一种地震数据处理方法、装置及系统的制作方法
【专利摘要】本申请提供一种地震数据处理方法、装置及系统。所述方法包括：S1：获取地震数据记录中地震道的初至走时Ts；S2：根据所述初至走时Ts，采用走时层析反演得到地震数据记录的速度模型和初至波射线底；S3：根据所述速度模型和初至波射线底确定所述地震数据记录的时间截取长度TL；S4：截取所述初至走时Ts至Ts+TL范围内的地震数据记录作为反演数据。利用本申请各实施例，可以有效选取波形反演的优质地震数据，提高波形反演速度和精度。
【专利说明】一种地震数据处理方法、装置及系统
【技术领域】
[0001] 本申请属于石油地震勘探地震资料处理【技术领域】，尤其涉及波形反演中的一种地 震数据处理方法、装置及系统。
【背景技术】
[0002] 近百年来，地球物理学得到了迅猛的发展，尤其是以地震波为研究背景的地震勘 探技术，为能源的开发和地下结构的探索创造了便利的条件。地震勘探中在地表收集采集 的观测数据都可以由地震波形反演的求解来解释，并且地震波形反演可以应用不同的数值 方法得到所需的物性参数。近些年来，地震波形反演在地震勘探中的应用越来越深入，地震 波波形反演已成为一种使用地震数据获取地下速度模型，进一步获取地下构造，探测地下 油气资源的有力工具。
[0003] 地震勘探的最终目的是寻找、定位地下分布的油气资源。一般的做法是在地面上 人工的激发地震波，由于介质的非均匀性，当地震波在地层介质中向各方向传播时会产生 反射、衍射、散射和透射，部分的地震波返回到地面接收点设置的数据采集装置就构成了所 接收的地震观测数据。然后从这些地震观测数据中提取地层剖面及介质的物性参数，进而 确定油气藏的位置。地震观测数据可由波动方程的正演来模拟，而后可以用地震波形反演 来重构地层剖面及物性参数。现有技术中常用的波形反演方法主要包括全波形反演，其主 要是利用叠前地震波长的运动学和动力学信息，计算地下介质参数（通常包括地下速度参 数）的一种方法。
[0004] 但上述全波形反演方法在波形反演时通常使用的是采集地震数据记录的全部数 据，使得反演速度较低。对于近地表结构复杂的地形，采集的地震数据包括更多的随机干扰 信息，信噪比波动较大，采用全波形反演的过程中容易得到局部参数极小等异常结果，数据 稳定性较差，降低了反演精度。
【发明内容】
[0005] 本申请目的在于提供一种地震数据处理方法、装置及系统，可以选取地震数据记 录中的先达波部分作为波形反演的反演数据，可以为提高后续地震波形反演速度和反演精 度，获得稳定可靠的反演结果。
[0006] 本申请提供的一种地震数据处理方法、装置及系统是这样实现的：
[0007] -种地震数据处理方法，所述方法包括：
[0008] Sl :获取地震数据记录中地震道的初至走时Ts ;
[0009] S2 :根据所述初至走时Ts，采用走时层析反演得到地震数据记录的速度模型和初 至波射线底；
[0010] S3:根据所述速度模型和初至波射线底确定所述地震数据记录的时间截取长度 Tl;
[0011] S4 :截取所述初至走时Ts至TS+IY范围内的地震数据记录作为反演数据。
[0012] 一种地震数据处理装置，所述装置包括：
[0013] 数据获取模块，用于获取需要处理的地震数据记录；
[0014] 初至计算模块，用于计算获取地震数据记录中地震道的初至走时Ts ;
[0015] 层析反演模块，用于根据所述初至走时Ts，采用走时层析反演得到地震数据记录 的速度模型和初至波射线底；
[0016] 截取长度计算模块，用于根据所述速度模型和初至波射线底确定所述地震数据记 录的时间截取长度IY ;
[0017] 数据截取模块，用于截取所述初至走时Ts至TS+IY范围内的地震数据。
[0018] 一种包括上述所述的一种地震数据处理装置的系统，所述系统用于对所述地震数 据处理装置截取的反演数据进行波形反演，获取地下介质参数。
[0019] 本申请提供的一种地震数据处理方法、装置及系统，采用预定算法可以选出地震 波形记录数据中具有较高信噪比的先达波部分作为波形反演的使用数据，可以使后续波形 反演计算过程中的非线性程度降低，收敛速度加快，使整个波形反演过程速度加快，并且可 以获得更稳定可靠的反演结果。本申请所述的方法中，提供了一种有效可行的选取地震数 据中先达波的方法，为后续利用所述先达波部分的波形数据进行波形反演提供了基础。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 为了更清楚地说明本申请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 申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021] 图1是本申请一种地震数据处理方法的一种实施例的方法流程示意图；
[0022] 图2是本申请一种地震数据处理方法的另一种实施例的方法流程示意图；
[0023] 图3是本申请所述方法一个应用场景实例中一道数据波形图；
[0024] 图4是本申请图3所述数据波形的包络线图；
[0025] 图5是本申请图3所述的一道波形各采样点的R值；
[0026] 图6是本申请本申请所述方法一个应用场景实例反演结果示意图；
[0027] 图7是本申请应用场景实例中第80炮第96道波形记录最终截取的波形范围；
[0028] 图8为本申请所述一种地震数据处理装置的模块结构示意图；
[0029] 图9为本申请所述一种地震数据处理装置的另一种实施例的模块结构示意图。
【具体实施方式】
[0030] 为了使本【技术领域】的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请实 施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通 技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护 的范围。
[0031] 通常在实际采集获取的地震数据记录中包括有噪声干扰信息，而地震数据记录中 从初至波开始后的一段距离内的波形信噪比高，抗干扰能力强。本申请可以截取包含初至 波在内的先达波部分进行波形反演，比常规的使用全波形反演可以取得更高的反演精度。 下面是本申请提供一种地震数据处理方法，图1是本申请所述一种地震数据处理方法一个 实施例的方法流程图。如图1所示，所述的一种地震数据处理方法可以包括：
[0032] Sl :获取地震数据记录中的初至走时Ts。
[0033] 获取所需处理的地震数据记录，提取所述地震数据记录的初至走时Ts。采集的地 震数据记录中可以包括多个地震道数据的集合，每一地震道数据可以由设置在近地表上的 检波器等间隔时间采样获得。通常所述地震数据记录中的地震道有相应的地震道号，每个 地震道的采样点数据也可以有相应的样点编号，例如距离震源激发炮点的第100个检波器 记录的地震道数据的地震道号可以为设置为100,间隔2ms采集一次，在地震数记录开始采 集后1秒后采集的样的数据可以表示为A 5tltl, A可以为该采样点数据的振幅。
[0034] 本申请提供一种地震数据记录中初至走时的获取方法，可以计算得出每一地震道 的初至走时，进而获取整个地震数据记录的初至走时。所述的初至走时在本实施例中可以 表示为震源激发的初至波首次到达检波器的时间。本申请所述获取地震数据记录中地震道 初至走时Ts的方法具体的可以包括以下步骤：
[0035] SlOl :获取所述地震数据记录上地震道的包络线；
[0036] 本实施例中所述的包络线可以将地震道中采样点正值的振幅连接起来形成的线。 当然，也可以为采样点负值的振幅的连接线。可以获取地震道的包络线上第i个采样点的 振幅值A (i)，I < i < N，N为所述地震道中采样点的个数。
[0037] S102 :采样下式计算所述包络线上第i个采样点的地震道前后k个采样点数据的 振幅平方和的比值R (i):
[0038] R(i) = (B+入）/(F+入）
【权利要求】
1. 一种地震数据处理方法，其特征在于，所述方法包括： 51 :获取地震数据记录中地震道的初至走时Ts ; 52 :根据所述初至走时Ts，采用走时层析反演得到地震数据记录的速度模型和初至波 射线底； 53 :根据所述速度模型和初至波射线底确定所述地震数据记录的时间截取长度IY ; 54 :截取所述初至走时Ts至TS+IY范围内的地震数据记录作为反演数据。
2. 如权利要求1所述的一种地震数据处理方法，其特征在于，所述获取地震数据记录 中地震道初至走时Ts包括以下步骤： 5101 :获取所述地震数据记录上地震道的包络线； 5102 :采样下式计算所述包络线上第i个采样点的地震道前后k个采样点数据的振幅 平方和的比值R (i):
上式中，所述B为所述第i个采样点之后的k个采样点数据的振幅平方和，所述F为所 述第i个采样点之前的k个采样点数据的振幅平方和，I < i < N，N为所述包络线上采样 点的个数，所述λ为修正量； 5103 :选取地震道中R(i)值最大的采样点所对应的时间为该地震道的初至走时Ts。
3. 如权利要求1所述的一种地震数据处理方法，其特征在于，所述选取的地震数据记 录的时间截取长度?Υ包括以下步骤： 5301 :在所述速度模型中从数据接收点所在深度向下到所述初至波射线底作垂直连 线，获取所述垂直连线的长度L ; 5302 :在所述垂直连线L上等间隔分出P个点，获取P个点在所述速度模型中的速度 值，计算所述P个点所对应的速度值的平均值?，P > 2 ; 5303 :采用下式计算所述地震数据记录的时间截取长度IY : Tl = 2 X L/V。
4. 如权利要求1所述的一种地震数据处理方法，其特征在于，所述方法还包括： 55 :对与所述截取的反演数据相邻的数据进行余弦衰减； 相应的，所述截取的反演数据包括所述余弦衰减后的数据。
5. 如权利要求1-4中任意一项所述的一种地震数据处理方法，其特征在于，所述方法 还包括： 56 :对在所述地震数据记录中截取的反演数据进行波形反演，获取地下介质参数。
6. -种地震数据处理装置，其特征在于，所述装置包括： 数据获取模块，用于获取需要处理的地震数据记录； 初至计算模块，用于计算获取地震数据记录中地震道的初至走时Ts ; 层析反演模块，用于根据所述初至走时Ts，采用走时层析反演得到地震数据记录的速 度模型和初至波射线底； 截取长度计算模块，用于根据所述速度模型和初至波射线底确定所述地震数据记录的 时间截取长度IV; 数据截取模块，用于截取所述初至走时Ts至TS+IY范围内的地震数据。
7. 如权利要求6所述的一种地震数据处理装置，其特征在于，所述初至计算模块包括： 包络线计算模块，用于获取所述地震数据记录上地震道的包络线； 比值计算模块，用于采样下式计算所述包络线上第i个采样点的地震道前后k个采样 点数据的振幅平方和的比值R(i):
上式中，所述B为所述第i个采样点之后的k个采样点数据的振幅平方和，所述F为所 述第i个采样点之前的k个采样点数据的振幅平方和，I < i < N，N为所述包络线上采样 点的个数，所述λ为修正量； 初至选取模块，用于选取地震道中R(i)值最大的采样点所对应的时间为该地震道的 初至走时Ts。
8. 如权利要求6所述的一种地震数据处理装置，其特征在于，所述截取长度计算模块 包括： 垂直连线模块，用于在所述速度模型中从数据接收点所在深度向下到所述初至波射线 底作垂直连线，获取所述垂直连线的长度L ; 平均速度计算模块，用于在所述垂直连线L上等间隔分出P个点，获取P个点在所述速 度模型中的速度值，计算所述P个点所对应的速度值的平均值V，P > 2 ; 时间长度计算模块，用于采用下式计算所述地震数据记录的时间截取长度?Υ : Tl = 2 X L/V。
9. 如权利要求6所述的一种地震数据处理装置，其特征在于，所述装置还包括： 衰减模块，用于对与所述截取的反演数据相邻的数据进行余弦衰减；相应的，所述截取 的反演数据包括所述余弦衰减后的数据。
10. -种包括如权利要求6-9中任意一项所述的一种地震数据处理装置的系统，其特 征在于， 所述系统用于对所述地震数据处理装置截取的反演数据进行波形反演，获取地下介质 参数。
【文档编号】G01V1/28GK104375180SQ201410662546
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月19日 优先权日:2014年11月19日
【发明者】徐凌, 胡英, 张才, 首皓 申请人:中国石油天然气股份有限公司