一种地震资料中同相轴斜率的提取方法及其应用与流程

本发明涉及地质勘探领域，具体涉及一种地震资料中同相轴斜率的提取方法。
背景技术：
：同相轴斜率指地震道集上，局部相关反射同相轴在某道集上的切线斜率，也就是该道集上反射走时在空间坐标方向上的梯度，代表慢度水平分量或射线参数。同相轴斜率的提取是地震资料处理和成像过程中的一个重要环节，它的值能够反映地下地层的位置信息，在不同的道集上具有不同的意义，所以其求取的目的是为地震资料处理的下一步速度建模以及偏移成像等提供支持和帮助，并改善最终的结果。τ-p变换，又称倾斜叠加，是离散化的Radon变换。其思想是将(t,x)域的地震信号沿固定斜率p和截距τ的直线(沿某一射线路径)叠加求和，应用p和τ来描述波的轨迹。τ-p正变换的数学表达如式(1)所示：Ψ(p,τ)＝∑Φ(x,τ+px)△x(1)其中，x代表t-x域地震资料的偏移距，所述的t-x域就是一个轴为x，代表偏移距，一个轴为t，代表时间。Ψ(p,τ)是t-x域变换到τ-p域的表示形式，Φ(x,τ+px)代表t-x域的地震资料，将t替换成了τ+px。关于τ参数，从物理的角度可解释为垂直波慢度，从集合的角度可解释为倾斜叠加过程中斜线在t轴上的截距。关于p参数，即同相轴斜率，代表地震波慢速的水平分量，也就是水平方向上视速度的倒数；也代表射线参数，即Snell定律的常数是在地表的初始入射角的一种特殊的表达方式或反射波的同相轴的斜率即：p=dtdx=sinθν---(2)]]>式中：θ为初始入射角,ν为介质速度，dt为地震资料时间轴上的时差，dx 为地震资料偏移距轴上的距离差。以往的斜率求取的方法普遍采用τ-p变换，在先给定一个初始速度的情况下，在一定的时窗内进行扫描，在此视窗内计算相关系数最大的那个是为此点的斜率值。但这种方法计算速度较慢，而且在遇到含有地震噪音的情况下的适应性较差，受到地震噪音的影响，精度变差，不能准确的求得同相轴斜率。技术实现要素：针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种地震资料中同相轴斜率的提取方法，利用曲波变换的方向特性和方向特性，将地震资料的同相轴稀疏表达成不同方向不同频率的部分，筛选出主要的曲波变换系数，然后求出其对应的曲波，再进行同向轴斜率的求取，得到的斜率更为精确，从而有利于在地震资料处理和成像中得到更好的效果。本发明所述的地震资料中同相轴斜率的提取方法，包括以下步骤：步骤一，获取原始地震资料，并生成可从中提取同相轴斜率的地震数据；步骤二，对所述地震数据进行离散曲波变换以及反曲波变换，得到带有方向性信息的曲波；步骤三，从所述带有方向性信息的曲波中提取同相轴斜率。在一个实施方式中，所述地震数据为频率域的地震数据。具体地，步骤一包括：基于原始地震资料在时空域建立直角坐标系，通过傅立叶变换，使其转换到频率域，得到所述地震数据。在一个实施方式中，步骤二包括：对所述地震数据进行离散曲波变换，得到主曲波变换系数；以及，对得到的主曲波变换系数进行反曲波变换，得到带有方向性信息的曲波。其中，所述主曲波变换系数为沿同相轴方向的最大的曲波变换系数。在一个实施方式中，所述离散曲波变换包括：对所述频率域的地震数据进行多尺度和角度分割，得到其对应的楔形空间；对所述楔形空间内的数据进行不等空间的反傅里叶变换得到多个曲波变换系数；以及，从得到的多个曲波变换系数中筛选出主曲波变换系数。其中，所述多尺度和角度分割按照等间距的斜率进行。本发明另一方面提供上述提取方法在地震资料处理和成像中的应用。与现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明的提取方法利用离散曲波变换的分频特性和方向特性，将地震资料的同相轴稀疏表达成不同方向不同频率的部分，然后分别对曲波变换稀疏表达的部分进行同向轴斜率的计算求取，从而实现了对地震资料的降噪处理，使同相轴清晰，在逼近地震资料具有双曲性质的同相轴的方面更具优势，能够得到较为精确的斜率，在地震资料处理和成像中具有较好的效果；同时有利于获得更好的地下层位速度、倾向等信息，为接下来的偏移得到好的成像剖面提供更好的前提条件。本发明的其它特征或优点将在随后的说明书中阐述。并且，本发明的部分特征或优点将通过说明书而变得显而易见，或者通过实施本发明而被了解。本发明的目的和部分优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的步骤来实现或获得。附图说明附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是根据本发明一个实施例的实施流程图；图2是根据本发明一个实施例在频率域进行多尺度和角度分割的示意图；图3是根据本发明一个实施例在时空域中不同方向的曲波变换系数；图4是根据本发明一个实施例利用主要曲波系数求取斜率的示意图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此本发明的实施人员可以充分理解本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程并依据上述实现过程具体实施本发明。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。下面基于附图1中的流程图来详细描述本发明方法的实施过程。附图的流程图中示出的步骤可以在包含诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。虽然在流程图中示出了各步骤的逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处 的顺序执行所示出或描述的步骤。首先，执行步骤一，获取原始地震资料，并生成可从中提取同相轴斜率的地震数据。具体地，基于原始地震资料在时空域建立直角坐标系，通过傅立叶变换，使其转换到频率域，得到频率域的地震数据。如图2所示，横坐标代表频率，纵坐标代表波数。其次，执行步骤二，对所述地震数据进行离散曲波变换以及反曲波变换，得到带有方向性信息的曲波。具体包括，基于所述地震数据进行离散曲波变换，得到主曲波变换系数；以及对得到的主曲波变换系数进行反曲波变换，得到带有方向性信息的曲波。其中，基于获得的地震数据进行离散曲波变换具体包括：1)对频率域的地震数据进行多尺度和角度分割，得到其对应的楔形空间；如图2所示，通过若干个同心正方形环对所述频率域进行多尺度分割，通过分别由每个正方形环向外辐射的斜线对所述频率域进行多角度分割，例如，图2所示的阴影部分是尺度j＝4，角度l＝4时的分割；具体地，采用一带通函数ψ(ω1)=φ(ω1/2)2-φ(ω1)2---(3),]]>定义ψj(ω1)＝ψj(2-jω1)(4)其中，ω代表的是维度，j代表尺度，l代表角度，φ(ω1/2)2和φ(ω1)2代表的是一维低通窗口的内积，ψ(ω1)代表一维带通函数。通过此函数实现多尺度和角度分割，得到所述频率域对应的楔形空间，对于每一个维度ω＝(ω1,ω2),ω1>0，有Vj(Sθ1ω)=V(2[j/2]ω2/ω1-1)---(5)]]>其中，V代表角度窗，2[j/2]ω2/ω1代表角度窗内维度。其中，是一个剪切矩阵Sθ1=10-tanθ11,]]>θl并非等间距的，但是斜率是等间距的。2)对所述楔形空间内的数据进行不等空间的反傅里叶变换得到多个曲波变换系数；U~j(ω):=ψj(ω1)Vj(ω)---(6)]]>具体地，定义其中，代表的是楔形窗，ψj(ω1)代表的是径向窗，Vj(ω)代表的是角度窗，并且，针对每一个θl∈[-π/4,π/4]，有U~j,1(ω):=ψj(ω1)Vj(Sθ1ω)=U~j(Sθ1ω)---(7)]]>其中，代表角度θ的楔形窗，代表的是经变量替换的楔形窗。然后，在频率域的直角坐标系内，以f[ω1,ω2](0≤ω1,ω2<n)为输入，按照式(8)求取曲波变换系数：其中，k代表位置。3)从得到的多个曲波变换系数中筛选出主曲波变换系数。例如，如图3所示，图左为在时空域的某一地震数据，图右为曲波变换系数的大小与地震资料同相轴之间的关系的示意图。其形象的表示出曲波变换所具有的方向特性。其中，coef是coefficient的缩写，代表曲波变换系数。对于同一地震记录的同相轴，使用离散曲波变换进行地震记录同相轴的稀疏表示过程是同一尺度下大小相同的矩形逐步逼近数据，与小波变换不同的是矩形是具有方向性的。可以看出，当同相轴与曲波的方向不相同或同相轴与曲波无交集的情况下，coef极小，约等于0；当曲波方向和同相轴的方向相同且具有最大交集时，coef最大，即主要的曲波变换系数。通过对获得的一系列曲波变换系数进行挑选，去掉不包含同相轴轮廓和边缘信息的参数，得到的沿同相轴方向的最大的曲波变换系数，就是主要的曲波变换系数。然后，对得到的主曲波变换系数进行反曲波变换，得到带有方向性信息的曲波。根据曲波变换理论分析得到，曲波变换后的每一个曲波系数对应于时空域里的一个包含尺度和方向信息的曲波。通过反曲波变换，将主曲波变换系数转换得到时空域内带有方向性信息的曲波。最后，执行步骤三，从所述带有方向性信息的曲波中提取同相轴斜率。例如，如图4所示，图左为基于主要曲波系数获得的带有方向性信息的曲波，两个实线椭圆分别代表一个尺度和方向的曲波，其与同相轴方向不同；以及另一个尺度和方向的曲波，其与同相轴无交集，两者均对此同相轴的斜率求取没有贡献，其曲波变换系数约等于0，可以舍弃；虚线椭圆代表再一个尺度和方向的曲波示意图，此处的曲波对此同相轴的斜率贡献最大，对应主要曲波变换系数。然后，在图右建立的直角坐标系中求取斜率，即本发明的可应用于地震资料处理和成像的同相轴斜率。综上所述，经本发明的提取方法，利用离散曲波变换的分频特性和方向特性，排除了地震噪音的影响，在逼近地震资料具有双曲性质的同相轴的方面更具优势，能够得到较为精确的斜率，在地震资料处理和成像中具有较好的效果。虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。本发明所述的方法还可有其他多种实施例。在不背离本发明实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变或变形，但这些相应的改变或变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。当前第1页1 2 3