CN105137484A - 估算地震数据道集能量值的中心位置的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种估算地震数据道集能量值的中心位置的方法和装置，其中，该方法包括：采集得到地震数据道集；确定地震数据道集中每一地震道的振幅绝对值的最大值，将该最大值作为该地震道的能量值；从所有地震道的能量值中确定出最大值，并记录该最大值的位置坐标；将该最大值的位置坐标周围预定范围内的所有地震道组成预分析道集，并记录预分析道集中各地震道的坐标和能量值；根据预分析道集中各地震道的坐标和能量值，估算出地震数据道集的能量值的中心位置。通过上述方式不仅可以实现对有线仪器采集的数据的能量值中心位置的监控，也能实现对无线接收节点采集的数据的能量值中心位置的监控，且估算结果更为准确。

Description

估算地震数据道集能量值的中心位置的方法和装置

技术领域

本发明涉及地震勘探技术领域，特别涉及一种估算地震数据道集能量值的中心位置的方法和装置。

背景技术

通过地震勘探采集获取的数据一般有两种记录方式：共炮点道集和共检波点道集。其中，共炮点道集，是指所有的地震道的地震信号都来源于同一个炮点，这些地震道按照设计的观测系统分布于炮点周围，在正常情况下，炮点位于这些地震道(地震接收道)的中心处；共检波点道集，只有一个接收点，这个接收点所记录的地震信号来源于周围的多个炮点。

以前，常用的采集地震数据的方式是有线仪器采集，这种方式需要的采集人力成本很高，同时，施工难度也很大。目前，常用的是采集方式是无线节点采集，相对于有线仪器采集，无线节点采集不但占用人员数量少，而且在复杂地表可以很自如灵活地摆放，减少了跨越和攀爬，尤其在高风险地区体现更为明显，进一步的，无线节点采集由于野外暴露目标小，在高风险地区不易丢失和也不易遭到破坏。

根据设计的观测系统，炮点或者检波点都有其确定的位置，但是采集过程中的炮点或者检波点，存在着不准确的可能，炮点或者检波点可能被人为移动，而其移动后的位置没有准确地被记录下来，在海上或者湖上进行地震勘探的过程中，接收点被投放到水中，通过二次定位所确定的位置可能不准确，因此，在地震勘探过程中，炮点或者检波点的位置的质量监控是一个重要的环节。

对于炮点的位置的质量控制，一般采用线性动校正的方法，即，给定线性动校正的速度，对地震数据进行时差校正，如果炮点位置正确，则初至处于水平状态，如果炮点位置不准确，则初至会出现偏差。在这种情况下，就需要接收点均匀分布于一条直线上或者近似于这种情况，且这种方式仅对有线仪器记录系统才有用。

针对如何确定任意方式采集得到的地震数据道集能量值的中心位置，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种估算地震数据道集能量值的中心位置的方法，以达到快速准确确定地震数据道集能量值的中心位置的目的，该方法包括：

采集得到地震数据道集；

确定所述地震数据道集中每一地震道的振幅绝对值的最大值，将该最大值作为该地震道的能量值；

从所有地震道的能量值中确定出最大值，并记录该最大值的位置坐标；

将该最大值的位置坐标周围预定范围内的所有地震道组成预分析道集，并记录所述预分析道集中各地震道的坐标和能量值；

根据所述预分析道集中各地震道的坐标和能量值，估算出所述地震数据道集的能量值的中心位置。

在一个实施方式中，当所述地震数据道集为共检波点道集时，所述能量值的中心位置为接收点的位置，当所述地震数据道集为共炮点道集时，所述能量值的中心位置为激发点的位置。

在一个实施方式中，根据所述预分析道集中各地震道的坐标和能量值，估算出所述地震数据道集的能量值的中心位置，包括：

根据所述预分析道集中各地震道的坐标和能量值，采用二分法确定所述预分析道集范围内的最大的能量衰减统计值的位置；

将确定的最大能量衰减值的位置作为所述地震数据道集的能量值的中心位置。

在一个实施方式中，计算所述预分析道集范围内一点的能量衰减统计值，包括：

计算该点与所述预分析道集中各地震道的距离；

按照距离从小到大对所述预分析道集中的各个地震道从0到n编号；

按照以下公式计算该点的能量衰减统计值：

$s=\underset{i=0}{\overset{n}{\Σ}}{N}_i$

其中，s表示该点的能量衰减统计值，i表示按照距离从小到大对所述预分析道集中的各个地震道进行排序后各个地震道的编号，n表示所述预分析道集中地震道的道数，N_i是在地震道i+1到地震道n的范围内，能量值小于E_i的地震道的道数，E_i表示地震道i的能量。

在一个实施方式中，采用二分法确定所述预分析道集范围内的最大的能量衰减统计值的位置，包括：

给定初始位置；

采用二分法确定所述初始位置所在的水平方向的最大的能量衰减统计值的第一位置；

固定所述第一位置，采用二分法确定所述第一位置所在的垂直方向的最大的能量衰减统计值的第二位置；

将所述第二位置作为所述预分析道集范围内的最大的能量衰减统计值的位置。

本发明实施例还提供了一种估算地震数据道集能量值的中心位置的装置，以达到快速准确确定地震数据道集能量值的中心位置的目的，该装置包括：

采集模块，用于采集得到地震数据道集；

振幅确定模块，用于确定所述地震数据道集中每一地震道的振幅绝对值的最大值，将该最大值作为该地震道的能量值；

最大值确定模块，用于从所有地震道的能量值中确定出最大值，并记录该最大值的位置坐标；

记录模块，用于将该最大值的位置坐标周围预定范围内的所有地震道组成预分析道集，并记录所述预分析道集中各地震道的坐标和能量值；

中心位置估算模块，用于根据所述预分析道集中各地震道的坐标和能量值，估算出所述地震数据道集的能量值的中心位置。

在一个实施方式中，当所述地震数据道集为共检波点道集时，所述能量值的中心位置为接收点的位置，当所述地震数据道集为共炮点道集时，所述能量值的中心位置为激发点的位置。

在一个实施方式中，所述中心位置估算模块包括：

能量衰减统计值计算单元，用于根据所述预分析道集中各地震道的坐标和能量值，采用二分法确定所述预分析道集范围内的最大的能量衰减统计值的位置；

中心位置确定单元，用于将确定的最大能量衰减值的位置作为所述地震数据道集的能量值的中心位置。

在一个实施方式中，所述能量衰减统计值计算单元包括：

距离计算子单元，用于计算该点与所述预分析道集中各地震道的距离；

编号子单元，用于按照距离从小到大对所述预分析道集中的各个地震道从0到n编号；

计算子单元，用于按照以下公式计算该点的能量衰减统计值：

$s=\underset{i=0}{\overset{n}{\Σ}}{N}_i$

其中，s表示该点的能量衰减统计值，i表示按照距离从小到大对所述预分析道集中的各个地震道进行排序后各个地震道的编号，n表示所述预分析道集中地震道的道数，N_i是在地震道i+1到地震道n的范围内，能量值小于E_i的地震道的道数，E_i表示地震道i的能量。

在一个实施方式中，所述能量衰减统计值计算单元包括：

初始位置给定子单元，用于给定初始位置；

水平方向计算子单元，用于采用二分法确定所述初始位置所在的水平方向的最大的能量衰减统计值的第一位置；

垂直方向计算子单元，用于固定所述第一位置，采用二分法确定所述第一位置所在的垂直方向的最大的能量衰减统计值的第二位置；

位置确定子单元，用于将所述第二位置作为所述预分析道集范围内的最大的能量衰减统计值的位置。

在本发明实施例中，将地震数据道集中每一地震道的振幅绝对值的最大值作为该地震道的能量值，然后从所有地震道的能量值中确定出最大值，并根据该最大值的位置坐标周围预定范围内的所有地震道的坐标和能量值，估算出该地震数据道集的能量值的中心位置。通过上述方式不仅可以实现对有线仪器采集的数据的能量值中心位置的监控，也能实现对无线接收节点采集的数据的能量值中心位置的监控，且估算结果更为准确。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的估算地震数据道集能量值的中心位置的方法流程图；

图2是根据本发明实施例的共检波点道集提取能量值三维立体示意图；

图3是根据本发明实施例的共检波点道集内300米炮检距范围内炮检距-能量值曲线图；

图4是根据本发明实施例的水平方向二分法示意图；

图5是根据本发明实施例的共检波点道集估算的接收点位置和实际的接收点位置示意图；

图6是根据本发明实施例的估算地震数据道集能量值的中心位置的装置的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

考虑到无线节点采集的数据和常规有线仪器采集的数据的存储方式和回收方式存在很大的不同。通过常规有线仪器采集时，每放一炮，仪器会把排列内的检波器采集的数据实时地传回到仪器，形成炮集记录，而无线节点仪器工作方式是在野外连续记录一段时间的数据后，在室内把连续记录的数据下载，并按照记录的放炮时间把有用的数据切分出来，例如：同一个节点数据切分出来形成的就是共检波点地震记录。线性动校正需要保证接收点均匀分布在一条直线，而一般无线节点采集的数据接收点很难保证位于同一直线上，因此，线性动校正的方式无法应用在无线节点采集的数据上。

为此，在本例中，提供了一种估算地震数据道集能量值的中心位置的方法，不仅可以实现对有线仪器采集的数据的能量值中心位置的监控，也能实现对无线接收节点采集的数据的能量值中心位置的监控，如图1所示，该方法包括：

步骤101：采集得到地震数据道集；

具体地，可以地震数据道集可以是通过有线仪器采集的，也可以是通过节点仪器采集的，所形成的地震数据道集，可以是共炮点道集也可以是共检波点道集。

步骤102：确定所述地震数据道集中每一地震道的振幅绝对值的最大值，将该最大值作为该地震道的能量值；

即，可以用道集中每一道振幅绝对值的最大值代表该地震道的能量值，如图2所示，为某工区一个共检波点道集的最大能量三维显示图及最大能量位置。

步骤103：从所有地震道的能量值中确定出最大值，并记录该最大值的位置坐标；

步骤104：将该最大值的位置坐标周围预定范围内的所有地震道组成预分析道集，并记录所述预分析道集中各地震道的坐标和能量值；

步骤105：根据所述预分析道集中各地震道的坐标和能量值，估算出所述地震数据道集的能量值的中心位置。

当地震数据道集为共检波点道集时，能量值的中心位置就是接收点的位置，当所述地震数据道集为共炮点道集时，能量值的中心位置就是激发点的位置。

举例而言，可以获取最大能量位置附近以300-500米为半径范围内所有的地震道，用A表示该地震道的集合，假设该道集A中的地震道道数为n+1。利用道集A各道的坐标和能量值估算出道集能量值的中心位置，对于共检波点道集，是估算接收点的位置，对于共炮点道集，是估算激发点的位置。

在上述步骤105中，根据所述预分析道集中各地震道的坐标和能量值，估算出所述地震数据道集的能量值的中心位置，可以包括：

S1：根据预分析道集(上述的道集A)中各地震道的坐标和能量值，采用二分法确定该预分析道集范围内的最大的能量衰减统计值的位置；

S2：将确定的最大能量衰减值的位置作为所述地震数据道集的能量值的中心位置。

给定道集A范围内任意一点o，计算该点o与道集A中各道的距离，并按照距离从小到大对道集A中各道进行排序。如图3所示，为共检波点道集内300米炮检距范围内炮检距-能量值曲线图，然后，可以通过以下公式计算该点的能量衰减统计值s：

$s=\underset{i=0}{\overset{n}{\Σ}}{N}_i$

其中，s表示该点的能量衰减统计值，i表示按照距离从小到大对所述预分析道集中的各个地震道进行排序后各个地震道的编号，n表示所述预分析道集中地震道的道数，N_i是在地震道i+1到地震道n的范围内，能量值小于E_i的地震道的道数，E_i表示地震道i的能量。

在上述步骤S1中，用二分法确定所述预分析道集范围内的最大的能量衰减统计值的位置，可以包括：给定初始位置；采用二分法确定该初始位置所在的水平方向的最大的能量衰减统计值的第一位置；固定第一位置，采用二分法确定所述第一位置所在的垂直方向的最大的能量衰减统计值的第二位置；将第二位置作为该预分析道集范围内的最大的能量衰减统计值的位置。

二分法的实现方法可以如图4所示，给定初始位置o1、o2，计算o1和o2的中点位置o，分别计算o1、o2和o的能量衰减统计值s1、s2和s，比较s1和s2，如果s1>s2，则令s2＝s，重新计算新的中点o，如果s1<s2，则令s1＝s，直到前后计算的能量衰减统计值的误差在给定的误差范围内停止。

具体地，给定初始位置o，在与o水平方向给定o1、o2，设置其坐标分别为(x-300,y)和(x+300,y)，然后在水平方向通过上述的二分法搜索到最终位置，然后固定水平位置，在垂直方向通过上述的二分法搜索到最终位置。重复执行上述步骤，得到最终的估算的激发点或者接收点的位置，如图5所示，共检波点道集估算的接收点的位置和实际接收点的位置的比较图，由此图可以看出，通过本例所提供的方式估算出的接收点与实际的接收点位置非常相近。

在上述实施例中，提供了一种估算地震数据道集能量值的中心位置的方法，可以估算共检波点数据的检波点位置，也可以共炮点数据的炮点位置，从而对检波点或者炮点的位置进行质量控制，且该方法不仅可以实现对有线仪器采集的数据的能量值中心位置的监控，也能实现对无线接收节点采集的数据的能量值中心位置的监控。进一步的，在本例中，利用地震能量随地震传播的距离衰减的原理，利用二分法在水平方向和垂直方向搜索最大能量衰减统计值位置，通过与已有的坐标进行比较，可以有效监测炮点或者检波点的位置，避免了线性动校正需要巨大工作量的问题，且该方式易于通过计算机实现，进一步的，二分法的计算速度较快，能够快速估算出接收点或者激发点的位置。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种估算地震数据道集能量值的中心位置的装置，如下面的实施例所述。由于估算地震数据道集能量值的中心位置的装置解决问题的原理与估算地震数据道集能量值的中心位置的方法相似，因此估算地震数据道集能量值的中心位置的装置的实施可以参见估算地震数据道集能量值的中心位置的方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。图6是本发明实施例的估算地震数据道集能量值的中心位置的装置的一种结构框图，如图6所示，包括：采集模块601、振幅确定模块602、最大值确定模块603、记录模块604和中心位置估算模块605，下面对该结构进行说明。

采集模块601，用于采集得到地震数据道集；

振幅确定模块602，用于确定所述地震数据道集中每一地震道的振幅绝对值的最大值，将该最大值作为该地震道的能量值；

最大值确定模块603，用于从所有地震道的能量值中确定出最大值，并记录该最大值的位置坐标；

记录模块604，用于将该最大值的位置坐标周围预定范围内的所有地震道组成预分析道集，并记录所述预分析道集中各地震道的坐标和能量值；

中心位置估算模块605，用于根据所述预分析道集中各地震道的坐标和能量值，估算出所述地震数据道集的能量值的中心位置。

在一个实施例中，当所述地震数据道集为共检波点道集时，所述能量值的中心位置为接收点的位置，当所述地震数据道集为共炮点道集时，所述能量值的中心位置为激发点的位置。

在一个实施例中，中心位置估算模块605包括：能量衰减统计值计算单元，用于根据所述预分析道集中各地震道的坐标和能量值，采用二分法确定所述预分析道集范围内的最大的能量衰减统计值的位置；中心位置确定单元，用于将确定的最大能量衰减值的位置作为所述地震数据道集的能量值的中心位置。

在一个实施例中，上述能量衰减统计值计算单元包括：距离计算子单元，用于计算该点与所述预分析道集中各地震道的距离；编号子单元，用于按照距离从小到大对所述预分析道集中的各个地震道从0到n编号；计算子单元，用于按照以下公式计算该点的能量衰减统计值：

其中，s表示该点的能量衰减统计值，i表示按照距离从小到大对所述预分析道集中的各个地震道进行排序后各个地震道的编号，n表示所述预分析道集中地震道的道数，N_i是在地震道i+1到地震道n的范围内，能量值小于E_i的地震道的道数，E_i表示地震道i的能量。

在一个实施例中，上述能量衰减统计值计算单元包括：初始位置给定子单元，用于给定初始位置；水平方向计算子单元，用于采用二分法确定所述初始位置所在的水平方向的最大的能量衰减统计值的第一位置；垂直方向计算子单元，用于固定所述第一位置，采用二分法确定所述第一位置所在的垂直方向的最大的能量衰减统计值的第二位置；位置确定子单元，用于将所述第二位置作为所述预分析道集范围内的最大的能量衰减统计值的位置。

在另外一个实施例中，还提供了一种软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施方式中描述的技术方案。

在另外一个实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有上述软件，该存储介质包括但不限于：光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。

从以上的描述中，可以看出，本发明实施例实现了如下技术效果：将地震数据道集中每一地震道的振幅绝对值的最大值作为该地震道的能量值，然后从所有地震道的能量值中确定出最大值，并根据该最大值的位置坐标周围预定范围内的所有地震道的坐标和能量值，估算出该地震数据道集的能量值的中心位置。通过上述方式不仅可以实现对有线仪器采集的数据的能量值中心位置的监控，也能实现对无线接收节点采集的数据的能量值中心位置的监控，且估算结果更为准确。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种估算地震数据道集能量值的中心位置的方法，其特征在于，包括：

采集得到地震数据道集；

确定所述地震数据道集中每一地震道的振幅绝对值的最大值，将该最大值作为该地震道的能量值；

从所有地震道的能量值中确定出最大值，并记录该最大值的位置坐标；

将该最大值的位置坐标周围预定范围内的所有地震道组成预分析道集，并记录所述预分析道集中各地震道的坐标和能量值；

根据所述预分析道集中各地震道的坐标和能量值，估算出所述地震数据道集的能量值的中心位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述地震数据道集为共检波点道集时，所述能量值的中心位置为接收点的位置，当所述地震数据道集为共炮点道集时，所述能量值的中心位置为激发点的位置。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述预分析道集中各地震道的坐标和能量值，估算出所述地震数据道集的能量值的中心位置，包括：

根据所述预分析道集中各地震道的坐标和能量值，采用二分法确定所述预分析道集范围内的最大的能量衰减统计值的位置；

将确定的最大能量衰减值的位置作为所述地震数据道集的能量值的中心位置。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，计算所述预分析道集范围内一点的能量衰减统计值，包括：

计算该点与所述预分析道集中各地震道的距离；

按照距离从小到大对所述预分析道集中的各个地震道从0到n编号；

按照以下公式计算该点的能量衰减统计值：

$s=\underset{i=0}{\overset{n}{\&Sigma;}}{N}_i$

其中，s表示该点的能量衰减统计值，i表示按照距离从小到大对所述预分析道集中的各个地震道进行排序后各个地震道的编号，n表示所述预分析道集中地震道的道数，N_i是在地震道i+1到地震道n的范围内，能量值小于E_i的地震道的道数，E_i表示地震道i的能量。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，采用二分法确定所述预分析道集范围内的最大的能量衰减统计值的位置，包括：

给定初始位置；

采用二分法确定所述初始位置所在的水平方向的最大的能量衰减统计值的第一位置；

固定所述第一位置，采用二分法确定所述第一位置所在的垂直方向的最大的能量衰减统计值的第二位置；

将所述第二位置作为所述预分析道集范围内的最大的能量衰减统计值的位置。

6.一种估算地震数据道集能量值的中心位置的装置，其特征在于，包括：

采集模块，用于采集得到地震数据道集；

振幅确定模块，用于确定所述地震数据道集中每一地震道的振幅绝对值的最大值，将该最大值作为该地震道的能量值；

最大值确定模块，用于从所有地震道的能量值中确定出最大值，并记录该最大值的位置坐标；

记录模块，用于将该最大值的位置坐标周围预定范围内的所有地震道组成预分析道集，并记录所述预分析道集中各地震道的坐标和能量值；

中心位置估算模块，用于根据所述预分析道集中各地震道的坐标和能量值，估算出所述地震数据道集的能量值的中心位置。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，当所述地震数据道集为共检波点道集时，所述能量值的中心位置为接收点的位置，当所述地震数据道集为共炮点道集时，所述能量值的中心位置为激发点的位置。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述中心位置估算模块包括：

能量衰减统计值计算单元，用于根据所述预分析道集中各地震道的坐标和能量值，采用二分法确定所述预分析道集范围内的最大的能量衰减统计值的位置；

中心位置确定单元，用于将确定的最大能量衰减值的位置作为所述地震数据道集的能量值的中心位置。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述能量衰减统计值计算单元包括：

距离计算子单元，用于计算该点与所述预分析道集中各地震道的距离；

编号子单元，用于按照距离从小到大对所述预分析道集中的各个地震道从0到n编号；

计算子单元，用于按照以下公式计算该点的能量衰减统计值：

$s=\underset{i=0}{\overset{n}{\&Sigma;}}{N}_i$

其中，s表示该点的能量衰减统计值，i表示按照距离从小到大对所述预分析道集中的各个地震道进行排序后各个地震道的编号，n表示所述预分析道集中地震道的道数，N_i是在地震道i+1到地震道n的范围内，能量值小于E_i的地震道的道数，E_i表示地震道i的能量。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述能量衰减统计值计算单元包括：

初始位置给定子单元，用于给定初始位置；

水平方向计算子单元，用于采用二分法确定所述初始位置所在的水平方向的最大的能量衰减统计值的第一位置；

垂直方向计算子单元，用于固定所述第一位置，采用二分法确定所述第一位置所在的垂直方向的最大的能量衰减统计值的第二位置；

位置确定子单元，用于将所述第二位置作为所述预分析道集范围内的最大的能量衰减统计值的位置。