CN101630015A - 一种提高初至波拾取精度和效率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是石油地震勘探中提高初至波拾取精度和效率的方法，选择种子炮线和种子炮初至时间，将种子炮所覆盖的观测区分为小的子区域，对各个道的初至时间进行高程校正，拟合得到直线斜率，将斜率的倒数作为段初至曲线的视速度，建立视速度场，由种子炮推算出的非种子炮初至时间进行初至拾取，逐渐完成整条炮线的初至拾取进而完成整个工区的初至时间拾取。本发明采用批量拾取，减少了人工干预的工作量，提高了初至时间拾取的效率和准确度和效率。

Description

一种提高初至波拾取精度和效率的方法

技术领域

本发明涉及石油地震勘探领域，是地震数据处理技术，具体是一种提高初至波拾取精度和效率的方法。

背景技术

初至是地震资料的一个重要属性，资料处理过程中常常利用其属性解决地震数据静校正问题。目前利用初至波时间计算野外静校正量的方法很多，这些方法计算出的静校正的准确性都依赖于初至波拾取精度。目前的初至波拾取方法通常采用的方法是以一炮为单位，人工拾取，因为每一炮都需要人工手动拾取，拾取工作量大，初至拾取效率和精度都很低；以一条炮线和一条检波线为单位，手工拾取，对于一个6线4炮的数据来说，相当于做了20条二维测线的拾取，工作量巨大；批量拾取，然后手工修改每一炮的数据，这种方法对于稍微复杂的数据来说拾取的精度不够，如果想达到高精度的拾取，还需每一炮做多次的修改，拾取的工作量巨大。这些常规初至拾取方法不采用约束拾取，既上一炮已经拾取的初至时间没有被利用起来，这样参加计算的地震数据量大，拾取速度慢，初至拾取精度不高。

随着三维连片和高密度采集技术的发展，所要处理的数据量增多，目前的初至时间拾取方法存在着拾取效率低下，拾取准确度不高的缺点。

发明内容

本发明提供一种提高初至波拾取精度，降低工作量的提高初至波拾取精度和效率的方法。

本发明的具体实施方式为：

1)采集地震数据并得到三维叠前炮集地震数据和炮点与接收点关系信息；

步骤1)所述的信息包括炮点和检波点的X、Y坐标及炮线号和检波点线号。

2)选择覆盖所有横炮线的纵炮线为种子炮线，从种子炮线中选择信噪比高的一炮为种子炮，得到种子炮的初至时间；

步骤2)所述的种子炮线是纵炮线上的炮数和横炮线数目相同。

3)以种子炮的初至时间为依据，将种子炮所覆盖的地面观测区域分为方位角较小的子区域，在每个子区域内，按照炮检距大小划分为段，对每一炮检距段内各个道的初至时间进行高程校正，利用最小二乘法对每段内校正后的初至时间炮检距对进行直线拟合，得到直线的斜率，将斜率的倒数作为段初至曲线的视速度，利用距离加权插值计算每道上的瞬时速度，建立视速度场；

4)基于地表一致性关系和初至曲线视速度场，由种子炮初至时间得到非种子炮初至时间；

步骤4)所述的非种子炮初至时间对于不满足地表一致性关系的未知道，利用已知道上的初至时间，按照折射关系外推未知道的初至时间。

5)利用推算出的非种子炮初至时间作约束，用最大能量初至波拾取方法对非种子炮进行初至拾取；

步骤5)所述的最大能量初至波拾取方法是将原始地震数据某一地震道记录及进行Hilbert变换后记为：X_i(n)和

地震数据包络能量记为：

时间窗样点长为L+1的包络能量和记为：

$E_{i,k}=\underset{n=k}{\overset{k+L}{\mathrm{\Σ}}}{A}_i\left(n\right)/(L+1)---\left(2\right)$

$E_{i,k}^{\′\′}=\underset{n=k-L}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{A}_i\left(n\right)/(L+1)---\left(3\right)$

包络能量和比值函数可定义为：

ME_i,k=E_i,k/E″_i,k      (4)

搜索ME_i，k的最大值，如果地震数据在K点的值X_i(k)大于零，那么这个最大值的样点为需要拾取的初至时间；

式中：E″_k和E_k分别代表比值前后L+1个样点的包络能量和。i为地震道序号；n为样点序号；L为以样点数表示计算能量的时窗长度；k为计算能量比值的样点序号；

6)确定非种子炮拾取后的初至时间；

7)把确定非种子炮作为种子炮，按照步骤3)至步骤7)对种子炮附近的非种子炮进行初至拾取，逐渐完成整条炮线的初至拾取；

8)把整条炮线作为种子炮线按照步骤3)至步骤7)完成其它非种子炮线的初至拾取，逐渐递推，完成整个工区的初至时间拾取。

本发明充分利用了计算机人机交互的方便性，也利用批量算法的快速性，采用了批量与交互相结合的方式，以交互拾取的初至时间为参考，在地表一致性的约束下采用批量拾取，减少了人工干预的工作量，大大提高了初至时间拾取的效率和准确度，应用本发明后，在对三维地震数据进行初至拾取的时候，拾取的初至时间的时间是原来传统拾取方法的十分之一，大大提高了拾取的效率。

附图说明

图1是本发明选择的种子炮线；

图2是本发明以种子炮初至时间为参考采用视速度法估算出来下一炮的初至时间；

图3是在估算的初至时间的基础上进行能量比值精确求取的初至时间。

具体实施方式

以下结合附图和实施例详细说明发明内容。

本发明采用交互拾取和批量拾取相结合的方式，对于整个数据，交互拾取一炮的初至时间作为种子炮，在地表一致性的约束下，以种子炮的初至时间为参考和约束，批量拾取一条炮线为种子炮线，然后再在地表一致性的约束下，使用种子炮线的初至时间为参考，批量拾取下一条炮线的初至时间。

地表一致性关系：同一接收点接收、不同激发点激发而产生的初至波，其波至时间一般是不同的，而这种不同却只与炮点位置、炮点高程和炮检距有关，与检波点位置、检波点高程以及初至波来自何方都无关。源自不同炮点、到达同一接收点的初至波所表现出来的这种性质称为地表一致性，此时炮点与检波点所具有的关系称为地表一致性关系。

本发明实施步骤如下：

1)采集读取并显示叠前三维炮集地震数据，该炮集包含12个排列。为减少数据存储空间，对数据进行了截取，只保留时间较小的初至波部分，见图2。

2)对于图2所示炮集数据，它的第一炮信噪比较高，可确定为种子炮，拾取种子炮各道的初至。

3)对于图2所示种子炮，使用视速度方法，在地表一致性约束下，估算出下一炮的初至时间，见图2

4)以估算出来的初至时间为参考，运用能量比值法来估算初至起跳时间：以估算出的初至时间为中心点，开一个100毫秒的时窗，采用能量比值法精确求取该炮的初至时间，见图3。

利用推算出的非种子炮初至时间作约束，用最大能量初至波拾取方法对非种子炮进行初至拾取；

原始地震数据某一地震道记录及进行Hilbert变换后记为：X_i(n)和

地震数据包络能量记为：

时间窗样点长为L+1的包络能量和记为：

$E_{i,k}=\underset{n=k}{\overset{k+L}{\mathrm{\Σ}}}{A}_i\left(n\right)/(L+1)---\left(2\right)$

$E_{i,k}^{\′\′}=\underset{n=k-L}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{A}_i\left(n\right)/(L+1)---\left(3\right)$

E″_k和E_k分别代表比值前后L+1个样点的包络能量和。i为地震道序号；n为样点序号；L为以样点数表示计算能量的时窗长度；k为计算能量比值的样点序号。

包络能量和比值函数可定义为：

ME_i，k＝E_i，k/E″_i，k    (4)

搜索ME_i，k的最大值，如果地震数据在K点的值X_i(k)大于零，那么这个最大值的样点即为需要拾取的初至时间。

5)以当前选择的炮线为种子炮线，进行质量控制，然后批量拾取下一条炮线所有炮的初至时间，然后以下一条炮线为种子炮线，继续向后推另外一条炮线，反复进行直到所有炮线被拾取

6)对非种子炮拾取后不精确的初至时间进行修改。

7)把修改初至后的非种子炮作为种子炮，按照3)，4)，5)，6)，7)的步骤对种子炮附近的非种子炮进行初至拾取。逐渐完成整条炮线的初至拾取。

8)然后把整条炮线作为种子炮线。按照3)，4)，5)，6)，7)，8)的步骤原理完成其它非种子炮线的初至拾取。这样逐渐递推下去，可以完成整个工区的初至时间拾取。

Claims (5)

1、一种提高初至波拾取精度和效率的方法，其特征在于采用以下步骤：

1)采集地震数据并得到三维叠前炮集地震数据和炮点与接收点关系信息；

2)选择覆盖所有横炮线的纵炮线为种子炮线，从种子炮线中选择信噪比高的一炮为种子炮，得到种子炮的初至时间；

3)以种子炮的初至时间为依据，将种子炮所覆盖的地面观测区域分为方位角较小的子区域，在每个子区域内，按照炮检距大小划分为段，对每一炮检距段内各个道的初至时间进行高程校正，利用最小二乘法对每段内校正后的初至时间炮检距对进行直线拟合，得到直线的斜率，将斜率的倒数作为段初至曲线的视速度，利用距离加权插值计算每道上的瞬时速度，建立视速度场；

4)基于地表一致性关系和初至曲线视速度场，由种子炮初至时间得到非种子炮初至时间；

5)利用推算出的非种子炮初至时间作约束，用最大能量初至波拾取方法对非种子炮进行初至拾取；

6)确定非种子炮拾取后的初至时间；

7)把确定非种子炮作为种子炮，按照步骤3)至步骤7)对种子炮附近的非种子炮进行初至拾取，逐渐完成整条炮线的初至拾取；

8)把整条炮线作为种子炮线按照步骤3)至步骤7)完成其它非种子炮线的初至拾取，逐渐递推，完成整个工区的初至时间拾取。

2、根据权利要求1所述的提高初至波拾取精度和效率的方法，其特征在于步骤1)所述的信息包括炮点和检波点的X、Y坐标及炮线号和检波点线号。

3、根据权利要求1所述的提高初至波拾取精度和效率的方法，其特征在于步骤2)所述的种子炮线是纵炮线上的炮数和横炮线数目相同。

4、根据权利要求1所述的提高初至波拾取精度和效率的方法，其特征在于步骤4)所述的非种子炮初至时间对于不满足地表一致性关系的未知道，利用已知道上的初至时间，按照折射关系外推未知道的初至时间。

5、根据权利要求1所述的提高初至波拾取精度和效率的方法，其特征在于步骤5)所述的最大能量初至波拾取方法是将原始地震数据某一地震道记录及进行Hilbert变换后为：X_i(n)和

地震数据包络能量为：

$A_i\left(n\right)=X_i{\left(n\right)}^2\text{+}{\stackrel{\′}{X}}_i{\left(n\right)}^2---\left(1\right)$

时间窗样点长为L+1的包络能量和为：

$E_{i,k}=\underset{n=k}{\overset{k+L}{\mathrm{\Σ}}}{A}_i\left(n\right)/(L+1)---\left(2\right)$

$E_{i,k}^{\′\′}=\underset{n=k-L}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{A}_i\left(n\right)/(L+1)---\left(3\right)$

包络能量和比值函数为：

ME_i，k＝E_i，k/E″_i，k              (4)

搜索ME_i，k的最大值，如果地震数据在K点的值X_i(k)大于零，那么这个最大值的样点为需要拾取的初至时间；

式中：E″_k和E_k分别代表比值前后L+1个样点的包络能量和。i为地震道序号；n为样点序号；L为以样点数表示计算能量的时窗长度；k为计算能量比值的样点序号。

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