roll ¡ ¡ (Rayleigh ¡wave) ¡ Boustani ¡et ¡al., ¡13 ¡ 5 ¡
Direct ¡wave ¡ Ground ¡roll ¡ ¡ (Rayleigh ¡wave) ¡ Ghosts ¡ ¡exist ¡in ¡reflec^on ¡ Boustani ¡et ¡al., ¡13 ¡ 6 ¡
Direct ¡wave ¡ Ground ¡roll ¡ ¡ (Rayleigh ¡wave) ¡ Ghosts ¡ ¡exist ¡in ¡reflec^on ¡ Boustani ¡et ¡al., ¡13 ¡ Preprocessing ¡to ¡separate ¡these ¡events ¡from ¡upgoing ¡reflec^on ¡ 7 ¡
MOTIVATION ¡ • Preprocessing ¡ ¡ ü is ¡required ¡for ¡all ¡land ¡seismic ¡data ¡processing ¡ ü provides ¡necessary ¡prerequisite ¡for ¡Inverse ¡Sca`ering ¡Series ¡(ISS) ¡ mul^ple ¡removal, ¡which ¡is ¡the ¡most ¡capable ¡method ¡available ¡ today ¡and ¡does ¡not ¡need ¡any ¡subsurface ¡informa^on ¡ 8 ¡
IMPACT ¡OF ¡DEGHOSTING ¡ON ¡ISS ¡MULTIPLE ¡REMOVAL ¡ ( ¡ Jinlong ¡Yang, ¡14; ¡P. ¡Carvalho ¡and ¡A. ¡Weglein, ¡92; ¡Jingfeng ¡Zhang, ¡05, ¡06, ¡07 ¡ ) ¡ 9 ¡
IMPACT ¡OF ¡DEGHOSTING ¡ON ¡ISS ¡MULTIPLE ¡REMOVAL ¡ Input ¡data ¡with ¡ghosts ¡ Mul^ple ¡removal ¡result ¡ Trace Number Trace Number 500 1000 1500 500 1000 1500 Primary ¡+ ¡Ghost ¡ Primary ¡+ ¡Ghost ¡ 0.5 0.5 1.0 1.0 Time(s) Time(s) 1.5 1.5 Mul^ple ¡+ ¡Ghost ¡ Residual ¡ ¡ 2.0 2.0 ( ¡ Jinlong ¡Yang, ¡14; ¡P. ¡Carvalho ¡and ¡A. ¡Weglein, ¡92; ¡Jingfeng ¡Zhang, ¡05, ¡06, ¡07 ¡ ) ¡ 10 ¡
IMPACT ¡OF ¡DEGHOSTING ¡ON ¡ISS ¡MULTIPLE ¡REMOVAL ¡ Input ¡data ¡without ¡ghosts ¡ Mul^ple ¡removal ¡result ¡ Trace Number Trace Number 500 1000 1500 500 1000 1500 Primary ¡+ ¡Ghost ¡ Primary ¡+ ¡Ghost ¡ 0.5 0.5 1.0 1.0 Time(s) Time(s) 1.5 1.5 Mul^ple ¡+ ¡Ghost ¡ 2.0 2.0 ( ¡ Jinlong ¡Yang, ¡14; ¡P. ¡Carvalho ¡and ¡A. ¡Weglein, ¡92; ¡Jingfeng ¡Zhang, ¡05, ¡06, ¡07 ¡ ) ¡ 11 ¡
DELIVERABLE ¡OF ¡THIS ¡TALK ¡ • For ¡onshore ¡seismic ¡processing, ¡with ¡the ¡energy ¡source ¡above ¡the ¡ measurement ¡surface, ¡elas^c ¡Green’s ¡theorem ¡can ¡arrange ¡to ¡ remove ¡all ¡direct ¡waves, ¡the ¡receiver ¡ghosts ¡ ¡and ¡the ¡ground ¡roll ¡at ¡ once. ¡ 12 ¡
OUTLINE ¡ Ø THEORY ¡ Ø NUMERICAL ¡TESTS ¡ Ø DISCUSSION ¡AND ¡SUMMARY ¡ 13 ¡
THEORY ¡ 14 ¡
GREEN’S ¡THEOREM ¡WAVE ¡SEPARATION ¡ S 1 P 1 P = P 1 + P 2 P 2 Reference ¡ medium ¡ S 2 15 ¡
GREEN’S ¡THEOREM ¡WAVE ¡SEPARATION ¡ S 1 P 1 P = P 1 + P 2 ∫ 1 = ( P ∇ ' G 0 − G 0 ∇ ' P ) ⋅ ˆ P ndS ' Reference ¡ medium ¡ S 2 ( ¡ A. ¡Weglein ¡and ¡B. ¡Secrest, ¡90; ¡A. ¡Weglein, ¡02; ¡J. ¡Zhang, ¡05, ¡ 06, ¡07; ¡J. ¡Mayhan, ¡12, ¡13; ¡L. ¡Tang, ¡13 ¡ ) ¡ S ’ 16 ¡
ONSHORE: ¡2D ¡EXPERIMENT ¡ Source ¡ Receiver ¡ ( F x , F z ) ( u x , u z ) ¡Air ¡ ¡ F. ¡S. ¡ ¡Earth ¡ 17 ¡
ONSHORE: ¡2D ¡EXPERIMENT ¡ ¡Air ¡ ¡ ( F x , F z ) F. ¡S. ¡ ( u x , u z ) M. ¡S. ¡ ¡Earth ¡ 18 ¡
ONSHORE: ¡REFERENCE ¡MEDIUM ¡ F. ¡S. ¡ M. ¡S. ¡ ¡ Elas/c ¡ 19 ¡
ONSHORE: ¡REFERENCE ¡MEDIUM ¡+ ¡3 ¡SOURCES ¡+ ¡RECEIVERS ¡ S 2 ¡ ¡Air ¡ ¡ S 1 ¡ ( F x , F z ) F. ¡S. ¡ M. ¡S. ¡ ¡Earth ¡ S 3 ¡ 20 ¡
ONSHORE: ¡REFERENCE ¡MEDIUM ¡ F. ¡S. ¡ M. ¡S. ¡ ¡ Elas/c ¡ 21 ¡
ONSHORE: ¡REFERENCE ¡MEDIUM ¡+ ¡SOURCES ¡ ü S 1 ¡ + ¡S 2 ¡ generate ¡ direct ¡wave ¡ ( F x , F z ) S 2 ¡ ¡Air ¡ ¡ S 1 ¡ F. ¡S. ¡ M. ¡S. ¡ ¡ Elas/c ¡ 22 ¡
ONSHORE: ¡REFERENCE ¡MEDIUM ¡+ ¡SOURCES ¡ ü S 1 ¡ + ¡S 2 ¡ generate ¡ ground ¡roll ¡ ¡ ( F x , F z ) S 2 ¡ ¡Air ¡ ¡ S 1 ¡ F. ¡S. ¡ M. ¡S. ¡ ¡ Elas/c ¡ 23 ¡
ONSHORE: ¡REFERENCE ¡MEDIUM ¡+ ¡SOURCES ¡ ü S 1 ¡ + ¡S 2 ¡ generate ¡ ghosts ¡ ( F x , F z ) S 2 ¡ ¡Air ¡ ¡ S 1 ¡ F. ¡S. ¡ M. ¡S. ¡ ¡ Elas/c ¡ 24 ¡
ONSHORE: ¡REFERENCE ¡MEDIUM ¡+ ¡SOURCES ¡ ü S 3 ¡generates ¡ up ¡reflec/ons ¡ F. ¡S. ¡ M. ¡S. ¡ ¡Earth ¡ ¡ Elas/c ¡ S 3 ¡ 25 ¡
ONSHORE: ¡REFERENCE ¡MEDIUM ¡+ ¡3 ¡SOURCES ¡+ ¡RECEIVERS ¡ S 2 ¡ ¡Air ¡ ¡ S 1 ¡ ( F x , F z ) F. ¡S. ¡ M. ¡S. ¡ ¡Earth ¡ S 3 ¡ 26 ¡
! r ONSHORE: ¡OBTAIN ¡UP ¡WAVE ¡WHEN ¡ ¡ ¡ ¡ ¡IS ¡ABOVE ¡M.S. ¡ ¡ S 2 ¡ ¡Air ¡ ¡ S 1 ¡ ! ( F x , F z ) r F. ¡S. ¡ M. ¡S. ¡ ¡Earth ¡ S 3 ¡ 27 ¡
ONSHORE: ¡UP ¡WAVE ¡PREDICTION ¡ 2D: ¡ ( ! ) ⋅ dS ( ) u up ( ! ! r , ! t ( ! r ', ! s , ω ) ⋅ G 0 ( ! r ', ! r , ω ) − ! u ( ! r ', ! n ' ⋅Σ 0 ( ! r ', ! ∫ s , ω ) = − s , ω ) ⋅ ˆ r , ω ) r r r m . s . ( Weglein and Secrest, 1990 ) ! u = ( u x u z ) G 0 Total wave Green’s tensor in reference medium ! t = ( t x t z ) Σ 0 Traction along the m.s. Stress tensor of Green’s function u up = ( u x ! up ) up u z Up wave 28 ¡
ONSHORE: ¡UP ¡WAVE ¡PREDICTION ¡ 2D: ¡ ( ! ) ⋅ dS ( ) u up ( ! ! r , ! t ( ! r ', ! s , ω ) ⋅ G 0 ( ! r ', ! r , ω ) − ! u ( ! r ', ! n ' ⋅Σ 0 ( ! r ', ! ∫ s , ω ) = − s , ω ) ⋅ ˆ r , ω ) r r r m . s . ( Weglein and Secrest, 1990 ) ! u = ( u x u z ) Total wave ü Direc^onal ¡deriva^ve ¡of ¡displacement ¡is ¡required ¡ to ¡compute ¡trac^on ¡ ! t = ( t x t z ) ü Triangle ¡rela^onship ¡among ¡wavelet, ¡displacement ¡ Traction along the m.s. and ¡trac^on ¡can ¡be ¡used ¡to ¡determine ¡trac^on ¡( ¡ A. ¡ u up = ( u x ! up ) up u z Weglein ¡& ¡L. ¡Amundsen, ¡2002 ¡ ) ¡ Up wave 29 ¡
ONSHORE: ¡UP ¡WAVE ¡PREDICTION ¡ 2D: ¡ ( ! ) ⋅ dS ( ) u up ( ! ! r , ! t ( ! r ', ! s , ω ) ⋅ G 0 ( ! r ', ! r , ω ) − ! u ( ! r ', ! n ' ⋅Σ 0 ( ! r ', ! ∫ s , ω ) = − s , ω ) ⋅ ˆ r , ω ) r r r m . s . ( Weglein and Secrest, 1990 ) ! u = ( u x u z ) G 0 Total wave Green’s tensor in reference medium ! t = ( t x t z ) Σ 0 Traction along the m.s. Stress tensor of Green’s function u up = ( u x ! up ) up u z Up wave 30 ¡
NUMERICAL ¡TESTS ¡ ü Onshore ¡shot ¡record ¡with ¡buried ¡receivers ¡ ü Onshore ¡shot ¡record ¡with ¡on-‑surface ¡receivers ¡ ¡ 31 ¡
ONSHORE ¡MODEL ¡WITH ¡BURIED ¡RECEIVERS ¡ (0, F z ) ¡ ¡ ! F. ¡S. ¡0m ¡ ¡ r M.S. ¡100 ¡m ¡ ( u x , u z ) ¡Earth ¡ ¡ 400m ¡ ¡ Layer ¡ P ¡Velocity ¡(m/s) ¡ S ¡Velocity ¡(m/s) ¡ Density ¡(kg/m 3 ) ¡ 1 ¡ 1800 ¡ 1200 ¡ 1500 ¡ 2 ¡ 4000 ¡ 2500 ¡ 1800 ¡ 32 ¡
u x ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡TOTAL ¡WAVE ¡INPUT ¡TO ¡SEPARATION ¡ALGORITHM ¡ Offset/m -2000 0 2000 0 5 Time/s 0 1 -5 x10-12 Depth ¡of ¡receivers ¡at ¡100 ¡m ¡ 33 ¡
u x ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡TOTAL ¡WAVE ¡INPUT ¡TO ¡SEPARATION ¡ALGORITHM ¡ Offset/m -2000 0 2000 0 Direct ¡ Direct ¡ 5 Time/s 0 1 -5 x10-12 Depth ¡of ¡receivers ¡at ¡100 ¡m ¡ 34 ¡
u x ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡TOTAL ¡WAVE ¡INPUT ¡TO ¡SEPARATION ¡ALGORITHM ¡ Offset/m -2000 0 2000 0 Rayleigh ¡ Rayleigh ¡ 5 Time/s 0 1 -5 x10-12 Depth ¡of ¡receivers ¡at ¡100 ¡m ¡ 35 ¡
u x ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡TOTAL ¡WAVE ¡INPUT ¡TO ¡SEPARATION ¡ALGORITHM ¡ Offset/m -2000 0 2000 0 Up ¡ Up ¡ 5 Time/s 0 1 -5 x10-12 Depth ¡of ¡receivers ¡at ¡100 ¡m ¡ 36 ¡
u x ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡TOTAL ¡WAVE ¡INPUT ¡TO ¡SEPARATION ¡ALGORITHM ¡ Offset/m -2000 0 2000 0 5 Ghosts ¡ Ghosts ¡ Time/s 0 1 -5 x10-12 Depth ¡of ¡receivers ¡at ¡100 ¡m ¡ 37 ¡
Recommend
More recommend
