地震初至数据拟合处理的方法、装置及其应用与流程

本公开涉及油气勘探中地震资料处理领域，尤其涉及一种地震初至数据拟合处理的方法、装置及其应用。

背景技术：

1、在进行油气勘探过程中，通常基于地震波来对地质结构进行勘探，由于地震回波数据采集面临地表起伏变化大、低降速带地形复杂、噪声严重、纵横向地震波速度变化较大等复杂问题，采集得到的勘探地震资料(或者描述为地震回波数据)的初至非常扭曲，突变点多、静校正问题非常突出。

2、然而，针对初至曲线进行处理过程中，大多采用软件自带的平滑效果进行简单处理，可能导致初至曲线的基本形态无法保持，尤其是经过处理可能导致一些关键点的损失或位置变动，从而导致初至时间的不准确，影响后续的近地表建模与静校正质量。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开的实施例提供了一种地震初至数据拟合处理的方法、装置及其应用。

2、第一方面，本公开的实施例提供了一种地震初至数据拟合处理的方法。上述方法包括：获取地震单炮的道集数据；对上述道集数据进行初至拾取，得到包含偏移距-时间的初始初至数据；对上述初始初至数据进行高程静校正处理和异常点剔除，得到目标初至数据；选取用作各个分段的基函数和连接各个分段的铰链函数进行组合，得到组合函数；其中，上述铰链函数限定各个分段之间的连接拐点，上述组合函数用于对上述目标初至数据进行拟合，且上述组合函数的参数可调；根据上述组合函数和上述目标初至数据进行广义交叉验证的验证结果，调整上述组合函数的参数，使得拟合差值低于预设阈值，得到目标拟合初至结果。

3、根据本公开的实施例，在上述组合函数中，上述铰链函数作为上述基函数的自变量，上述铰链函数的自变量作为上述组合函数的自变量，上述基函数的函数值作为上述组合函数的函数值，上述组合函数的函数值在拟合时对应于上述初始初至数据的时间；上述组合函数的参数包括：上述基函数的参数和上述铰链函数的参数；

4、其中，上述铰链函数为以下表达式：

5、

6、其中，h()表示铰链函数；x表示上述铰链函数的自变量，拟合时对应于上述初始初至数据的偏移距；c表示铰链函数中的连接拐点，为铰链函数的参数。

7、根据本公开的实施例，上述基函数包括以下至少一种：线性函数、样条函数；上述组合函数包括以下中的一种或多种：分段线性函数，分段样条函数，部分分段为线性函数与部分分段为样条函数的组合函数。

8、根据本公开的实施例，上述方法还包括：对上述组合函数和上述目标初至数据进行广义交叉验证。对上述组合函数和上述目标初至数据进行广义交叉验证，包括：在上述初始初至数据中选择第一部分数据，作为上述组合函数的自变量和因变量，求取使得上述组合函数最小所对应的候选参数；在上述初始初至数据中选择与上述第一部分数据不同的第二部分数据，验证上述候选参数所对应的组合函数是否可靠，得到验证结果。其中，当上述候选参数所对应的组合函数与上述初始初至数据的拟合差值大于预设阈值时，视为上述候选参数对应的组合函数不可靠，调整上述组合函数的参数；当上述组合函数的目标参数使得拟合差值低于预设阈值时，停止调整上述组合函数的参数，并确定上述目标参数对应的组合函数为目标拟合函数，基于上述目标拟合函数生成目标拟合初至结果。

9、根据本公开的实施例，对上述初始初至数据进行高程静校正处理和异常点剔除，得到目标初至数据，包括：对上述初始初至数据进行高程静校正处理，得到校正初至数据；对上述校正初至数据进行异常点剔除，得到目标初至数据。

10、根据本公开的实施例，对上述校正初至数据进行异常点剔除，包括以下至少一项：根据预设的传播速度阈值范围，剔除上述校正初至数据在上述传播速度阈值范围外的第一异常点；根据上述校正初至数据的图像分布特征，剔除上述校正初至数据在单元格的分布密度低于预设密度阈值的第二异常点。

11、根据本公开的实施例，根据上述校正初至数据的图像分布特征，剔除上述校正初至数据在图像单元格的分布密度低于预设密度阈值的第二异常点，包括：根据时间预设间隔和偏移距预设间隔，将上述校正初至数据所在的图像平面划分二维图像网格；为上述二维图像网格中的每个单元格分配序号，并统计上述校正初至数据落入至各个单元格内的数据个数；确定数据个数小于预设密度阈值的校正初至数据为第二异常点并进行剔除。

12、根据本公开的实施例，上述传播速度阈值范围根据实际地震波在目标表层介质中的传播速度极值确定，上述目标表层介质具有上述道集数据所对应的勘探区域的地质表层特性。根据预设的传播速度阈值范围，剔除上述校正初至数据在上述传播速度阈值范围外的第一异常点，包括：计算相邻两道校正初至数据的初至波速度；确定初至波速度在上述传播速度阈值范围外对应的校正初至数据为第一异常点并剔除。

13、根据本公开的实施例，对上述初始初至数据进行高程静校正处理，包括：根据上述地震单炮的道集数据，确定基准面和替换速度；根据上述基准面、炮点和检波点的高程以及上述替换速度，计算高程静校正量；基于上述高程静校正量，对上述初始初至数据进行高程静校正处理，得到高程校正后的校正初至数据。

14、第二方面，本公开的实施例提供了一种基于如上上述的方法拟合得到的目标拟合初至结果在初至质量控制、折射静校正计算、层析反演或初至波剩余静校正中的应用。

15、第三方面，本公开的实施例提供了一种地震初至数据拟合处理的装置。上述装置包括：数据获取模块、初至拾取模块、预处理模块、组合函数生成模块和拟合调整模块。上述数据获取模块用于获取地震单炮的道集数据。上述初至拾取模块用于对上述道集数据进行初至拾取，得到包含偏移距-时间的初始初至数据。上述预处理模块用于对上述初始初至数据进行高程静校正处理和异常点剔除，得到目标初至数据。上述组合函数生成模块用于选取用作各个分段的基函数和连接各个分段的铰链函数进行组合，得到组合函数；其中，上述铰链函数限定各个分段之间的连接拐点，上述组合函数用于对上述目标初至数据进行拟合，且上述组合函数的参数可调。上述拟合调整模块用于根据上述组合函数和上述目标初至数据进行广义交叉验证的验证结果，调整上述组合函数的参数，使得拟合差值低于预设阈值，得到目标拟合初至结果。

16、第四方面，本公开的实施例提供了一种电子设备。上述电子设备包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器、通信接口和存储器通过通信总线完成相互间的通信；存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现如上所述的地震初至数据拟合处理的方法。

17、第五方面，本公开的实施例提供了一种计算机可读存储介质。上述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的地震初至数据拟合处理的方法。

18、本公开实施例提供的上述技术方案至少具有如下优点的部分或全部：

19、通过对初始初至数据进行高程静校正处理和异常点剔除，得到目标初至数据；选取用作各个分段的基函数和连接各个分段的铰链函数进行组合，得到组合函数；根据上述组合函数和上述目标初至数据进行广义交叉验证的验证结果，调整上述组合函数的参数，使得拟合差值低于预设阈值，得到目标拟合初至结果；基于基函数和铰链函数进行组合得到的组合函数来对高程静校正处理和异常点剔除后的目标初至数据在时间空间(偏移距-时间)坐标系中进行拟合，在拟合的过程中能够有效保持拐点、突变点的形态，且防止拾取过程中异常点、大的初至误差对拟合的影响，提高拟合的精度；便于进行初至质量的自动化、批量化以及平滑的质量控制，利用拟合好的目标拟合初至结果(呈现为拟合初至曲线)，为后续折射静校正、层析反演和初至剩余静校正提供高质量的拟合初至数据，从而有利于近地表建模精度的提升和成像质量的提高。