基于方位各向异性控制的初至自动拾取异常延迟检测方法与流程

本发明涉及油气勘探地震资料处理，特别是涉及到一种基于方位各向异性控制的初至自动拾取异常延迟检测方法。

背景技术：

1、随着油气勘探工作的不断发展，单点高密度地震勘探越来越多的得到应用。随着此类资料的采集，常规的地震资料初至拾取方法在实际应用中受到了很多的挑战。这些单点高密度地震资料往往信噪比较低，自动拾取的初至波往往无法直接应用。而初至波在静校正处理中非常重要，特别是初至波层析静校正已经成为地震资料处理中的常规技术。常规初至拾取方法，依靠软件进行自动拾取，然后在自动拾取的基础上进行手工修改的消除自动拾取异常值。该策略由于工作量巨大而难以实施。而自动拾取方法在信噪比低的资料中，更加难以获得理想的初至拾取效果。在初至自动拾取中，部分初至的缺失不会对静校正计算结果有很大的影响，但是如果有错误初至的存在，会造成静校正计算结果的错误。因此，研究初至拾取异常的自动剔除算法具有重要意义。该方向目前的研究工作主要依靠最小二乘拟合方法进行异常初至剔除。

2、在申请号：cn201711009894.0的中国专利申请中，涉及到一种地震初至异常值快速剔除方法。该方法包括：a.输入原始初至数据；b.绘制有效初至集中趋势曲线，获取第一初至数据；c.对第一初至数据进行分类和排序以获取第一初至序列；d.获取第二初至序列；e.根据第二初至序列中连续的两两相邻初至之差获取初至差序列，并根据初至差序列平均值和标准差及其倍数系数值获取第一奇异值编辑阈值范围；f.确定第二编辑阈值范围和编辑迭代次数；g.根据第二编辑阈值范围和编辑迭代次数对第一初至数据进行筛选，获取第二初至数据。该方法能够提高初至异常值剔除速度，且有效初至损失低，能够在保证初至冗余度的情况下提高初至异常值剔除效率。

3、在申请号：cn201811388862.0的中国专利申请中，涉及到一种两步法剔除异常地震初至的方法及系统，该方法包含：获得待处理项目的sps文件；根据sps文件中每炮的地震初至时间，获得地震初至数据文件；对每炮的每个接收排列按正负偏移距分别收集生成地震初至数据及对应的偏移距数据；根据偏移距数据与地震初至数据获得地震初至的拟合公式，计算每个有效地震道的地震初至拟合时差，将地震初至拟合时差与预定阈值比较，根据比较结果剔除地震初至数据文件中异常地震初至，获得初步地震初至数据；对每炮的所有接收排列按正负偏移距分别收集生成地震初至数据及对应的偏移距数据；重复上述过程，获得校正地震初至数据；根据所校正地震初至数据进行初至反演建模和计算剩余静校正量。

4、在申请号：cn201910664529.6的中国专利申请中，涉及到一种异常初至波识别方法及装置，包括：确定获取的单炮地震数据中每道地震道每个采样点的能量比值，基于能量比值确定初至波位置曲线，基于初至波位置曲线，单炮地震数据的相邻道初至时差的平均值，利用排列组合法检测待判别道的初至波的异常，确定并去除不连续的异常初至，从初至波位置曲线中的连续的初至中选择道数最多的一段初至作为基准初至，利用滑动线性拟合初至时间计算基准初至的一端初至波对应的平均速度、初至波校正前后时间差的平均值、待判别相邻段初至波校正前后时间差的平均值，根据两个差的平均值的差的绝对值识别连续的异常初至。该方案提高了自动拾取判别异常初至波的质量。

5、在申请号：cn201410743510.8的中国专利申请中，涉及到一种去除异常初至的方法及系统。所述方法包括：采集地震数据；获取所述地震数据中的炮检距和初至数据；将所述地震数据中的炮检距和初至数据进行网格化；设置初至个数的阈值；根据所述初至个数的阈值对所述网格化后的炮检距和初至数据进行异常初至的去除。该申请实施例提供的一种去除异常初至的方法及系统，利用所有炮的炮检距和初至的统计数据，对炮检距和初至进行网格划分，删除初至个数小于预设阈值的网格中的所有初至，提高了去除异常初至的精度。

6、以上现有技术均与本发明有较大区别，未能解决我们想要解决的技术问题，为此我们发明了一种基于方位各向异性控制的初至自动拾取异常延迟检测方法。

技术实现思路

1、本发明提供一种能够自动检测并剔除海量地震数据初至拾取异常值的新方法，方法不需要人工干预，通过对初至拾取时间点的空间各向异性统计，自动完成异常拾取值的检测与剔除，使初至自动拾取值满足静校正计算的需求。

2、本发明的目的可通过如下技术措施来实现：基于方位各向异性控制的初至自动拾取异常延迟检测方法，该基于方位各向异性控制的初至自动拾取异常延迟检测方法包括：

3、步骤1，对所有地震数据进行初至自动拾取；

4、步骤2，对自动拾取的初至进行延迟时迭代计算，获得炮点延迟时间和地层速度；

5、步骤3，消除自动拾取初至时间中的炮点延迟时间和偏移距影响，仅保留检波点延迟时间对初至时间的影响；

6、步骤4，根据每个检波点相对于炮点的方位和偏移距，对步骤3处理后的初至拾取点进行极坐标系下的空间排布；

7、步骤5，根据地形复杂度，对步骤4中的初至拾取点进行方位区间划分；

8、步骤6，采用滑动时窗控制，对每个方位区间内的初至时间进行基于距离的离群点检测，检测并删除离群点对应的初至；

9、步骤7，输出最终的初至拾取结果。

10、本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

11、在步骤1中，在初至自动拾取前，对地震资料进行常规的去噪处理，以提高初至波信噪比，提升自动拾取精度。

12、在步骤2中，使用自动拾取后的初至进行延迟时迭代计算，在迭代计算前，对炮点延迟时，炮点对应的地层初始速度赋初值；地层速度通过已有初至进行拟合获得，其值为拟合直线斜率的倒数；炮点延迟时取拟合直线截距的一半。

13、在步骤2中，在进行延迟时迭代时，假设初至波为折射波，且地下具有单折射层，设s为炮点，r为检波点，s点、r点的表层厚度分别为zs、zr，临界角为α，v1、v2分别为折射面上、下地层的速度，则s点激发，r点接收到的折射波初至时间为：

14、

15、定义炮点、检波点的延迟时分别为：

16、

17、

18、设则(1)式可写为：

19、tsr＝ts+tab+tr                              (4)

20、每个初至时间均可建立如公式(4)的方程，一个工区内假设炮点个数为n，检波点个数为m，每炮为w道，则工区内可以建立方程的个数为n*w个，而待计算未知数约为2*n+m；因此，高炮道密度情况下方程个数远远大于未知数的个数，方程可以采用高斯-赛德尔迭代算法进行求解，计算得到各检波点、炮点对应的延迟时和地层速度。

21、在步骤3中，对拾取的各个初至时间减去对应炮点延迟时，并根据地层速度消除掉偏移距对延迟时的影响。

22、在步骤3中，针对每个拾取的初至时间，消除掉炮点延迟时间和地层速度的影响，获得每个初至时间对应的临时检波点延迟时间：

23、t′sr＝tsr-ts-tab(5)

24、经过步骤2的延迟时分解后，ts、tab均可以获得相对准确的数值，根据公式(5)，对步骤1中自动拾取的初至进行变换，将自动拾取的初至转换为当前道所对应的检波点延迟时t′sr。

25、在步骤4中，为了更好地利用临近物理点的延迟时更加接近这一特点，同时兼顾实际资料存在的空间方位各向异性的特点，以炮点为圆心，以偏移距为半径，对已经消除炮点延迟时和偏移距影响的初至时间，根据方位角和偏移距对时间t′sr进行空间排布。

26、在步骤5中，根据地表速度、起伏特征这些地表复杂程度，将极坐标系下的初至拾取点按方位划分为几个主要的方位区间。

27、在步骤5中，对步骤4中的检波点延迟时t′sr根据地形复杂度划分为几个大的方位；划分的数量与实际地层的各向异性复杂程度相关，通常划分为2-6个大的范围；一般数据划分4个范围就能取得好的处理效果；地形平滑，地层各向异性较弱的数据划分2个范围；特别复杂地形情况下，方位划分可以采用符合地形分布规律的非均分方式。

28、在步骤6中，对每个方位内的时间采用滑动时窗控制的基于距离的离群点检测方法；在此应用的基于距离的离群点检测算法中，关于距离的定义包含了偏移距差异和时间差异，是两者共同作用下计算的数值。

29、在步骤6中，对数据采用基于距离的离群点检测方法，使用滑动时窗进行计算，时窗大小为200-500米。

30、本发明的一种基于方位各向异性控制的初至自动拾取异常延迟检测方法，主要应用于海量地震资料的初至自动拾取。本发明针对海量地震资料情况下，初至自动拾取监控困难的问题，提出了使用方位各向异性控制的异常延迟检测算法，实现对初至拾取异常值的自动剔除。离群点检测算法已经广泛的运用于入侵检测、金融欺诈、股票分析等领域，有着很好的实际应用效果，算法根据统计规律对异常点进行自动检测。将自动拾取的初至转换为检波点延迟时间，大大降低了异常初至自动识别的困难。本发明具有较好的适用性，通过实际地震资料处理结果分析可见，使用本发明方法进行处理后，很好地解决了海量地震数据中初至拾取异常的自动检测问题，初至拾取结果中的异常值得到有效剔除。