一种可控震源降频扫描数据处理方法及装置与流程

[0001]
本发明涉及地震数据处理技术领域，具体涉及一种可控震源降频扫描数据处理方法及装置。


背景技术：

[0002]
随着“绿色勘探”的不断推进，可控震源已逐渐成为今后大力推广应用的方向。在油气勘探低迷的大形势下，提高可控震源采集效率，进而提高采集项目的经济效益，也是推广可控震源需要研究的一项重要内容。
[0003]
目前，在可控震源地震采集中，影响生产效率的重要因素之一是可控震源扫描时间，为提高生产效率，近年来随机扫描、分段同时扫描、升降频同时扫描等新技术不断出现并极大地提高了生产效率。现有技术中，无论采用什么样的扫描信号，原始单炮记录都是用扫描信号与地震仪器接收的信号进行互相关得到，这种方法对升频扫描信号是可行的，但对降频扫描信号来说，通过常规互相关得到原始单炮记录产生相关噪音，降低了数据信噪比。
[0004]
因此，如何提出一种可控震源降频扫描数据处理方法，以提高数据信噪比成为本领域需要解决的重要课题。


技术实现要素：

[0005]
针对现有技术中的问题，本发明实施例提供一种可控震源降频扫描数据处理方法及装置，能够至少部分地解决现有技术中存在的问题。
[0006]
一方面，本发明提出一种可控震源降频扫描数据处理方法，包括：
[0007]
获取未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据及对应的降频扫描信号；
[0008]
将所述未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据及对应的降频扫描信号的分别进行时序倒置，获得时序倒置的中间数据及对应的扫描信号；
[0009]
对时序倒置的中间数据及对应的扫描信号进行互相关，获得倒置地震单炮记录数据；
[0010]
将所述倒置地震单炮记录数据进行时序恢复，获得可控震源降频扫描地震单炮记录。
[0011]
另一方面，本发明提供一种可控震源降频扫描数据处理装置，包括：
[0012]
获取单元，用于获取未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据及对应的降频扫描信号；
[0013]
时序倒置单元，用于将所述未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据及对应的降频扫描信号的分别进行时序倒置，获得时序倒置的中间数据及对应的扫描信号；
[0014]
互相关单元，用于对时序倒置的中间数据及对应的扫描信号进行互相关，获得倒
置地震单炮记录数据；
[0015]
时序恢复单元，用于将所述倒置地震单炮记录数据进行时序恢复，获得可控震源降频扫描地震单炮记录。
[0016]
再一方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器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上述任一实施例所述可控震源降频扫描数据处理方法的步骤。
[0017]
又一方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例所述可控震源降频扫描数据处理方法的步骤。
[0018]
本发明实施例提供的可控震源降频扫描数据处理方法及装置，获取未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据及对应的降频扫描信号，将未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据及对应的降频扫描信号的分别进行时序倒置，获得时序倒置的中间数据及对应的扫描信号，对时序倒置的中间数据及对应的扫描信号进行互相关，获得倒置地震单炮记录数据，将倒置地震单炮记录数据进行时序恢复，获得可控震源降频扫描地震单炮记录，降低或消除了相关噪音，提高了数据的信噪比。
附图说明
[0019]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
[0020]
图1是本发明一实施例提供的可控震源降频扫描数据处理方法的流程示意图。
[0021]
图2是本发明一实施例提供的可控震源降频扫描数据处理装置的结构示意图。
[0022]
图3是本发明一实施例提供的电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
[0023]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0024]
为了便于理解本申请提供的技术方案，下面先对本申请技术方案的相关内容进行说明。
[0025]
从可控震源激发原理可知，地震记录是利用数学相关得到的。所谓相关即是用参考扫描信号与振动记录进行互相关运算。可控震源相关的目的是把延续时间很长的扫描信号压缩成延续时间很短的有限带宽脉冲信号。相关过程会将激发产生的谐波显性化，在相关数据中导致相关噪声。
[0026]
对于升频扫描，谐波在记录中出现的起点位置为：
[0027][0028]
谐波在记录中出现的终点位置为：
[0029][0030]
其中，k为谐波阶数，f
b
为起始扫描频率，f
e
为终止扫描频率，t为扫描信号长度。
[0031]
对于降频扫描，对应的起止时间分别为-t
b
(f
e
)和-t
e
(kf
b
)。
[0032]
在可控震源相关中，输出相关记录只保留了正向时移的听时间段。根据上述公式可以得出，未相关数据与升频扫描信号相关后谐波出现在相关记录时间的负轴，即单炮记录之外；未相关数据与降频扫描信号相关后谐波出现在相关记录时间的正轴，即单炮记录之内。
[0033]
在实际生产中一般采用升频扫描，因为在得到的相关记录数据之后，谐波干扰会出现在单炮记录之外，单炮记录之内没有相关噪音。但是，实际生产中有时候还会用到降频扫描，如采用可控震源升降频同步激发技术采集时，得到的降频扫描记录与降频信号相关后就会产生相关噪音，降低了数据的信噪比。为了降低或消除降频扫描记录相关后的相关噪音，本发明实施例提供一种可控震源降频扫描数据处理方法。本发明实施例提供的可控震源降频扫描数据处理方法的执行主体包括但不限于计算机。
[0034]
图1是本发明一实施例提供的可控震源降频扫描数据处理方法的流程示意图，如图1所示，本发明实施例提供的可控震源降频扫描数据处理方法，包括：
[0035]
s101、获取未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据及对应的降频扫描信号；
[0036]
具体地，通过野外采集可以获得相关前数据，从所述相关前数据中可以获得未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据以及对应的降频扫描信号。其中，所述相关前数据可以通过地震仪器记录。
[0037]
s102、将所述未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据及对应的降频扫描信号的分别进行时序倒置，获得时序倒置的中间数据及对应的扫描信号；
[0038]
具体地，在获得所述未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据及对应的降频扫描信号之后，将所述未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据进行时序倒置，获得时序倒置的中间数据，并将所述未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据对应的降频扫描信号进行时序倒置，获得时序倒置的降频扫描信号，降频扫描信号经过时序倒置之后会变成升频扫描信号。时序倒置的降频扫描信号与时序倒置的中间数据对应，成为时序倒置的中间数据对应的扫描信号。
[0039]
例如，一个工区的降频扫描信号为84-3hz，则其时序倒置后的升频扫描信号为3-84hz。
[0040]
s103、对时序倒置的中间数据及对应的扫描信号进行互相关，获得倒置地震单炮记录数据；
[0041]
具体地，在获得时序倒置的中间数据及对应的扫描信号之后，对时序倒置的中间数据及对应的扫描信号进行相关运算，获得倒置地震单炮记录数据，相当于对未互相关的单炮地震记录数据与升频扫描信号进行相关运算，根据升频信号谐波的相关特性，相关后谐波不会在地震记录数据之内出现，这样就消除了谐波对相关后数据的影响，提高了数据的信噪比。其中，相关运算的具体过程为现有技术，此处不进行赘述。
[0042]
s104、将所述倒置地震单炮记录数据进行时序恢复，获得可控震源降频扫描地震
单炮记录。
[0043]
具体地，在获得所述倒置地震单炮记录数据之后，由于对所述未互相关的单炮地震记录数据的时序进行了倒置，因此获得的所述倒置地震单炮记录数据的时序也是倒置的，将所述倒置地震单炮记录数据的时序进行倒置，恢复原来的时序，即可获得可控震源降频扫描地震单炮记录。
[0044]
本发明实施例提供的可控震源降频扫描数据处理方法，获取未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据及对应的降频扫描信号，将未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据及对应的降频扫描信号的分别进行时序倒置，获得时序倒置的中间数据及对应的扫描信号，对时序倒置的中间数据及对应的扫描信号进行互相关，获得倒置地震单炮记录数据，将倒置地震单炮记录数据进行时序恢复，获得可控震源降频扫描地震单炮记录，降低或消除了相关噪音，提高了数据的信噪比。
[0045]
在上述各实施例的基础上，进一步地，所述未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据是通过相关前数据获得的，所述相关前数据是通过可控震源升频和降频同时扫描并由地震仪器直接记录接收到的地震信号获得的。
[0046]
具体地，在野外采集地震数据时，可控震源升频和降频同时扫描混合激发地震信号，地震仪器对接收到的地震信号不做相关处理，直接记录接收到的地震信号，可以获得相关前数据。从所述相关前数据中可以获得未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据，次数据是升频地震记录和降频地震记录的叠加结果。
[0047]
例如，在野外采集地震数据时，两组相距较近时间间隔较短的可控震源，一组采用线性升频，一组采用线性降频的方式激发，地震仪器可以对接收到的地震信号直接记录，从中可以获得未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据。
[0048]
在上述各实施例的基础上，进一步地，所述地震信号是通过不同扫描方式的震源激发产生的。
[0049]
具体地，根据工区条件及试验结果，确定工区的扫描信号起止频率。扫描信号的起始低频和终止高频是固定的，升频信号是采用升频扫描方式，降频信号采用降频扫描方式，如一个工区的起始频率为3hz，终止频率为84hz，则其升频信号为3-84hz升频扫描激发，降频信号为84-3hz降频扫描激发。地震仪器接收的地震信号，可以是通过两组可控震源激发的，一组采用升频信号激发，另一组采用降频信号激发，从而可以提高野外的施工效率，进而提高地震信号的采集效率。
[0050]
例如，根据项目配备的震源组数，均分为两组，一组采用升频扫描，一组采用降频扫描。如某一个项目配备了4组震源，则2组震源采用升频信号激发，另外两组采用降频信号激发，这样可以最大限度提高野外施工效率。
[0051]
在上述各实施例的基础上，进一步地，所述不同扫描方式的震源是同步激发的。
[0052]
具体地，在野外采集地震信号时，可以对不同扫描方式的震源同步激发，以提高地震信号的采集效率。
[0053]
例如，在野外采集地震信号时，两组相距较近时间间隔较短的震源，一组采用线性升频，一组采用线性降频的方式同时激发。由于两者扫描信号基本不相关，两组震源相互干扰较小，因此可以在不增加采集设备的前提下把地震信号采集效率近似提高1倍。
[0054]
本发明实施例提供的可控震源降频扫描数据处理方法，将降频扫描未相关记录和
降频信号时序倒置后再进行相关，相当于未相关记录与升频信号相关，相关后谐波不会在记录之内出现，消除了谐波对数据的影响，提高了数据的信噪比。
[0055]
图2是本发明一实施例提供的可控震源降频扫描数据处理装置的结构示意图，如图2所示，本发明实施例提供的可控震源降频扫描数据处理装置，包括获取单元201、时序倒置单元202、互相关单元203和时序恢复单元204，其中：
[0056]
获取单元201用于获取未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据及对应的降频扫描信号；时序倒置单元202用于将所述未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据及对应的降频扫描信号的分别进行时序倒置，获得时序倒置的中间数据及对应的扫描信号；互相关单元203用于对时序倒置的中间数据及对应的扫描信号进行互相关，获得倒置地震单炮记录数据；时序恢复单元204用于将所述倒置地震单炮记录数据进行时序恢复，获得可控震源降频扫描地震单炮记录。
[0057]
具体地，通过野外采集可以获得相关前数据，获取单元201从所述相关前数据中可以获得未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据以及对应的降频扫描信号。其中，所述相关前数据可以通过地震仪器记录。
[0058]
在获得所述未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据及对应的降频扫描信号之后，时序倒置单元202将所述未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据进行时序倒置，获得时序倒置的中间数据，并将所述未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据对应的降频扫描信号进行时序倒置，获得时序倒置的降频扫描信号，降频扫描信号经过时序倒置之后会变成升频扫描信号。时序倒置的降频扫描信号与时序倒置的中间数据对应，成为时序倒置的中间数据对应的扫描信号。
[0059]
在获得时序倒置的中间数据及对应的扫描信号之后，互相关单元203对时序倒置的中间数据及对应的扫描信号进行相关运算，获得倒置地震单炮记录数据，相当于对未互相关的单炮地震记录数据与升频扫描信号进行相关运算，根据升频信号谐波的相关特性，相关后谐波不会在地震记录数据之内出现，这样就消除了谐波对相关后数据的影响，提高了数据的信噪比。其中，相关运算的具体过程为现有技术，此处不进行赘述。
[0060]
在获得所述倒置地震单炮记录数据之后，由于对所述未互相关的单炮地震记录数据的时序进行了倒置，因此获得的所述倒置地震单炮记录数据的时序也是倒置的，时序恢复单元204将所述倒置地震单炮记录数据的时序进行倒置，恢复原来的时序，即可获得可控震源降频扫描地震单炮记录。
[0061]
本发明实施例提供的可控震源降频扫描数据处理装置，获取未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据及对应的降频扫描信号，将未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据及对应的降频扫描信号的分别进行时序倒置，获得时序倒置的中间数据及对应的扫描信号，对时序倒置的中间数据及对应的扫描信号进行互相关，获得倒置地震单炮记录数据，将倒置地震单炮记录数据进行时序恢复，获得可控震源降频扫描地震单炮记录，降低或消除了相关噪音，提高了数据的信噪比。
[0062]
在上述各实施例的基础上，进一步地，所述未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据是通过相关前数据获得的，所述相关前数据是通过可控震源升频和降频同时扫描并由地震仪器直接记录接收到的地震信号获得的。
[0063]
具体地，在野外采集地震数据时，可控震源升频和降频同时扫描混合激发地震信号，地震仪器对接收到的地震信号不做相关处理，直接记录接收到的地震信号，可以获得相关前数据。从所述相关前数据中可以获得未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据，数据是升频地震记录和降频地震记录的叠加结果。
[0064]
在上述各实施例的基础上，进一步地，所述地震信号是通过不同扫描方式的震源激发产生的。
[0065]
具体地，根据工区条件及试验结果，确定工区的扫描信号起止频率。扫描信号的起始低频和终止高频是固定的，升频信号是采用升频扫描方式，降频信号采用降频扫描方式，如一个工区的起始频率为3hz，终止频率为84hz，则其升频信号为3-84hz升频扫描激发，降频信号为84-3hz降频扫描激发。地震仪器接收的地震信号，可以是通过两组可控震源激发的，一组采用升频信号激发，另一组采用降频信号激发，从而可以提高野外的施工效率，进而提高地震信号的采集效率。
[0066]
在上述各实施例的基础上，进一步地，所述不同扫描方式的震源是同步激发的。
[0067]
具体地，在野外采集地震信号时，可以对不同扫描方式的震源同步激发，以提高地震信号的采集效率。
[0068]
本发明实施例提供的装置的实施例具体可以用于执行上述各方法实施例的处理流程，其功能在此不再赘述，可以参照上述方法实施例的详细描述。
[0069]
图3是本发明一实施例提供的电子设备的实体结构示意图，如图3所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)301、通信接口(communications interface)302、存储器(memory)303和通信总线304，其中，处理器301，通信接口302，存储器303通过通信总线304完成相互间的通信。处理器301可以调用存储器303中的逻辑指令，以执行如下方法：获取未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据及对应的降频扫描信号；将所述未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据及对应的降频扫描信号的分别进行时序倒置，获得时序倒置的中间数据及对应的扫描信号；对时序倒置的中间数据及对应的扫描信号进行互相关，获得倒置地震单炮记录数据；将所述倒置地震单炮记录数据进行时序恢复，获得可控震源降频扫描地震单炮记录。
[0070]
此外，上述的存储器303中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0071]
本实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：获取未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据及对应的降频扫描信号；将所述未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据及对应的降频扫描信号的分别进行
时序倒置，获得时序倒置的中间数据及对应的扫描信号；对时序倒置的中间数据及对应的扫描信号进行互相关，获得倒置地震单炮记录数据；将所述倒置地震单炮记录数据进行时序恢复，获得可控震源降频扫描地震单炮记录。
[0072]
本实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，所述计算机程序使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：获取未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据及对应的降频扫描信号；将所述未互相关的可控震源升频和降频同时扫描的单炮地震记录数据及对应的降频扫描信号的分别进行时序倒置，获得时序倒置的中间数据及对应的扫描信号；对时序倒置的中间数据及对应的扫描信号进行互相关，获得倒置地震单炮记录数据；将所述倒置地震单炮记录数据进行时序恢复，获得可控震源降频扫描地震单炮记录。
[0073]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0074]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0075]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0076]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0077]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0078]
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。