专利名称：一种针对地震叠前道集的同相轴精细拉平处理方法
技术领域：
本发明涉及地球物理勘探中的地震叠前道集处理方法，尤其涉及一种针对地震叠前道集的同相轴精细拉平处理方法。
背景技术：
地震勘探是利用地下介质的弹性差异，通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应，推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。地震勘探是钻探前勘测石油与天然气资源的重要手段，在煤田和工程地质勘查、区域地质研究和地壳研究等方面 ，也得到广泛应用。地震勘探主要分为地震资料采集、处理与解释三个阶段。在地震资料采集阶段，多次覆盖已成为最基本的野外采集方法，所谓的多次覆盖是指，在地表适当地选取多个对地震波激发点和接收点，进而得到来自地下同一反射点的信号，将这些信号组合在一起就构成了一个共反射点道集(一种地震叠前道集)；在地震资料处理阶段，以同相轴拉平后的共反射点道集为基础，对其进行叠加求和(共反射点叠加)可以提高地震资料的信噪比；在地震资料解释阶段，以同相轴拉平后的共反射点道集为基础，通过分析振幅随入射角的变化(AVA分析)可以得到地下的各项同性弹性参数信息，通过分析振幅随方位角的变化(AVAz分析)可以得到地下的各项异性弹性参数信息。无论是地震资料处理阶段的共反射点叠加，还是地震资料解释阶段的AVA和AVAz分析，都是以同相轴拉平后的共反射点道集为基础的，同相轴不平会影响后续工作的质量，甚至得到错误的结果。处理上，常根据共反射点道集的时距曲线方程进行同相轴拉平(动校正)，虽然动校正可以保证共反射点道集同相轴基本拉平，但受各种因素(如由于地表高程起伏剧烈导致的静校正不准确、由于水平层状各项同性介质假设条件导致的常规时距曲线方程误差)的影响，动校正往往无法实现共反射点道集同相轴精细拉平，继而，降低了共反射点叠加的信噪比，并导致由AVA和AVAz分析得到的弹性参数不准确甚至错误。
发明内容
为了解决现有技术中同相轴不平的问题，从而造成地震勘探结果不准确的问题，提供了一种针对地震叠前道集的同相轴精细拉平处理方法。本发明实施例提供的一种针对地震叠前道集的同相轴精细拉平处理方法，包括，步骤101，对采集的地震数据进行前期处理；步骤102，抽取想要进行同相轴精细拉平处理的叠前道集，用I行、J列的二维数组D来表示，其中，I为每个地震道的采样点数，J为叠前道集的地震道数，二维数组D，其第i行、第j列的值D(i，j)表示叠前道集的第j个地震道的第i个采样点的振幅值；步骤103，设定同相轴精细拉平处理参数^、^!^、！^，其中^述的心为波形对比窗口的大小，Nw为整数；所述的Nm为波形对比窗口的移动量，Nm为整数；所述的Ns为波形对比的搜索半径，凡为整数；所述的TolgS群容差，是判定是否在某个波形对比窗口的中心点设置拉平种子点的依据；所述的Toli为个体容差，是优选某个地震道的相似地震道的依据；步骤104，以Nw为窗口大小，以Nm为窗口移动量，逐窗口判定是否在某个波形对比窗口的中心点设置拉平种子点，并计算拉平种子点移动量；步骤105，计算拉伸采样坐标；步骤106，根据拉伸采样坐标实施同相轴精细拉平。根据所述一种针对地震叠前道集的同相轴精细拉平处理方法的一个进一步的方面，对采集的地震数据进行前期处理中包括，对采集的地震数据进行去噪、静校正、动校正的前期处理。根据所述一种针对地震叠前道集的同相轴精细拉平处理方法的再一个进一步的方面，所述叠前道集包括共反射点道集和方位角道集。·根据所述一种针对地震叠前道集的同相轴精细拉平处理方法的另一个进一步的方面，所述逐窗口判定是否在某个波形对比窗口的中心点设置拉平种子点，并计算拉平种子点移动量具体包括，步骤401，对于第k个波形对比窗口，计算地震道与地震道之间最优移动量的二维数组S，其中二维数组S中的第J1行、第j2列的值S(ji，j2)表示叠前道集的第J1个地震道和第j2个地震道的最优移动量，并计算地震道与地震道之间最大相关系数的二维数组C，其中二维数组C中的第J1行、第j2列的值CU1, j2)表示叠前道集的第J1个地震道和第j2个地震道的最大相关系数；所述的地震道与地震道之间最优移动量SU1, j2)和地震道与地震道之间最大相关系数CU1, j2)的计算方法为设^= (k-l)Nm，L = is+Nw，定义集合/ = {l,2,---,i￥w+l{· ^ =,定义长度为(Nw+1)的向量 f，f 的第i个元素f(i) =D(is+i-l，定义2NS+1个长度为(Nw+1)的向量gl / G Z , gl的第i个元素玢⑴=D(is+l+i-l，则最大相关系数CU1, j2)由以下公式给出
f · gC(j\,j2) =r—r r^-=
ei Vf-fVg,-g;
tools]最优移动量sa，j2)，即取得ca，j2)时的I值，由以下公式给出
f . CsSCj1 J2) = argm^x ^——'
leL vf-fVg,-g,步骤402，对于第k个波形对比窗口，判定是否在该波形对比窗口的中心点设置拉平种子点，其中，所述的判定是否设置拉平种子点的方法为求取二维数组C的所有元素的平均值Cm Cm=^YYjC(JlJ2)
J /,-I Λ=>若cm彡Tolg,则需要在该波形对比窗口的中心点设置拉平种子点，记录该波形对
f j +i \(N \
比窗口的中心点4^ = round] (k-l)Nm+^-,其中函数round(x)表示对x进
V2 J
行四舍五入取整，转步骤103，若Cm < Tolg,则不需要在该波形对比窗口的中心点设置拉平种子点，记k = k+Ι，转步骤101继续；
步骤403，对于第k个波形对比窗口，计算拉平种子点移动量，定义长度为J的向量m用来存储每个地震道的拉平种子点移动量，其中，所述的计算拉平种子点移动量的方法为选取基准地震道，定义集合i = <1,2，···,·/丨，对于任意一个定值J1道的相似道集合为之=“ |cc/,j2；^ MJ2 4，则基准地震道为A =MggfcarCi(Jii)，其中函数card(人)表示集合Jii的元素的个数；优选基准地震道的相似地震道，相似地震道集合为I、，
Jh = {λ |[(λ，λ)乏 To},j2e j]；计算每个地震道的拉平种子点移动量，令Jmn= mjn ./ ' = i^x J ’贝Ij
^ S(JbJl-SUbJnmi)
m J s(/ft，jm) - s{jb，Jima) , a) > Jmax。
由m(/)，j G Ja线性内插求出，当/ e其它根据所述一种针对地震叠前道集的同相轴精细拉平处理方法的另一个进一步的方面，在计算拉伸采样坐标中，定义I行、J列的二维数组Xm用来存储拉伸采样坐标，所述的计算拉伸采样坐标的方法为假设需要在Q个波形对比窗口的中心点设置拉平种子点，设其中第q个中心点以及它所对应的拉平种子点移动量分别为i,和q = 1，2，…，Q，定
义集合及υ，···， ·ρ} >Λ+ =RiJ {1,1},则对于任意一个定值J j eJ
^/ + Hli(J),''I/ G R
I,当f = I
X-(U)=f、卜，。
I, -=\ι = Ι
由Χ_ (/，./),/ e r线性内插求出，当i e其它根据所述一种针对地震叠前道集的同相轴精细拉平处理方法的另一个进一步的方面，根据拉伸采样坐标实施同相轴精细拉平进一步包括，定义I行、J列的二维数组X用来存储原始采样坐标，定义I行、J列的二维数组Dn 用来存储同相轴精细拉平处理后的叠前道集；设置原始采样坐标,具体地，X(i, j) = i, i = 1，2，…，I; j = I, 2，...，J ;对于任意一个定值j，_/ e J，以X的第j列Xj为自变量、以D的第j列Dj为函数值，构建三次样条插值函数7=/x Dj ω，则d_'(u)=/Xj,Dj (XnevVj))。根据所述一种针对地震叠前道集的同相轴精细拉平处理方法的另一个进一步的方面，在根据拉伸采样坐标实施同相轴精细拉平之后还包括步骤107，用Dnew代替步骤102中的D，并在步骤103中设定新的同相轴精细拉平处理参数，再次执行步骤104-步骤106。根据所述一种针对地震叠前道集的同相轴精细拉平处理方法的另一个进一步的方面，重复执行所述步骤107两至三次。根据所述一种针对地震叠前道集的同相轴精细拉平处理方法的另一个进一步的方面，所述在步骤103中设定新的同相轴精细拉平处理参数进一步包括，按照参数设定的先后次序Nw、Nm、Ns逐渐减小，Tolg, Toli保持不变或增大。通过本发明实施例的方法，该方法对于地震资料的处理和解释都具有重要的意义，并具有稳定、高效的特点。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中 图I是本发明实施例提供的一种针对地震叠前道集的同相轴精细拉平处理方法流程图；图2是本发明实施例提供的一个方位角道集；图3是本发明实施例提供的移动波形对比窗口的示意图；图4是本发明实施例提供的用来存储地震道与地震道之间最大相关系数的二维数组C的示意图；图5是本发明实施例提供的用来存储地震道与地震道之间最优移动量的二维数组S的示意图；图6是本发明实施例提供的欲设置拉平种子点的波形对比窗口的中心点，及其对应的拉平种子点移动量的示意图；图7是本发明实施例提供的求取拉伸采样坐标的示意图一；图8是本发明实施例提供的求取拉伸采样坐标的示意图二 ；图9a是本发明实施例中拉平种子点在处理前的叠前道集上的位置示意图；图9b是本发明实施例中经过一次同相轴精细拉平处理后的示意图；图IOa是本发明实施例提供的同相轴精细拉平处理前的效果图；图IOb是本发明实施例提供的经过一次同相轴精细拉平处理后的效果图；图IOc是本发明实施例提供的经过二次同相轴精细拉平处理后的效果图；图IOd是本发明实施例提供的经过三次同相轴精细拉平处理后的效果图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，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。如图I为本发明实施例提供的一种针对地震叠前道集的同相轴精细拉平处理方法流程图。包括步骤101，对采集的地震数据进行去噪、静校正、动校正的前期处理操作。通过去噪来消除面波、多次波等干扰波；通过静校正消除由于地表不平坦、激发点深度不同等问题对于时距曲线形态的影响；通过动校正使时距曲线与地下界面的形态一致。步骤102，抽取想要进行同相轴精细拉平处理的叠前道集。这种叠前道集一般是共反射点道集(道与道的入射角不同)，也可以是方位角道集(道与道的方位角不同)，它们都可以用I行、J列的二维数组D来表示。如图2所示，其给出了一个方位角道集。在本步骤中，所述I为每个地震道的采样点数，例如I = 401 ;所述J为叠前道集的地震道数，例如J = 6。所述的二维数组D，其第i行、第j列的值D(i，j)表示叠前道集的第j个地震道的第i个采样点的振幅值。步骤103，设定同相轴精细拉平处理参数Nw、Nm、Ns、Tolg、Tolit5其中，所述的Nw为波形对比窗口的大小，Nw为整数，例如Nw = 50个采样点数，图2 纵向单位是采样点数。所述的Nm为波形对比窗口的移动量，Nm为整数,例如设定Nm = 17个采样点数；所述的Ns为波形对比的搜索半径，Ns为整数，例如设定Ns = 6个采样点数；所述的TolgS群容差，它是判定是否在某个波形对比窗口的中心点设置拉平种子点的依据，当波形对比窗口内地震道相关系数的平均值大于Tolg时，则需要在该波形对比窗口的中心点设置拉平种子点，反之亦反，例如设定Tolg = O. 75 ；所述的Toli为个体容差，它是优选某个地震道的相似地震道的依据，当波形对比窗口内某个地震道与基准地震道的相似系数大于Toli时，则该地震道为基准地震道的相似地震道，例如设定Toli = O. 85。步骤104，以Nw为窗口大小，以Nm为窗口移动量，逐窗口判定是否在某个波形对比窗口的中心点设置拉平种子点，并计算拉平种子点移动量。图3给出了移动波形对比窗口的示意图，图中用梯形框标出了最初的5个波形对比窗口的位置。具体地，对于第k个波形对比窗口(从道集的第I个采样点算起)，可以通过以下步骤4. I到步骤4. 3操作步骤4. 1，对于第k个波形对比窗口，计算地震道与地震道之间的最优移动量及最大相关系数。定义J行、J列的二维数组S用来存储地震道与地震道之间的最优移动量。定义J行、J列的二维数组C用来存储地震道与地震道之间的最大相关系数。图4给出了当k = 3时用来存储地震道与地震道之间最大相关系数的二维数组C的示意图，所述的二维数组C，其第J1行、第j2列的值j2)表示叠前道集的第J1个地震道和第j2个地震道的最大相关系数。图5给出了当k = 3时用来存储地震道与地震道之间最优移动量的二维数组S的示意图，所述的二维数组S，其第J1行、第j2列的值S U1, J2)表示叠前道集的第J1个地震道和第j2个地震道的最优移动量。所述的地震道与地震道之间最优移动量和最大相关系数，其计算方法为以计算 SfJ1, j2)和 CU1, j2)为例，设 is = (k-l)Nm, ie = is+Nw,定义集合 =丨I 2 -,Arw+1}、
i =，定义长度为(Nw+1)的向量f，f的第i个元素f(i)=
D(is+i-l, J1) /f / ,定义2NS+1个长度为(Nw+1)的向量的第i个元素玢⑴=D(is+l+i-l，j2)，/ef，则最大相关系数Cd j2)由以下公式给出
权利要求
1.一种针对地震叠前道集的同相轴精细拉平处理方法，其特征在于包括， 步骤101，对采集的地震数据进行前期处理； 步骤102，抽取想要进行同相轴精细拉平处理的叠前道集，用I行、J列的二维数组D来表示，其中，I为每个地震道的采样点数，J为叠前道集的地震道数，二维数组D，其第i行、第j列的值D(i，j)表示叠前道集的第j个地震道的第i个采样点的振幅值； 步骤103，设定同相轴精细拉平处理参数-^、^、^、！^^、！^^，其中’所述的心为波形对比窗口的大小，Nw为整数；所述的Nm为波形对比窗口的移动量，Nm为整数；所述的Ns为波形对比的搜索半径，Ns为整数；所述的Tolg为群容差，是判定是否在某个波形对比窗口的中心点设置拉平种子点的依据；所述的Toli为个体容差，是优选某个地震道的相似地震道的依据； 步骤104，以Nw为窗口大小，以Nm为窗口移动量，逐窗口判定是否在某个波形对比窗口的中心点设置拉平种子点，并计算拉平种子点移动量； 步骤105，计算拉伸采样坐标； 步骤106，根据拉伸采样坐标实施同相轴精细拉平。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，对采集的地震数据进行前期处理中包括，对采集的地震数据进行去噪、静校正、动校正的前期处理。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述叠前道集包括共反射点道集和方位角道集。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述逐窗口判定是否在某个波形对比窗口的中心点设置拉平种子点，并计算拉平种子点移动量具体包括， 步骤401，对于第k个波形对比窗口，计算地震道与地震道之间最优移动量的二维数组S，其中二维数组S中的第J1行、第j2列的值SU1, J2)表示叠前道集的第J1个地震道和第j2个地震道的最优移动量，并计算地震道与地震道之间最大相关系数的二维数组C，其中二维数组c中的第J1行、第j2列的值CU1, J2)表示叠前道集的第J1个地震道和第j2个地震道的最大相关系数；所述的地震道与地震道之间最优移动量SU1, j2)和地震道与地震道之间最大相关系数CU1, j2)的计算方法为设^= (k-l)Nm，L = is+Nw，定义集合/ = {1,2,l = {-Ns,-Ns+l,-,0,-,Ns-l,Ns}，定义长度为(Nw+1)的向量 f，f 的第i个元素f(i) = D(is+i-l, jjdef ’定义2NS+1个长度为(Nw+1)的向量gp/ei’g!的第i个元素gji) = D(is+l+i-l, j2)ei，则最大相关系数CU1, j2)由以下公式给出 最优移动量sa，」_2)，即取得ca，j2)时的I值，由以下公式给出SU J2) = argιηψ , I fvf-fvg；-g； 步骤402，对于第k个波形对比窗口，判定是否在该波形对比窗口的中心点设置拉平种子点，其中，所述的判定是否设置拉平种子点的方法为求取二维数组C的所有元素的平均值Cm
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在计算拉伸采样坐标中，定义I行、J列的二维数组Xnrat用来存储拉伸采样坐标，所述的计算拉伸采样坐标的方法为假设需要在Q个波形对比窗口的中心点设置拉平种子点，设其中第q个中心点以及它所对应的拉平种子点移动量分别为i,和'，q= 1，2，一，Q，定义集合及二扎/2,···，^}，及1 =iU{l,/}，则对于任意一个定值j，_/ e i
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据拉伸采样坐标实施同相轴精细拉平进一步包括，定义I行、J列的二维数组X用来存储原始采样坐标，定义I行、J列的二维数组Dn 用来存储同相轴精细拉平处理后的叠前道集； 设置原始采样坐标，具体地，X(i, j) = i, i = 1，2，…，I; j = I, 2，…，J ; 对于任意一个定值j，Jei，以X的第j列\为自变量、以D的第j列Dj为函数值，构建三次样条插值函数J = /x,Di W ’则D_'(U) = Λ,,Di (XhU)。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在根据拉伸采样坐标实施同相轴精细拉平之后还包括步骤107，用Dnew代替步骤102中的D，并在步骤103中设定新的同相轴精细拉平处理参数，再次执行步骤104-步骤106。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，重复执行所述步骤107两至三次。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述在步骤103中设定新的同相轴精细拉平处理参数进一步包括，按照参数设定的先后次序Nw、Nffl, Ns逐渐减小，Tolg, Toli保持不变或增大。
全文摘要
本发明涉及地球物理勘探中的地震叠前道集处理方法，尤其涉及一种针对地震叠前道集的同相轴精细拉平处理方法，包括对采集的地震数据进行前期处理；抽取想要进行同相轴精细拉平处理的叠前道集，用I行、J列的二维数组D来表示；设定同相轴精细拉平处理参数；以Nw为窗口大小，以Nm为窗口移动量，逐窗口判定是否在某个波形对比窗口的中心点设置拉平种子点，并计算拉平种子点移动量；计算拉伸采样坐标；根据拉伸采样坐标实施同相轴精细拉平。通过本发明实施例的方法，该方法对于地震资料的处理和解释都具有重要的意义，并具有稳定、高效的特点。
文档编号G01V1/28GK102879821SQ201210363749
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者杨昊, 张研 申请人:中国石油天然气股份有限公司