專利名稱：一種抗背景噪音強(qiáng)的地震數(shù)據(jù)初至波自動(dòng)拾取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地球物理勘探地震數(shù)據(jù)處理方法，具體是一種抗背景噪音 強(qiáng)的地震數(shù)據(jù)初至波自動(dòng)拾取方法。
背景技術(shù)：
在陸上地震數(shù)據(jù)處理中，準(zhǔn)確拾取初至波是非常重要的，這是計(jì)算地 表低速帶靜校正量的基礎(chǔ)。在地表速度變化較為復(fù)雜的勘探領(lǐng)域，利用初 至波信息反演表層速度乃至直接估算靜校正量，已經(jīng)成為提高地震數(shù)據(jù)成 像質(zhì)量最常規(guī)的地球物理勘探技術(shù)。
在海上勘探中，可以利用初至信息對(duì)震源進(jìn)行二次定位，解決海浪涌 動(dòng)造成觀測(cè)點(diǎn)漂移問(wèn)題。可以說(shuō)，地震勘探中的許多技術(shù)都需要初至信息， 初至拾取質(zhì)量直接制約著這些技術(shù)的應(yīng)用效果。因此，初至拾取技術(shù)是一 項(xiàng)重要技術(shù)。
地震勘探野外采集地震數(shù)據(jù)時(shí)，由于受地表震源激發(fā)和檢波器接收條 件以及周邊環(huán)境的影響，野外采集到的地震數(shù)據(jù)初至波難免受各種噪音的 影響，這種噪音的影響在很大程度上降低了常規(guī)最大能量法初至波自動(dòng)拾 取的精度，事后需要人為干預(yù)。而當(dāng)初至波拾取效果較差，地震數(shù)據(jù)量比 較大時(shí)，人工修改初至工作量會(huì)很大，況且手工操作還會(huì)產(chǎn)生新的誤差降 低拾取精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種減小背景噪音對(duì)初至波拾取的影響，初至波拾取精度高、抗背景噪音強(qiáng)的地震數(shù)據(jù)初至波自動(dòng)拾取方法。 本發(fā)明過(guò)程包括以下處理步驟
1) 采集地震數(shù)據(jù)，給定一個(gè)線性速度，對(duì)一炮地震數(shù)據(jù)做線性校正， 把地震數(shù)據(jù)初至波校正到近似一條直線上；
2) 從一炮地震數(shù)據(jù)中選取樣點(diǎn)長(zhǎng)度為一個(gè)時(shí)間窗，把整個(gè)一炮的初 至波都限制在這個(gè)時(shí)間窗內(nèi)；
3) 求選定時(shí)間窗地震數(shù)據(jù)振幅絕對(duì)值的平均值，然后時(shí)間窗內(nèi)的數(shù) 據(jù)都除以這個(gè)平均值；
4) 對(duì)數(shù)據(jù)做希爾伯特(hilbert)變換；
步驟4所述的希爾伯特變換是先做富士變換，接著把富士變換后
的前半支實(shí)數(shù)乘以負(fù)一去與虛部互換，而后半支用虛部乘以負(fù)一去與實(shí)數(shù) 部分互換，然后反富士變換。
5) 對(duì)希爾伯特(hilbert)變換前的地震數(shù)據(jù)與希爾伯特(hilbert)變 換后的地震數(shù)據(jù)求均方根獲得地震記錄的包絡(luò)數(shù)據(jù)；
6) 對(duì)地震記錄的包絡(luò)數(shù)據(jù)給定一個(gè)樣點(diǎn)長(zhǎng)度，從時(shí)間窗的第一個(gè)樣 點(diǎn)開始，向包絡(luò)數(shù)據(jù)時(shí)間小的方向計(jì)算這個(gè)給定樣點(diǎn)長(zhǎng)度的包絡(luò)數(shù)據(jù)的平 方和(El)，然后再?gòu)牡谝粋€(gè)樣點(diǎn)開始，向包絡(luò)數(shù)據(jù)時(shí)間大的方向計(jì)算這 個(gè)給定樣點(diǎn)長(zhǎng)度的包絡(luò)數(shù)據(jù)的平方和(E2);
步驟6)給定包絡(luò)數(shù)據(jù)樣點(diǎn)長(zhǎng)度為三個(gè)樣點(diǎn)，設(shè)開始樣點(diǎn)值為1，從 下到上分別為，1， 4， 8，包絡(luò)數(shù)據(jù)的平方和￡1=1+16+64=91。
步驟6)給定包絡(luò)數(shù)據(jù)樣點(diǎn)長(zhǎng)度為三個(gè)樣點(diǎn)，設(shè)開始樣點(diǎn)值為1，從 上到下為l， 5， 7，包絡(luò)數(shù)據(jù)的平方和￡2=1+25+49=75。步驟6)所述的給定樣點(diǎn)長(zhǎng)度小于步驟2)確定時(shí)間窗長(zhǎng)度的四分之
步驟6)的樣點(diǎn)長(zhǎng)度為一般為3到10個(gè)樣點(diǎn)數(shù)。
7) 如果小方向樣點(diǎn)包絡(luò)數(shù)據(jù)的平方和(El)不等于零，計(jì)算大方向 樣點(diǎn)包絡(luò)數(shù)據(jù)的平方和(E2)與(El)的比值(Rl)，如果E1等于零， 比值(Rl)為零；
8) 重復(fù)步驟6) —7)計(jì)算對(duì)于時(shí)間窗內(nèi)其他樣點(diǎn)的比值，直到時(shí)間 內(nèi)最大樣點(diǎn)數(shù)；
9) 從時(shí)間窗內(nèi)第一個(gè)樣點(diǎn)開始，到最大樣點(diǎn)結(jié)束，最大比值的樣點(diǎn) 在包絡(luò)數(shù)據(jù)上的對(duì)應(yīng)時(shí)間為拾取的初至?xí)r間。
本發(fā)明的包絡(luò)能量比值法初至波自動(dòng)拾取方法比常規(guī)最大能量初至 波自動(dòng)拾取方法精度高，抗背景噪音能力強(qiáng)，更能滿足地震勘探技術(shù)中對(duì) 初至波拾取精度的要求，同時(shí)也能在很大程度上減少人工對(duì)初至波拾取進(jìn) 行修改的工作量。


圖1為本最大能量法初至波自動(dòng)拾取結(jié)果 圖2為本發(fā)明能量比值法初至波自動(dòng)拾取結(jié)果。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明利用包絡(luò)對(duì)非平穩(wěn)信號(hào)比較敏感的特性減小噪音對(duì)初至?xí)r間估 算的影響。在初至到達(dá)之前噪音為平穩(wěn)信號(hào)，其包絡(luò)沒(méi)有明顯變化；而當(dāng) 初至波到達(dá)時(shí)為非平穩(wěn)信號(hào)，這時(shí)地震數(shù)據(jù)包絡(luò)有很大的變化；初至波到 達(dá)后的后續(xù)波又變成了平穩(wěn)信號(hào)，包絡(luò)沒(méi)有明顯變化，所以地震數(shù)據(jù)包絡(luò)的第一個(gè)柺點(diǎn)就是初至波到達(dá)時(shí)間。
本發(fā)明的包絡(luò)能量比值法初至波自動(dòng)拾取方法，是根據(jù)初至波能量較 強(qiáng)，而初至波之前的信號(hào)相對(duì)較弱的特點(diǎn)，利用地震數(shù)據(jù)包絡(luò)對(duì)非平穩(wěn)信 號(hào)的敏感性來(lái)估算初至起跳時(shí)間的初至波拾取方法。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
1) 采集一個(gè)三維地震數(shù)據(jù)，選擇了其中的三個(gè)排列，給定一個(gè)線性速 度3000米/秒，做線性校正；
如果一炮地震數(shù)據(jù)的一個(gè)地震道離炮點(diǎn)的距離為3000米，給定速度 3000米/每秒，3000米比上3000米/每秒的比值為一秒，當(dāng)采樣率為0. 002 秒，把這個(gè)地震道向上移動(dòng)1秒/0.002秒二500樣點(diǎn)，就完成一個(gè)地震道 的線性校正，對(duì)這個(gè)炮集中的所有地震道都采用同樣的方法，就完成了一 炮地震數(shù)據(jù)的線形校正。
2) 從性校正后的地震數(shù)據(jù)中選取200個(gè)樣點(diǎn)長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)間窗，初至 波被完全限制在這200個(gè)樣點(diǎn)的時(shí)間窗內(nèi)；
3) 計(jì)算這200個(gè)樣點(diǎn)的時(shí)間窗內(nèi)地震數(shù)據(jù)振幅絕對(duì)值的平均值，然 后這200個(gè)樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)都除以這個(gè)平均值；
4) 對(duì)步驟3)處理后的200個(gè)樣點(diǎn)數(shù)據(jù)做希爾伯特(hilbert)變換；
5) 對(duì)200個(gè)樣點(diǎn)數(shù)據(jù)希爾伯特(hilbert)變換前的地震數(shù)據(jù)與希爾伯 特(hilbert)變換后的數(shù)據(jù)求均方根獲得200個(gè)樣點(diǎn)的包絡(luò)數(shù)據(jù)；
6) 對(duì)200個(gè)樣點(diǎn)的包絡(luò)數(shù)據(jù)給定5個(gè)樣點(diǎn)，從時(shí)間窗的第一個(gè)樣點(diǎn) 開始，向包絡(luò)數(shù)據(jù)時(shí)間小的方向計(jì)算5個(gè)樣點(diǎn)包絡(luò)數(shù)據(jù)的平方和(El)， 然后再?gòu)牡谝粋€(gè)樣點(diǎn)開始，向包絡(luò)數(shù)據(jù)時(shí)間大的方向計(jì)算5個(gè)樣點(diǎn)包絡(luò)數(shù)據(jù)的平方和(E2);
步驟6)所述的給定樣點(diǎn)長(zhǎng)度為5個(gè)樣點(diǎn)，步驟2)確定時(shí)間窗長(zhǎng)度 為200個(gè)樣點(diǎn)，5個(gè)樣點(diǎn)小于200個(gè)樣點(diǎn)的四分之一，滿足發(fā)明內(nèi)容要求;
7)首先獲得時(shí)間小的方向5個(gè)樣點(diǎn)包絡(luò)包絡(luò)數(shù)據(jù)的平方和不等于零 (El)，可以計(jì)算時(shí)間大的方向樣點(diǎn)包絡(luò)數(shù)據(jù)的平方和(E2)， (E2)與(E1) 的比值R (1)為第一個(gè)包絡(luò)數(shù)據(jù)的平方和比值；
8 )重復(fù)步驟6 ) _7)計(jì)算另外199個(gè)包絡(luò)數(shù)據(jù)樣點(diǎn)平方和比值R (2)， R (3)， R (4) ......R(200);
9)從R(l)， R (2)， R (3)， R (4) ......R(200)中找出最大比值的樣
點(diǎn)在地震數(shù)據(jù)上的對(duì)應(yīng)時(shí)間為拾取的初至?xí)r間；
比較圖l，圖2的兩種初至波自動(dòng)拾取結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)包絡(luò)能量比值 法初至波自動(dòng)拾取結(jié)果(圖2)從整體上看比最大能量初至波自動(dòng)拾取結(jié) 果(圖O精度高，尤其是在右邊背景噪音比較強(qiáng)的地震道，初至波自動(dòng) 拾取精度比最大能量初至波自動(dòng)拾取精度有明顯的提高。所以實(shí)際地震記 錄表明本發(fā)明的包絡(luò)能量比值法初至波自動(dòng)拾取方法比常規(guī)最大能量初 至波自動(dòng)拾取方法精度高，抗背景噪音能力強(qiáng)，更能滿足地震勘探技術(shù)中 對(duì)初至波拾取精度的要求，同時(shí)也能在很大程度上減少人工對(duì)初至波拾取 進(jìn)行修改的工作量。
權(quán)利要求
1、一種抗背景噪音強(qiáng)的地震數(shù)據(jù)初至波自動(dòng)拾取方法，其特征在于包括以下處理步驟1)采集地震數(shù)據(jù)，給定一個(gè)線性速度，對(duì)一炮地震數(shù)據(jù)做線性校正，把地震數(shù)據(jù)初至波校正到近似一條直線上；2)從一炮地震數(shù)據(jù)中選取樣點(diǎn)長(zhǎng)度為一個(gè)時(shí)間窗，把整個(gè)一炮的初至波都限制在這個(gè)時(shí)間窗內(nèi)；3)求選定時(shí)間窗地震數(shù)據(jù)振幅絕對(duì)值的平均值，然后時(shí)間窗內(nèi)的數(shù)據(jù)都除以這個(gè)平均值；4)對(duì)數(shù)據(jù)做希爾伯特變換；5)對(duì)希爾伯特變換前的地震數(shù)據(jù)與希爾伯特變換后的地震數(shù)據(jù)求均方根獲得地震記錄的包絡(luò)數(shù)據(jù)；6)對(duì)地震記錄的包絡(luò)數(shù)據(jù)給定一個(gè)樣點(diǎn)長(zhǎng)度，從時(shí)間窗的第一個(gè)樣點(diǎn)開始，向包絡(luò)數(shù)據(jù)時(shí)間小的方向計(jì)算這個(gè)給定樣點(diǎn)長(zhǎng)度的包絡(luò)數(shù)據(jù)的平方和(E1)，然后再?gòu)牡谝粋€(gè)樣點(diǎn)開始，向包絡(luò)數(shù)據(jù)時(shí)間大的方向計(jì)算這個(gè)給定樣點(diǎn)長(zhǎng)度的包絡(luò)數(shù)據(jù)的平方和(E2)；7)如果小方向樣點(diǎn)包絡(luò)數(shù)據(jù)的平方和(E1)不等于零，計(jì)算大方向樣點(diǎn)包絡(luò)數(shù)據(jù)的平方和(E2)與(E1)的比值(R1)，如果E1等于零，比值(R1)為零；8)重復(fù)步驟6)-至步驟7)計(jì)算對(duì)于時(shí)間窗內(nèi)其他樣點(diǎn)的比值，直到時(shí)間內(nèi)最大樣點(diǎn)數(shù)；9)從時(shí)間窗內(nèi)第一個(gè)樣點(diǎn)開始，到最大樣點(diǎn)結(jié)束，最大比值的樣點(diǎn)在包絡(luò)數(shù)據(jù)上的對(duì)應(yīng)時(shí)間為拾取的初至?xí)r間。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗背景噪音強(qiáng)的地震數(shù)據(jù)初至波自動(dòng)拾取 方法，其特征在于步驟4所述的希爾伯特變換是先做富士變換，接著把 富士變換后的前半支實(shí)數(shù)乘以負(fù)一去與虛部互換，而后半支用虛部乘以負(fù) 一去與實(shí)數(shù)部分互換，然后反富士變換。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗背景噪音強(qiáng)的地震數(shù)據(jù)初至波自動(dòng)拾取方法，其特征在于步驟6)給定包絡(luò)數(shù)據(jù)樣點(diǎn)長(zhǎng)度為三個(gè)樣點(diǎn)，設(shè)開始樣 點(diǎn)值為1,從下到上分別為，1， 4， 8，包絡(luò)數(shù)據(jù)的平方和￡1=1+16+64=91。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗背景噪音強(qiáng)的地震數(shù)據(jù)初至波自動(dòng)拾取 方法，其特征在于步驟6)給定包絡(luò)數(shù)據(jù)樣點(diǎn)長(zhǎng)度為三個(gè)樣點(diǎn)，設(shè)開始樣 點(diǎn)值為l，從上到下為l， 5， 7，包絡(luò)數(shù)據(jù)的平方和￡2=1+25+49=75。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗背景噪音強(qiáng)的地震數(shù)據(jù)初至波自動(dòng)拾取 方法，其特征在于步驟6)所述的給定樣點(diǎn)長(zhǎng)度小于步驟2)確定時(shí)間窗 長(zhǎng)度的四分之一。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗背景噪音強(qiáng)的地震數(shù)據(jù)初至波自動(dòng)拾取 方法，其特征在于步驟6)的樣點(diǎn)長(zhǎng)度為一般為3到10個(gè)樣點(diǎn)數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明是物探地震數(shù)據(jù)處理的初至波自動(dòng)拾取方法，選取樣點(diǎn)長(zhǎng)度為一個(gè)時(shí)間窗，把整個(gè)一炮的初至波限制在時(shí)間窗內(nèi)，求時(shí)間窗振幅平均值，將時(shí)間窗內(nèi)數(shù)據(jù)除平均值做希爾伯特變換，對(duì)變換前、后求均方根獲得包絡(luò)數(shù)據(jù)，將包絡(luò)數(shù)據(jù)給定樣點(diǎn)長(zhǎng)度，從一個(gè)樣點(diǎn)向包絡(luò)數(shù)據(jù)小的方向計(jì)算樣點(diǎn)包絡(luò)數(shù)據(jù)的平方和，再向大的方向計(jì)算平方和，最大比值的樣點(diǎn)在包絡(luò)數(shù)據(jù)上的對(duì)應(yīng)時(shí)間為拾取的初至?xí)r間。本發(fā)明比常規(guī)最大能量初至波自動(dòng)拾取方法精度高，抗背景噪音能力強(qiáng)，更能滿足地震勘探技術(shù)中對(duì)初至波拾取精度的要求，同時(shí)也能在很大程度上減少人工對(duì)初至波拾取進(jìn)行修改的工作量。
文檔編號(hào)G01V1/28GK101609160SQ20081011521
公開日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2008年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月19日
發(fā)明者劉超穎, 熊定鈺 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司;中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司