本公开涉及微地震数据处理领域，更具体地，涉及一种针对微地震射孔数据的剩余静校正量估计方法和一种针对微地震射孔数据的剩余静校正量估计装置。
背景技术：
微地震监测技术被广泛应用于评价水力压裂效果、矿产监测和地质灾害监测等诸多领域。微地震监测效果取决于微地震事件的定位精度，而后者则严重依赖于微地震数据的走时的精度。剩余静校正量对微地震数据的走时精度等有很大影响。
通常可利用射孔数据来获取微地震数据的剩余静校正量。射孔数据可以指通过射孔弹在已知位置激发而产生的由微地震数据采集系统接收到的一系列离散地震信号。理论上来说，由于射孔位置已知，因此可通过动校正和静校正处理来拉平射孔道集的同相轴。但实际应用中，由于存在“剩余静校正量”，导致即便经过动校正和静校正处理后的射孔道的同相轴通常仍存在局部抖动，直接影响后续微地震数据的走时的精度等。
根据现有技术，可通过射孔道和参考道间的互相关函数来估计剩余静校正量。但这种方法只在微地震数据信噪比足够高时才可能得到较为准确的估计值。而通常情况下，由于微地震震源能量弱、且地面干扰严重，微地震资料信噪比常常很低。对于信噪比低、能量弱的道，根据现有的这种互相关方法所估计的剩余静校正量往往存在较大误差。
技术实现要素：
本公开提出了一种即使基于信噪比较低的射孔道数据也能估计得到较为准确的剩余静校正量的方法。本公开还提出了相应的装置。
根据本公开的一方面，提出了一种针对微地震射孔数据的剩余静校正量估计方法，该方法可包括：获得射孔道集和参考道的数据；将所述射孔道集和所述参考道中每一道的数据变换到多尺度小波域；在每个尺度的小波域，计算所述射孔道集中每一道在该尺度的变换后的数据与所述参考道在该尺度的变换后的数据间的剩余时差量τj,i，其中，j表示所述射孔道集中道的编号，j＝1,2,...,N，N是所述射孔道集中的道的总数；i表示所述多尺度中尺度的编号，i＝1,2,...,M，M是所述多尺度中的尺度的总数；针对所述射孔道集中的每一道，基于该道在各个尺度的变换后的数据与参考道在相应尺度的变换后的数据间的剩余时差量τj,i，确定该道的剩余静校正量τj。
根据本公开的另一方面，提出了一种针对微地震射孔数据的剩余静校正量估计装置，该装置可包括：数据获取单元，用于获得射孔道集和参考道的数据；数据变换单元，用于将所述射孔道集和所述参考道中每一道的数据变换到多尺度小波域；剩余时差量计算单元，用于在每个尺度的小波域计算所述射孔道集中每一道在该尺度的变换后的数据与所述参考道在该尺度的变换后的数据间的剩余时差量τj,i，其中，j表示所述射孔道集中道的编号，j＝1,2,...,N，N是所述射孔道集中的道的总数；i表示所述多尺度中尺度的编号，i＝1,2,...,M，M是所述多尺度中的尺度的总数；剩余静校正量确定单元，用于针对所述射孔道集中的每一道、基于该道在各个尺度的变换后的数据与参考道在相应尺度的变换后的数据间的剩余时差量τj,i来确定该道的剩余静校正量τj。
本公开的各方面通过将道变换到多尺度小波域、并基于在各个尺度的小波域中射孔道与参考道间的剩余时差量来确定该射孔道的剩余静校正量。所得到的剩余静校正量精度高，有利于在后续处理中获得更为准确的微地震数据走时。
附图说明
通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本公开的一个实施例的估计微地震射孔数据的剩余静校正量的方法的流程示意图。
图2示出了根据本公开的一个实施例的利用叠加法计算道的变换后的数据与参考道的变换后的数据间的剩余时差量τj,i的方法的流程示意图。
图3示出了某实际射孔数据和微地震数据。
图4示出了应用现有技术进行剩余静校正处理后得到的射孔数据和微地震数据。
图5示出了应用本公开进行剩余静校正处理后得到的射孔数据和微地震数据。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
实施例1
图1示出了根据本公开的一个实施例的估计微地震射孔数据的剩余静校正量的方法的流程示意图，该方法可包括：
步骤1，获得射孔道集和参考道的数据。
例如，可将已经经过动校正和静校正处理后的微地震射孔道的数据作为用于进行剩余静校正量估计的原始数据。参考道的数据可以是所获得的射孔道集中的一道(例如具有较高信噪比的一个道)的数据，或者也可以是所获得的射孔道集中若干道(具有较高信噪比的若干道)的数据的叠加(例如加权叠加)。
步骤2，将射孔道集和参考道中每一道的数据变换到多尺度小波域。
可根据需要确定多尺度小波变换的初始化参数，例如小波基类型和最大小波分解尺度M等。本领域技术人员可根据需要选择任意适用的小波基类型(例如，多贝西小波)和最大分解尺度M等。
可采用Mallat算法将射孔道集和参考道中每一道的数据变换到多尺度小波域。可用j表示射孔道集中道的编号，可用i表示多尺度中尺度的编号，j＝1,2,...,N，i＝1,2,...,M，其中N可表示射孔道集中的道的总数，M可表示多尺度中的尺度的总数。设道j的原始数据可表示为trj,0(t)，则根据下式可得到道j在尺度i的小波域中的细节dj,i(t)和近似trj,i(t)：
本公开中trj,i(t)也可被称为道j在尺度i的变换后的数据；h(l)和g(l)可以分别表示低通滤波器H和高通滤波器G的冲击响应序列，其具体表达形式可根据小波基的类型来确定，l可表示滤波器的算子长度。
步骤3，在每个尺度的小波域，计算射孔道集中每一道在该尺度的变换后的数据与参考道在该尺度的变换后的数据间的剩余时差量τj,i。如上所述，j可表示射孔道集中道的编号，j＝1,2,...,N，N可表示射孔道集中的道的总数；i可表示多尺度中尺度的编号，i＝1,2,...,M，M可表示多尺度中的尺度的总数。
步骤4，针对所述射孔道集中的每一道，基于该道在各个尺度的变换后的数据与参考道在相应尺度的变换后的数据间的中剩余时差量τj,i，确定该道的剩余静校正量τj。
例如，针对射孔道集中的任意道j，可将对应于i＝1,2,...,M的剩余时差量τj,i按照数值大小排序(例如从大到小或从小到大)，然后可选取在排序后的序列中位于中间位置的值作为道j的剩余静校正量τj。
通过以上方法，可综合考虑经多尺度小波变换后在各个尺度中射孔道j和参考道间的剩余时差量τj,i来估计射孔道j的剩余静校正量，大大消除了噪声对有效信号的干扰，提高了估计的准确度。
图2示出了根据本公开的一个实施例的利用叠加法计算道的变换后的数据与参考道的变换后的数据间的剩余时差量τj,i的方法的流程示意图。为了使得到剩余时差量τj,i更为准确，在图1所示的步骤3中，可采用如图2所示的“叠加道法”来求取剩余时差量τj,i。
步骤301，针对射孔道集中的任意道j，可对以道j为中心的2k+1道进行加权叠加。例如，可得到其中，trl,i(t)可表示道l在尺度i的变换后的数据；wl,i可表示相应加权系数，k可以为属于[0,K]范围内的任意值，K可表示最大叠加次数。本领域技术人员可根据需要选择任意适用的K。例如，K＝0即相当于未对射孔道数据进行叠加。
步骤302，可根据下式求取sk,j,i(t)和trref,i(t)间的互相关函数ck,j,i(τ)：
ck,j,i(τ)＝∫sk,j,i(t)·trref,i(t+τ)dt，其中，trref,i(t)表示所述参考道在尺度i的变换后的数据。
步骤303，可将使得ck,j,i(τ)的值最大的τ作为τk,j,i。
步骤304，可重复上述步骤301～步骤303，直至遍历k＝0,...,K，得到对应的所有τk,j,i，则进入步骤305。
步骤305，可将对应于k＝0,...,K的τk,j,i按照数值大小排序(例如从大到小或从小到大)，并可选取在排序后的序列中位于中间位置的值作为道j在尺度i的变换后的数据与参考道在尺度i的变换后的数据间的剩余时差量τj,i。
实施例2
根据本公开的一个实施例公开了一种针对微地震射孔数据的剩余静校正量估计装置，该装置可包括数据获取单元、数据变换单元、剩余时差量计算单元以及剩余静校正量确定单元。数据获取单元可用于获得射孔道集和参考道的数据。数据变换单元可用于将所述射孔道集和所述参考道中每一道的数据变换到多尺度小波域。剩余时差量计算单元可用于在每个尺度的小波域计算所述射孔道集中每一道在该尺度的变换后的数据与所述参考道在该尺度的变换后的数据间的剩余时差量τj,i，其中，j表示所述射孔道集中道的编号，j＝1,2,...,N，N是所述射孔道集中的道的总数；i表示所述多尺度中尺度的编号，i＝1,2,...,M，M是所述多尺度中的尺度的总数。剩余静校正量确定单元可用于针对所述射孔道集中的每一道、基于该道在各个尺度的变换后的数据与参考道在相应尺度的变换后的数据间的剩余时差量τj,i来确定该道的剩余静校正量τj。
所获得的射孔道集的数据可以是经过动校正和静校正处理后的微地震射孔数据。
所获得的参考道的数据可以是所获得的射孔道集中的一道的数据，或者可以是所获得的射孔道集中若干道的数据的叠加。
可以采用Mallat算法将所述射孔道集和所述参考道中每一道的数据变换到多尺度小波域。
计算剩余时差量τj,i可以包括下列步骤S301～S305：
步骤301，针对所述射孔道集中的任意道j，可以对以道j为中心的2k+1道进行加权叠加，得到其中，trl,i(t)可以表示道l在尺度i的变换后的数据；wl,i可以表示相应加权系数，k可以为属于[0,K]范围内的任意值，K可以是最大叠加次数；
步骤302，可以根据下式求取sk,j,i(t)和trref,i(t)间的互相关函数ck,j,i(τ)：
ck,j,i(τ)＝∫sk,j,i(t)·trref,i(t+τ)dt，其中，trref,i(t)可以表示所述参考道在尺度i的变换后的数据；
步骤303，可以将使得ck,j,i(τ)的值最大的τ作为τk,j,i；
步骤304，可以重复上述步骤301～步骤303，直至遍历k＝0,...,K，得到对应的所有τk,j,i，则可以进入步骤305；
步骤305，可以将对应于k＝0,...,K的τk,j,i按照数值大小排序，并可以选取在排序后的序列中位于中间位置的值作为道j在尺度i的变换后的数据与所述参考道在尺度i的变换后的数据间的剩余时差量τj,i。
确定剩余静校正量τj可以包括：针对所述射孔道集中的任意道j，将对应于i＝1,2,...,M的所述剩余时差量τj,i按照数值大小排序；选取在排序后的序列中位于中间位置的值作为道j的剩余静校正量τj。
应用示例
为便于理解本公开实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本公开，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本公开。
图3(a)示出了某实际射孔数据，该射孔数据已经经过了动校正和静校正处理；图3(b)是对图3(a)所示的射孔数据进行后续处理后得到的微地震数据。为使图示清晰，仅选取了实际数据中的部分射孔道(80道)。从图3(a)可以明显看出，该射孔数据中存在剩余静校正量。
图4(a)示出了应用现有技术对图3(a)所示的射孔数据进行剩余静校正处理后得到的射孔数据；图4(b)是对图4(a)所示的射孔数据进行后续处理后得到的微地震数据。由于这组数据的信噪比较低，对比图4(b)和图3(b)可以看出，按照现有技术进行剩余静校正处理后，其最终得到的微地震数据的同相轴的连续性并不理想。
图5(a)示出了应用本公开对图3(a)所示的射孔数据进行剩余静校正处理后得到的射孔数据；图5(b)是对图5(a)所示的射孔数据进行后续处理后得到的微地震数据。可以看出，相比于未经剩余静校正的图3(b)和按照现有技术进行剩余静校正的图4(b)，图5(b)中所示的微地震数据的同相轴明显更为连续，拉平效果更好。
本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。
这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上已经描述了本公开的各实施例，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。