专利名称：一种crp道集去噪、校正与叠加的方法
技术领域：
本发明属于地震勘探领域。地震勘探包括采集、处理、解释三大技术，其中处理的核心技术为反褶积、叠加和偏移，目前偏移主要向叠前偏移技术发展。更为具体地说本发明是涉及一种叠前偏移中的C RP叠加的改进方法。
背景技术：
CRP (共反射点)道集是在叠前偏移过程中提取的有别于CMP (共中心点)道集的数据集合，目前该类道集的提取主要用于地下介质速度模型的修正、直接叠加到偏移数据、叠前反演工作。然而在CRP道集中可以比较容易的辨别出地下介质同一点的反射信息，即便在叠前偏移中速度信息并不是特别精确使得CRP道集中同相轴并不能完全对齐，这样CRP道集直接叠加会造成叠后偏移剖面的分辨率变低或者含有非真实的构造信息。
发明内容
本发明的任务在于提供一种CRP道集去噪、校正与叠加的方法。其目的是采用特定的去噪方法来改善CRP道集并结合CRP道集中同相轴的校正改善偏移效果，可以提高偏移剖面的信噪比和构造信息的保真度。其技术解决方案是一种CRP道集去噪、校正与叠加的方法，包括以下步骤a、将初始CRP道集进行叠加求取参考道，并可对初始CRP道集做前期去噪处理，前期去噪处理包括频域滤波、小波变换、中值滤波或均值滤波；将初始CRP道集设定为Gcep(t，i)，i = 1，2，. . .，N，其中N为道集中的道数、t为地震道时间、i表示道集中的第i道，将参考道设定为Sjt)，Sr (/) = [I Gcrp (/, 0] INb、开设滑动时窗，并在时窗口内依据上述参考道求取校正量，然后根据校正量校正初始CRP道集；在校正量的求取过程中，建立目标函数f (t, i),
T+F/2/(/,/) =(rj]■ [W(t ++ Ai(IJ),/)] max
x=r-Ti2其中W(t)为窗函数，通过对该目标函数的最优化求解得到校正量At(t，i)，利用校正量A t (t, i)校正初始CRP道集得到一级CRP道集，将一级CRP道集设定为，G1crp (t, i) = Gcrp (t + At(t, I), 0C、将一级CRP道集作为初始CRP道集，依次重复步骤a、b，重复次数为I 2次，获取二级CRP道集，将二级CRP道集设定为；d、将二级CRP道集应用SVD去噪，获取三级CRP道集；在SVD去噪过程中，首先将二级CRP道集进行奇异值分解，奇异值分解表达式为，
GIrp = UEVt其中E为对角矩阵，奇异值分布于对角线上，选取优势能量对应的奇异值组成新的对角矩阵Ep，U和V为酉矩阵，在本过程中不变。重组二级CRP道集获得三级CRP道集，
将三级CRP道集设定为，重构奇异值表达式为，G3crp = UEpVr其中重构奇异值个数选取范围从[I I]至[I N/2]；e、将三级CRP道集数据进行叠加，得到成果剖面，将成果剖面设定为Sstadu(t)，Sstackj (0 = [j^GcRP j(t J)]/ N J =
其中j表示第j个道集，M为道集的个数。在上述步骤a中，对于信噪比大于0. 5的初始CRP道集不进行前期去噪处理。在上述步骤b中，滑动时窗的步长设定为I 16ms，窗口的长度设定为40 120mso本发明具有以下有益技术效果本发明针对现有技术中CRP道集随机噪声干扰严重、同相轴没有完全较平的特点，提出了针对CRP道集的同相轴局部校正技术，并利用奇异值分解(SVD)技术对其进行随机噪声压制的方法。本发明不但能够使CRP道集同相轴校正到水平，使其信噪比大大提高，而且能够使叠加后剖面同相轴连续性增强，信噪比提高、弱信号得到加强。
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作更进一步说明图I为本发明的一种实施方式的流程框图。图2示出了本发明的一种处理过程中的模型数据几种变化状态，其中图2a示出了原始CRP道集及参考道，图2b示出了经频域滤波去噪后的模型数据，图2c示出了经过校正的模型数据，图2d示出了经过奇异值分解去噪的模型数据(成果剖面)。图3示出了本发明中滑动时窗有关要素改变时的模型数据几种变化状态，即滑动时窗窗口长度设定为100ms、迭代2次时的情形；其中图3a示出了原始CRP道集及参考道，图3b示出了滑动时窗步长设定为2ms时去噪后的模型数据，图3c示出了滑动时窗步长设定为4ms时去噪后的模型数据，图3d示出了滑动时窗步长设定为8ms时去噪后的模型数据，图3e示出了滑动时窗步长设定为16ms时去噪后的模型数据，图3f示出了滑动时窗步长设定为20ms时去噪后的模型数据。图4示出了本发明中滑动时窗有关要素改变时的模型数据几种变化状态，即滑动时窗步长设定为16ms、迭代2次时的情形；其中图4a示出了滑动时窗窗口长度设定为40ms时去噪后的模型数据，图4b示出了滑动时窗窗口长度设定为80ms时去噪后的模型数据，图4c不出了滑动时窗窗口长度设定为120ms时去噪后的模型数据，图4d不出了滑动时窗窗口长度设定为160ms时去噪后的模型数据。图5示出了本发明中滑动时窗其他有关要素改变时的模型数据几种变化状态，即滑动时窗步长设定为16ms、窗口长度设定为80ms时的情形；其中图5a示出了迭代一次时的模型数据，图5b示出了迭代两次时的模型数据，图5c示出了迭代三次时的模型数据，图5d示出了迭代六次时的模型数据。图6示出了本发明应用在某一工区CRP道集较平及处理结果(浅层)。图7示出了本发明应用在某一工区CRP道集较平及处理结果(中层)。图8示出了一种采取现有去噪方法获取的CRP道集叠加结果。图9示出了由本发明获取的一种CRP道集叠加结果。
具体实施例方式结合图I与图2，一种CRP道集去噪、校正与叠加的方法，包括以下步骤a、将初始CRP道集进行叠加求取参考道，并可对初始CRP道集作前期去噪处理， 前期去噪处理包括频域滤波、小波变换、中值滤波或均值滤波；将初始CRP道集设定为Gckp (t，i)，i = 1，2，...，N，其中N为道集中的道数、t为地震道时间、i表示道集中第i道，将参考道设定为Sjt)，5U,)=[￡o)]/~CD该步骤中，对于信噪比比较高，比如大于0. 5的初始CRP道集可不进行前期去噪处理。对于建立起模型数据，前期去噪处理的结果参见图2b，参考道参见图2a右侧图示部分。b、开设滑动时窗，并在时窗口内依据上述参考道求取校正量，然后根据校正量校正初始CRP道集；在校正量的求取过程中，建立目标函数f (t, i),
r+r/2/(/,/') =(r)l- (T ++-> m^x^ j
t=t-TI 2其中W(t)为窗函数，通过对该目标函数的最优化求解得到校正量At(t，i)，利用校正量A t (t, i)校正初始CRP道集得到一级CRP道集，将一级CRP道集设定为，G1crp (t, i) 二 Gcrp (t + 0, i)(3)该步骤中，滑动时窗的步长可设定为I 16ms，窗口的长度可设定为40 120ms。该步骤获取的结果参见图2c。C、将一级CRP道集作为初始CRP道集，依次重复步骤a、b，重复次数为I 2次，获取二级CRP道集，将二级CRP道集设定为；d、将二级CRP道集应用SVD去噪，获取三级CRP道集；在SVD去噪过程中，首先将二级CRP道集进行奇异值分解，奇异值分解公式，G1^rp = UEVt(4)其中E为对角矩阵，奇异值分布于对角线上，选取优势能量对应的奇异值组成新的对角矩阵Ep，U和V为酉矩阵，在本过程中不变。重组二级CRP道集获得三级CRP道集，
将三级CRP道集设定为,重构奇异值表达式为，G3crp = UEpVr(5)其中重构奇异值个数选取范围从[I I]至[I N/2]。该步骤获取的结果参见图2d。
e、将三级CRP道集数据进行叠加，得到成果剖面，将成果剖面设定为Sstadu (t)，Sstackj (/) = [YjGIrp j(tJ)]/NJ = 1,2,...,M;其中j表示第j个道集，M为道集的个数。本发明获取的数据叠加结果可参见图9，现有去噪方法获取的数据叠加结果如图8。经对比就可以发现，本发明能够较大幅度地提高偏移剖面的信噪比，以及提高构造信息的保真度。更进一步地，发明人还针对本发明中某一些要素发生变化时，这些变化对数据叠加结果(模型数据)的影响作了更深入的研究。诸如一、本发明中滑动时窗有关要素改变时的模型数据几种变化状态，即滑动时窗窗
口长度设定为100ms、迭代2次时的情形；参见图3。注当步长选择为20ms时校正结果同相轴失真。二、本发明中滑动时窗有关要素改变时的模型数据几种变化状态，即滑动时窗步长设定为16ms、迭代2次时的情形；参见图4。注窗口较小时伪轴较多，窗口较大时同相轴失真或校正不彻底。三、本发明中滑动时窗其他有关要素改变时的模型数据几种变化状态，即滑动时窗步长设定为16ms、窗口长度设定为80ms时的情形；参见图5。注迭代次数的增加对校正效果的影响并不明显，但较多的迭代次数能够保证计算的稳定性。如此可见，若从计算速度上考虑，在保证校正算法稳定和结果质量的基础上，步长应尽量长，窗口尽量短、迭代次数尽量少。诸如滑动时窗的步长优选为60 100ms，窗口的长度优选为I 16ms ;迭代次数优选为2次。下面是本发明的具体应用例发明人将本发明应用于某工区某条测线的所有CRP道集，如图6和图7所示为其中一个CRP道集的处理结果。可以看出，在信噪比提高和同相轴校正方面的效果相当明显。对其处理的最终结果为图9所示的叠加出的剖面，相对于原始数据叠加的结果(图8所示)而言，其处理效果的提升是反映在整体上的，包括信噪比的提升、弱信号能量的增强、同相轴的连续性等各个方面，效果很突出。上述方式中未述及的有关技术内容采取或借鉴已有技术即可实现。需要说明的是，在本说明书的教导下本领域技术人员还可以作出这样或那样的容易变化方式，诸如等同方式，或明显变形方式。上述的变化方式均应在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.ー种CRP道集去噪、校正与叠加的方法，其特征在于包括以下步骤 a、将初始CRP道集进行叠加求取參考道，并可对初始CRP道集做前期去噪处理，前期去噪处理包括频域滤波、小波变换、中值滤波或均值滤波；将初始CRP道集设定为Grap(t，i),i=1，2，. . .，N，其中N为道集中的道数、t为地震道时间、i表示道集中第i道，将參考道设定为Sr (t)，
2.根据权利要求I所述的ー种CRP道集去噪、校正与叠加的方法，其特征在于在所述步骤a中，对于信噪比大于0. 5的初始CRP道集不进行前期去噪处理。
3.根据权利要求I或2所述的ー种CRP道集去噪、校正与叠加的方法，其特征在于在所述步骤b中，滑动时窗的步长设定为I 16ms，窗ロ的长度设定为40 120ms。
全文摘要
本发明公开了一种CRP道集去噪、校正与叠加的方法，特征是包括以下步骤a、将初始CRP道集进行叠加求取参考道，并可对初始CRP道集做前期去噪处理，前期去噪处理包括频域滤波、小波变换、中值滤波或均值滤波；b、开设滑动时窗，并在时窗口内依据上述参考道求取校正量，然后根据校正量校正初始CRP道集得到一级CRP道集；c、将一级CRP道集作为初始CRP道集，依次重复步骤a、b，获取二级CRP道集；d、将二级CRP道集应用SVD去噪，获取三级CRP道集；e、将三级CRP道集数据进行叠加，得到成果剖面。本发明不但能够使CRP道集同相轴校正到水平，使其信噪比大大提高，而且能够使叠加后剖面同相轴连续性增强，信噪比提高、弱信号得到加强。
文档编号G01V1/28GK102736109SQ20121018726
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月8日 优先权日2012年6月8日
发明者刘培金, 刘振, 吴成, 吴涛, 张军华, 张明, 朱博华, 李军, 韩双 申请人:中国石油大学(华东)