CN101419293B - 一种提高地震数据信噪比的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油勘探地震数据处理技术，是提高地震数据信噪比的方法。步骤为：采用通常的方法采集地震数据并记录叠前共中心点(CMP)道集地震原始数据；根据原始数据中的地层最大倾斜角度α确定面元范围；将地震道补充到当前面元中；进行加权处理保证叠加道数有变化的CMP面元中地震道集的振幅级别与原始CMP面元中地震道集的振幅级别相同；将已补充完的CMP面元中的地震道经动校正后迭加，达到压制干扰提高信噪比的叠加剖面。本发明使地震数据中随机干扰波得到压制，有效信号增强，剖面的信噪比有明显的提高，能真实地反映地下构造情况，有利于油气田的寻找和开发。

Description

一种提高地震数据信噪比的方法

技术领域

本发明涉及反射波地震数据处理技术，具体的说是提高共反射点的叠加道数，使整个工区每个共反射点的叠加道数既能能达到基本均匀的提高地震数据信噪比的方法。

背景技术

反射波地震数据处理的多地震道叠加技术是指采用一定的观测系统获得对地下每个反射点多次重复观测的采集地震波信号的方法。它可以消除一些局部的干扰，有利于求得较准确的信号。

目前在资料处理中主要采用共反射点叠加技术，其特点是在野外应用多次采集方法基础上，在室内处理中，采用将不同接受点收到的来自地下同一反射点的不同激发点的信号，经动校正后叠加起来(水平叠加)，最终得到水平叠加剖面，多次采集技术是实现水平叠加的前提。

地震资料来自野外施工采集，而野外施工采集是按预先设计好的施工采集方案进行，方案对地下反射点的叠加道数是均匀的，得到的地震记录信息满足设计的叠加道数要求，理论得到的地震记录处理后可得到清晰的地质剖面。

然而，实际的地震勘探时在工区范围内经常会遇到村庄、城市、河流、公路、水库等地表障碍物。这时采集作业和施工会避开这些障碍物进行激发和接收，实际得到其所覆盖的地下区域的记录就比正常施工时得到的记录少，在对采集的记录进行处理时，就会缺少反映这部分地下情况的信息，使得野外采集的地震资料叠加道数降低或者不均匀，甚至严重的有缺失现象。

结果造成地质剖面信噪比降低，分辨率下降，不能真实地显示、反映地下构造情况，影响到地质构造的解释，不利于油气田的寻找和开发。

同样，随着油田勘探程度深入，要充分发掘现有三维老资料的潜力，对老资料重新处理成为油田增储上产、降低成本的措施。由于三维老资料是不同时间单独施工取得的，造成各块三维资料之间观测系统、共反射点面元大小、施工方向不同。所以在三维拼接处理时各块间既有重叠部分覆盖次数较高；又有不重叠部分覆盖次数较低，因此三维连片处理也会造成叠加道数的不均匀信噪比降低，不利于地质构造的解释。因此，压制随机干扰，提高三维地震数据提高信噪比显得尤为重要。

发明内容

本发明目的在于提供一种提高参与叠加的地震道数，压制随机干扰，提高地震数据信噪比的方法。

本发明提供以下具体步骤：

1)采用通常的方法采集地震数据并记录叠前共中心点(CMP)道集地震原始数据；

2)根据原始数据中的地层最大倾斜角度α确定面元范围，当0°≤α≤45°确定范围在3×3个面元到15×15个面元之间；

步骤2所述的最大倾斜角度α确定面元范围是：

0°≤α≤5°则确定范围在3×3个面元到15×15个面元之间；

6°≤α≤15°则确定范围在3×3个面元到11×11个面元之间；

16°≤α≤30°则确定范围在3×3个面元到7×7个面元之间；

31°≤α≤45°则确定范围在3×3个面元到5×5个面元之间；

45°＜α则确定范围在3×3个面元内。

3)将地震道补充到当前面元中，并将补充过来的地震道的CMP线号、CMP号和X、Y坐标均置为当前CMP面元的CMP线号、CMP号和X、Y坐标；

步骤3所述的地震道是：

地震道的圆半径是炮检距组的线性函数：

$f\left(I\right)=\frac{R_n-R_{n-1}}{I_n-I_{n-1}}(I_{n-1}-I)+R_{n-1}$

上式中：f(I)为搜寻范围，I_n，I_n-1为不同的炮检距组，R_n，R_n-1为不同的圆半径；

步骤3所述的地震道是：

当前面元周围的地震道到本面元中心点的距离小于

其中L为：

$L=\min (\frac{1}{2}\×n\×d_{\mathrm{cmp}},\frac{1}{2}\×m\×d_{\mathrm{line}})$

n，m分别为CMP个数，CMP线的条数，即从确定范围面元中得到；

d_cmp为CMP之间的距离；

d_line为CMP线之间的距离；

min是取两者之间的最小的。

步骤3所述的地震道是：

当前面元周围地震道的炮检距：

提高浅层信噪比，则确定炮检距范围： $0~\frac{1}{3}\×\max \mathrm{offset}$

提高中层信噪比，则确定炮检距范围： $\frac{1}{3}\×\max \mathrm{offset}~\frac{2}{3}\×\max \mathrm{offset}$

提高深层信噪比，则确定炮检距范围： $\frac{2}{3}\×\max \mathrm{offset}~\max \mathrm{offset}$

其中：max offset是最大炮检距(米)。

步骤3所述的当前面元中，如果补充的地震道数超过本面元原始地震道数的三分之一时，则停止补充舍去其余的地震道。

步骤3所述的当前面元中，如果原始地震道缺失时，则保留补充过来的所有地震道。

4)进行加权处理保证叠加道数有变化的CMP面元中地震道集的振幅级别与原始CMP面元中地震道集的振幅级别相同，计算公式如下：

$\mathrm{Tr}=\frac{A_i}{N}$ i＝1，2，3......n

其中：Tr为地震道，A_i为该地震道第i个样点的振幅值，N为CMP面元中总道数；

5)将已补充完的CMP面元中的地震道经动校正后迭加，达到压制干扰提高信噪比的叠加剖面。

本发明利用地震数据采集几何性质，对每个面元中心点周围的地震道根据其固有特性进行处理，提高了叠加次数，且没有损失其它地震信息(如：振幅、频带宽度等)，效率高。

本发明使地震数据中随机干扰波得到压制，有效信号增强，剖面的信噪比有明显的提高。浅、中、深层反射层次齐全，构造形态清晰可靠，地层接触关系相对清楚，波形自然，波组特征明显。能真实地反映地下构造情况，为地震解释打下坚实的基础，有利于油气田的寻找和开发。

本发明在连片处理中对于地震剖面缺失部分得到了很好的弥补，保证了剖面的振幅、相位和波形一致性和连续性。

附图说明

图1是提高信噪比前的CMP道集；

图2是本发明提高信噪比后的CMP道集；

图3是原始叠加剖面；

图4是本发明提高信噪比后的叠加剖面；

图5是原始叠加剖面；

图6是本发明提高信噪比后的叠加剖面。

具体实施方式

本发明具体步骤包括：

1)采用通常的方法采集地震数据并记录叠前共中心点(CMP)道集地震数据。

2)根据原始数据地层最大倾斜角度α确定寻找范围的CMP个数n和CMP线的条数m，即寻找范围n×m个面元：

如果0°≤α≤5°则寻找范围在3×3个面元到15×15个面元之间。

如果6°≤α≤15°则寻找范围在3×3个面元到11×11个面元之间。

如果16°≤α≤30°则寻找范围在3×3个面元到7×7个面元之间。

如果31°≤α≤45°则寻找范围在3×3个面元到5×5个面元之间。

如果45°＜α则寻找范围在3×3个面元内。

3)对于当前CMP面元来说，在上述确定的范围内寻找满足下列条件之一的地震道来补充到当前面元中，并将补充过来的地震道的CMP线号、CMP号和X、Y坐标均置为当前CMP面元的CMP线号、CMP号和X、Y坐标。在当前面元中，如果补充的地震道数超过本面元原始地震道数的三分之一时，则停止补充舍去其余的地震道；如果当前面元中没有任何地震道，即地震道缺失时(见图5)，则保留补充过来的所有地震道。

上述所说的条件是如下之一：

(1)寻找地震道的圆半径是炮检距组的线性函数，也就是寻找范围是炮检距组的线性函数：

$f\left(I\right)=\frac{R_n-R_{n-1}}{I_n-I_{n-1}}(I_{n-1}-I)+R_{n-1}$

式中：f(I)为搜寻范围，I_n，I_n-1为不同的炮检距组，R_n，R_n-1为不同的圆半径。

(2)当前面元周围的地震道到本面元中心点的距离小于

其中L为：

$L=\min (\frac{1}{2}\×n\×d_{\mathrm{cmp}},\frac{1}{2}\×m\×d_{\mathrm{line}})$

n，m分别为CMP个数，CMP线的条数，即从确定范围面元中得到；

d_cmp为CMP之间的距离；

d_ine为CMP线之间的距离；

min是取两者之间的最小的。

(3)当前面元周围地震道的炮检距：

提高浅层信噪比，则确定炮检距范围： $0~\frac{1}{3}\×\max \mathrm{offset}$

提高中层信噪比，则确定炮检距范围： $\frac{1}{3}\×\max \mathrm{offset}~\frac{2}{3}\×\max \mathrm{offset}$

提高深层信噪比，则确定炮检距范围： $\frac{2}{3}\×\max \mathrm{offset}~\max \mathrm{offset}$

其中：max offset是最大炮检距(米)。

步骤3的当前面元中，如果补充的地震道数超过本面元原始地震道数的三分之一时，则停止补充舍去其余的地震道。如果原始地震道缺失时，则保留补充过来的所有地震道。

4)进行加权处理保证叠加道数有变化的CMP面元中地震道集的振幅级别与原始CMP面元中地震道集的振幅级别相同，计算公式如下：

$\mathrm{Tr}=\frac{A_i}{N}$ i＝1，2，3.......n

其中：Tr为地震道，A_i为该地震道第i个样点的振幅值，N为CMP面元中总道数；

5)为了保证叠加道数有变化的CMP面元中地震道集的振幅级别与原始CMP面元中地震道集的振幅级别相同，所以要进行加权处理。其公式如下：

$\mathrm{Tr}=\frac{A_i}{N}$ i＝1，2，3.......n

其中：Tr为地震道，A_i为该地震道第i个样点的振幅值，N为CMP面元中总道数。

将已补充完的CMP面元中的地震道经动校正后迭加起来。由于参与叠加的地震道增加，所以具有更好的压制干扰提高信噪比功能。图1是原始CMP道集数据叠加道数20道，图2是本发明做提高信噪比后的CMP道集数据叠加道数为30道。

图3和图4是典型的提高信噪比对比图，从图中可看到在应用本发明提高信噪比后，不仅浅层资料有所改善，而且中深层地震信息的信噪比也有明显的提高。

图5和图6是提高信噪比前后的水平叠加剖面，可以看出由于叠加道数的增加，不仅剖面的信噪比有了较大的提高，而且缺失的地震道得到了很好的弥补，使得地质构造更加完整。

Claims (5)

1.一种提高地震数据信噪比的方法，其特征在于：采用以下具体步骤：

1)采用通常的方法采集地震数据并记录叠前共中心点(CMP)道集地震原始数据；

2)根据原始数据中的地层最大倾斜角度α确定面元范围，当0°≤α≤45°确定范围在3×3个面元到15×15个面元之间；

3)将地震道补充到当前面元中，并将补充过来的地震道的CMP线号、CMP号和X、Y坐标均置为当前CMP面元的CMP线号、CMP号和X、Y坐标；

所述的当前面元中，如果补充的地震道数超过本面元原始地震道数的三分之一时，则停止补充舍去其余的地震道；

所述的当前面元中，如果原始地震道缺失时，则保留补充过来的所有地震道；

4)进行加权处理保证叠加道数有变化的CMP面元中地震道集的振幅级别与原始CMP面元中地震道集的振幅级别相同，计算公式如下：

$\mathrm{Tr}=\frac{A_i}{N}$ i＝1，2，3.......n

其中：Tr为地震道，A_i为该地震道第i个样点的振幅值，N为CMP面元中总道数；

5)将已补充完的CMP面元中的地震道经动校正后迭加，达到压制干扰提高信噪比的叠加剖面。

2.根据权利要求1所述的一种提高地震数据信噪比的方法，其特征在于：步骤2所述的最大倾斜角度α确定面元范围是：

0°≤α≤5°则确定范围在3×3个面元到15×15个面元之间；

6°≤α≤15°则确定范围在3×3个面元到11×11个面元之间；

16°≤α≤30°则确定范围在3×3个面元到7×7个面元之间；

31°≤α≤45°则确定范围在3×3个面元到5×5个面元之间；

45°＜α则确定范围在3×3个面元内。

3.根据权利要求1所述的一种提高地震数据信噪比的方法，其特征在于：步骤3所述的地震道是：

地震道的圆半径是炮检距组的线性函数：

$f\left(I\right)=\frac{R_n-R_{n-1}}{I_n-I_{n-1}}(I_{n-1}-I)+R_{n-1}$

上式中：f(I)为搜寻范围，I_n，I_n-1为不同的炮检距组，R_n，R_n-1为不同的圆半径。

4.根据权利要求1所述的一种提高地震数据信噪比的方法，其特征在于：步骤3所述的地震道是：

当前面元周围的地震道到本面元中心点的距离小于

其中L为：

$L=\min (\frac{1}{2}\×n\×d_{\mathrm{cmp}},\frac{1}{2}\×m\×d_{\mathrm{line}})$

n，m分别为CMP个数，CMP线的条数，即从确定范围面元中得到；

d_cmp为CMP之间的距离；

d_line为CMP线之间的距离；

min是取两者之间的最小的。

5.根据权利要求1所述的一种提高地震数据信噪比的方法，其特征在于：步骤3所述的地震道是：

当前面元周围地震道的炮检距：

提高浅层信噪比，则确定炮检距范围：

提高中层信噪比，则确定炮检距范围：

提高深层信噪比，则确定炮检距范围：

其中：max offset是最大炮检距(米)。

Images