本发明涉及地震勘探领域的数据处理技术，更具体地，涉及一种速度谱自动拾取方法及装置。
背景技术
地震勘探数据处理过程中，获取准确地层的速度模型作为中心环节，直接影响叠加和偏移成像的效果。地震速度模型的获取过程分为三步，第一步是速度谱，第二步是速度时间对的拾取，第三步是速度模型的建立。其中速度时间对的拾取过程是通过对速度谱中的相似系数能量团的识别过程，这一过程通常通过人工拾取实现。人工拾取虽然辨别能力强，但是工作效率低下，耗时巨大，随着三维地震资料处理规模的不断增加，靠人工拾取速度谱难以满足实际生产的需求，如何提高地震资料处理过程中大量的速度谱拾取效率已成为影响地震资料处理工作进度的主要原因。
速度谱拾取的主要目标是拾取速度谱能量团的最大值点对应的时间与速度，根据这一目的，自动速度谱拾取通常采取寻找对应时间深度上的速度谱能量最大值方法。直接寻找最大值速度谱拾取方法的效果很难满足处理需求，因此通常利用时窗控制方法，限定在某一时窗内拾取局部最大值。针对速度谱自动拾取中的异常速度点，通过各种限制条件，如根据速度变化规律，控制速度反转，去除速度异常值等方法，提高速度拾取的效果。
公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提出了一种速度谱自动拾取方法及装置，能够克服现有评价方法的缺点和不足。本发明根据速度谱能量团的变化特性，在直接搜索最大能量团的方法基础之上，设计一套速度谱能量团自动搜索方法，实现了速度谱的自动拾取，并通过速度变化规律设定约束条件，去除速度异常值，实现了高效准确的速度谱自动拾取功能。
根据本发明的一方面，提出一种速度谱自动拾取方法。该方法可以包括以下步骤：
1)基于地震道集数据计算速度谱；
2)基于步骤1)计算得到的速度谱搜寻每个采样时间点上的最大相似系数值，并记录所述最大相似系数值以及对应的采样时间和扫描速度值；
3)搜寻全局最大相似系数点；
4)拾取全部时间采样点上的局部最大相似系数点；
5)补充最小时间采样点的速度值和最大时间采样点的速度值。
优选地，步骤1)基于地震道集数据计算速度谱包括：设定最小扫描速度、速度扫描间隔和速度扫描线数，从最小扫描速度开始扫描所有速度的动校正结果，对不同速度的动校正结果进行互相关计算以获得不同速度的相似系数值。
优选地，所述速度谱自动拾取方法还包括：去除异常速度拾取点，其中，所述异常速度拾取点是指：以自动拾取的速度对数据为目标，根据相邻点速度的变化规律，从全局相似能量最大点开始，分别向时间增大和时间减小方向检查相邻数据点的速度是否满足所述相邻点速度的变化规律，如果不满足则为异常速度拾取点。
优选地，所述相邻点速度的变化规律以如下公式表示：
t1、t2表示两个采样时间点，t1<t2，v1表示采样时间点t1对应的速度，v2表示采样时间点t2对应的速度，vmin表示最小速度值，vmax表示最大速度值。
优选地，步骤4)拾取全部时间采样点上的局部最大相似系数点包括以下子步骤：
4.1)以全局最大相似系数点为初始点，以每个采样时间点上最大相似系数为目标，分别向时间增大方向和时间减小方向寻找相似系数递减和递增变化区域；
4.2)将相似系数递减变化区域确定为非拾取区域，将相似系数由递减变为递增的拐点确定为下一个局部最大值出现区域；
4.3)当搜寻到相似系数递增变为递减的拐点时，记录该拐点的时间和速度，作为一个有效的拾取点；
4.4)将拾取点作起始点，继续寻找下一个局部最大点，直到完成全部时间采样点上的局部最大点的拾取。
优选地，步骤5)包括：在步骤4)获取的拾取结果数据基础上，采用最小二乘法曲线拟合方法，对已经拾取的速度对数据进行二次曲线拟合，获取拟合曲线函数；将最小采样时间和最大采样时间分别代入所述拟合曲线函数，得到最小采样时间点的速度值和最大采样时间点速度值。
根据本发明的另一方面，提出一种速度谱自动拾出装置。该装置包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
1)基于地震道集数据计算速度谱；
2)基于步骤1)计算得到的速度谱搜寻每个采样时间点上的最大相似系数值，并记录所述最大相似系数值以及对应的采样时间和扫描速度值；
3)搜寻全局最大相似系数点；
4)拾取全部时间采样点上的局部最大相似系数点；
5)补充最小时间采样点的速度值和最大时间采样点的速度值。
优选地，步骤1)基于地震道集数据计算速度谱包括：设定最小扫描速度、速度扫描间隔和速度扫描线数，从最小扫描速度开始扫描所有速度的动校正结果，对不同速度的动校正结果进行互相关计算以获得不同速度的相似系数值。
优选地，所述处理器执行所述程序时还实现以下步骤：去除异常速度拾取点，其中，所述异常速度拾取点是指：以自动拾取的速度对数据为目标，根据相邻点速度的变化规律，从全局相似能量最大点开始，分别向时间增大和时间减小方向检查相邻数据点的速度是否满足所述相邻点速度的变化规律，如果不满足则为异常速度拾取点。
优选地，步骤4)拾取全部时间采样点上的局部最大相似系数点包括以下子步骤：
4.1)以全局最大相似系数点为初始点，以每个采样时间点上最大相似系数为目标，分别向时间增大方向和时间减小方向寻找相似系数递减和递增变化区域；
4.2)将相似系数递减变化区域确定为非拾取区域，将相似系数由递减变为递增的拐点确定为下一个局部最大值出现区域；
4.3)当搜寻到相似系数递增变为递减的拐点时，记录该拐点的时间和速度，作为一个有效的拾取点；
4.4)将拾取点作起始点，继续寻找下一个局部最大点，直到完成全部时间采样点上的局部最大点的拾取。
本发明提出了一种高效的速度谱自动拾取方法和装置以及速度谱约束条件，实现了速度拾取过程的自动计算，避免了大量的人工拾取操作，显著提高了速度分析的处理效率，改善了速度谱自动拾取的效果，为地震数据处理提供了一套准确高效的速度谱自动拾取方案。
本发明的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1为根据本发明的示例性实施方案的速度谱自动拾出方法的流程图。
图2a为在速度谱上速度对的拾取结果图，图2b为与图2a对应的原始地震道集数据图，图2c为根据图2a中的拾取点速度值对原始道集进行动校正处理后的结果。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
以下参考图1详细描述根据本发明示例性实施例的速度谱自动拾取方法。
该方法可以包括以下步骤：
步骤1：基于地震道集数据计算速度谱。
设定最小扫描速度、速度扫描间隔和速度扫描线数，利用动校正处理方法，从最小扫描速度开始，按照设定的速度间隔，扫描所有速度的动校正结果，对不同速度的动校正结果进行互相关计算，获取不同速度扫描的相似系数即速度谱数据。
动校正也叫正常时差校正(normallymoveout)，简称nmo，用于校正地震记录中由于偏移距不同所带来的时差。
步骤2：基于步骤1计算得到的速度谱搜寻每个采样时间点上的最大相似系数值，并记录所述最大相似系数值以及对应的采样时间和扫描速度值。
根据速度谱数据，在采样的起始时间到终止时间上搜寻每个采样点上最大相似系数，并记录最大相似系数值与对应的采样时间和扫描速度值。
步骤3：搜寻全局最大相似系数点。
在获取的每个时间采样间隔上的最大相似系数的基础之上，搜寻全局最大相似系数值对应的采样时间与扫描速度值。
步骤4：拾取全部时间采样点上的局部最大相似系数点。
步骤4)可以包括以下子步骤：
4.1)以全局最大相似系数点为初始点，以每个采样时间点上最大相似系数为目标，分别向时间增大方向和时间减小方向寻找相似系数递减和递增变化区域；
4.2)将相似系数递减变化区域确定为非拾取区域，将相似系数由递减变为递增的拐点确定为下一个局部最大值出现区域；
4.3)当搜寻到相似系数递增变为递减的拐点时，记录该拐点的时间和速度，作为一个有效的拾取点；
4.4)将拾取点作起始点，继续寻找下一个局部最大点，直到完成全部时间采样点上的局部最大点的拾取。
步骤5：补充最小时间采样点的速度值和最大时间采样点的速度值。
在步骤4)获取的拾取结果数据基础上，采用最小二乘法曲线拟合方法，对已经拾取的速度对数据进行二次曲线拟合，获取拟合曲线函数；将最小采样时间和最大采样时间分别代入所述拟合曲线函数，得到最小采样时间点的速度值和最大采样时间点速度值。
该方法还可以包括：去除异常速度拾取点。
所述异常速度拾取点是指：以自动拾取的速度对数据为目标，根据相邻点速度的变化规律，从全局相似能量最大点开始，分别向时间增大和时间减小方向检查相邻数据点的速度是否满足所述相邻点速度的变化规律，如果不满足则为异常速度拾取点。
在示例性实施方案中，所述相邻点速度的变化规律以如下公式表示：
t1、t2表示两个采样时间点，t1<t2，v1表示采样时间点t1对应的速度，v2表示采样时间点t2对应的速度，vmin表示最小速度值，vmax表示最大速度值。
根据本发明的示例性实施方案的速度谱自动拾出装置包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序。所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
1)基于地震道集数据计算速度谱；
2)基于步骤1)计算得到的速度谱搜寻每个采样时间点上的最大相似系数值，并记录所述最大相似系数值以及对应的采样时间和扫描速度值；
3)搜寻全局最大相似系数点；
4)拾取全部时间采样点上的局部最大相似系数点；
5)补充最小时间采样点的速度值和最大时间采样点的速度值。
在示例性实施方案中，步骤1)基于地震道集数据计算速度谱包括：
设定最小扫描速度、速度扫描间隔和速度扫描线数，从最小扫描速度开始扫描所有速度的动校正结果，对不同速度的动校正结果进行互相关计算以获得不同速度的相似系数值。
在示例性实施方案中，所述处理器执行所述程序时还实现以下步骤：去除异常速度拾取点，其中，所述异常速度拾取点是指：以自动拾取的速度对数据为目标，根据相邻点速度的变化规律，从全局相似能量最大点开始，分别向时间增大和时间减小方向检查相邻数据点的速度是否满足所述相邻点速度的变化规律，如果不满足则为异常速度拾取点。
在示例性实施方案中，步骤4)拾取全部时间采样点上的局部最大相似系数点包括以下子步骤：
4.1)以全局最大相似系数点为初始点，以每个采样时间点上最大相似系数为目标，分别向时间增大方向和时间减小方向寻找相似系数递减和递增变化区域；
4.2)将相似系数递减变化区域确定为非拾取区域，将相似系数由递减变为递增的拐点确定为下一个局部最大值出现区域；
4.3)当搜寻到相似系数递增变为递减的拐点时，记录该拐点的时间和速度，作为一个有效的拾取点；
4.4)将拾取点作起始点，继续寻找下一个局部最大点，直到完成全部时间采样点上的局部最大点的拾取。
本发明利用速度谱能量团的变化规律，设计了一套速度谱自动拾取方法，实现了速度谱局部最大能量团的自动拾取效果。并根据叠加速度的变化规律，设计了相邻速度拾取点的速度关系限制条件，有效的去除了速度拾取中的异常速度点，改善了速度拾取的效果。为地震数据处理提供了一套准确高效的速度谱自动拾取方案。
应用示例
将本发明提出的速度谱自动拾取方法应用到a区，图2a为在速度谱上速度对的拾取结果图，图2b为与图2a对应的原始地震道集数据图，图2c为根据图2a中的拾取点速度值对原始道集进行动校正处理后的结果。
本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。