CN105572733B - 一种地震速度谱自动拾取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种地震速度谱自动拾取方法，属于油气及煤层气地震勘探与开发领域。本方法包括：(1)创建网格数据：将以标准地震数据格式存储的速度谱数据转换成二维网格数据；(2)设置计算时窗并在计算时窗区域内确定最大值位置；(3)定义速度搜索阈值vh，将计算时窗向下移动一个单元，然后在计算时窗的区域内搜寻最大值Vmax，如果找到的最大值Vmax大于阈值vh，则记录下该最大值Vmax的位置，即其对应的二维数组的下标n和k的值，如果找到的最大值Vmax小于阈值vh，则放弃记录；(4)完成速度曲线连接，形成未插值的速度曲线；(5)对步骤(4)得到的未插值的速度曲线进行速度曲线插值获得最终的速度曲线。

Description

一种地震速度谱自动拾取方法
技术领域
本发明属于油气及煤层气地震勘探与开发领域，具体涉及一种地震速度谱自动拾取方法。
背景技术
地震速度谱(以下简称速度谱)与频谱的概念类似，是把地震波的能量相对于波速的变化关系的曲线称为速度谱。在地震勘探中，速度谱通常指多次覆盖技术中的叠加速度谱。
在地震资料处理及后期的地震数据解释中将非常广泛地利用到速度数据，而速度数据的来源就是速度谱的拾取。目前速度谱的拾取都是采用人工交互方式完成的，时间长、效率低。
目前现有的速度谱自动拾取手段有基于蒙特卡洛法的速度谱自动拾取等，但是其技术复杂，效率低，不能全局解释。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种地震速度谱自动拾取方法，将速度谱剖面数据转换成二维网格数据，并利用一定的技术手段搜索出每行峰值数据，再设置时窗寻找区域最大值，最终利用约束条件完成速度曲线的连接。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种地震速度谱自动拾取方法，包括：
(1)创建网格数据：将以标准地震数据格式存储的速度谱数据转换成二维网格数据；
(2)设置计算时窗并在计算时窗区域内确定最大值位置：
定义计算时窗的宽度w，并在计算时窗的区域内搜寻最大值Vmax，并以第一个计算时窗中的最大值所在行的位置为速度曲线的起始位置；
所述计算时窗的区域为w×k；
(3)定义速度搜索阈值vh，将计算时窗向下移动一个单元，然后在计算时窗的区域内搜寻最大值Vmax，如果找到的最大值Vmax大于阈值vh，则记录下该最大值Vmax的位置，即其对应的二维数组的下标n和k的值，如果找到的最大值Vmax小于阈值vh，则放弃记录；
一个单元是指计算时窗的宽度w；
(4)完成速度曲线连接，形成未插值的速度曲线；
重复第三步，直到计算时窗依次移动到网格数据的底部，完成所有区域最大值Vmax所在位置的记录，并将各个位置依次连接，形成未插值的速度曲线；
(5)对步骤(4)得到的未插值的速度曲线进行速度曲线插值获得最终的速度曲线。
所述步骤(1)是这样实现的：
标准地震数据格式存储的速度谱数据中，S(n)表示样点值，n表示数组序列，将标准地震数据格式存储的速度谱数据转换成网格数据后，网格数据中用S(n，k)表示样点值，n和k分别表示y轴方向与x轴方向的序列。
所述步骤(2)中的计算时窗的宽度选择范围为3～20行。
所述步骤(3)中阈值vh的取值为第一个计算时窗中的最大值Vmax的二分之一。
所述步骤(5)是采用线性插值的方式对未插值的速度曲线进行插值，即对每两个相邻的位置采用线性插值公式得到这两个位置之间的曲线，然后依次完成所有相邻位置的计算即得到最终的速度曲线。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：利用本发明方法进行的速度谱自动拾取，实现简单、计算速度快，有利于缩减地震数据处理周期，此发明能够为常规油气及煤层气的勘探、开发服务。
附图说明
图1速度谱数据的转换
图2计算时窗内获取最大值
图3计算时窗的移动
图4定位阈值的最大值
图5速度曲线连接
图6本发明方法的步骤框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
如图6所示，本发明地震速度谱自动拾取方法主要分为以下五个步骤：
(1)第一步：创建网格数据：
速度谱数据一般都是以标准地震数据格式(SEG-Y格式)存储的，SEG-Y格式数据的特点是以列的方式记录数据，在本发明中为了便于后续步骤的计算，必须先转换成二维网格数据。其示意如图1所示，SEG-Y数据中S(n)表示样点值，n表示数组序列，网格数据中S(n，k)表示样点值，n和k分别表示y轴方向与x轴方向的序列。
(2)第二步：设置计算时窗并在计算时窗区域内确定最大值位置
定义计算时窗(w)宽度(一般3～20行为佳(对于地震数据处理来说，一般会把时窗定义在3～20之间，一般时窗小计算时间就长但精度高，时窗大计算时间就短但精度低，从程序界面上进行设置即可))，并在计算时窗的区域内(w×k)搜寻最大值Vmax，并以第一个时窗中的最大值所在行位置为速度曲线的起始位置。示意如图2所示。
(3)第三步：移动计算时窗，并重复第二步：
定义速度搜索阈值(vh)(一般用第一个时窗中的最大值Vmax的二分之一)。然后将计算时窗向下移动一个单元(此单元即是计算时窗的宽度w)，见图3。并重复第二步。找到大于阈值vh的最大值Vmax并记录下位置(即记录其对应的二维数组的下标：n和k值)，如果本时窗区域的最大值小于vh，则放弃记录。见图4所示。
(4)完成速度曲线连接
重复第三步(每次重复是用相同的阈值)，直到计算时窗依次移动到网格数据底部，记录下所有区域最大值Vmax所在位置，并依次连接，所连接的曲线即为未插值的速度曲线，如图5所示。
(5)对速度曲线插值
以上四步完成了速度曲线的自动拾取，但此曲线只记录了每一次计算时窗中最大值的位置，对于网格数据还有很多行空缺。本发明采用线性插值的方式对曲线进行插值(即对每两个相邻点采用下面的公式得到这两点之间的曲线，然后依次完成所有相邻点的计算即得到最终的速度曲线)。得到最终的速度曲线。
线性插值法是指使用连接两个已知量的直线来确定在这两个已知量之间的一个未知量的值的方法。
假设已知坐标(x0，y0)与(x1，y1)，要得到[x0，x1]区间内某一位置x在直线上的值，则有：
假设方程两边的值为α，那么这个值就是插值系数一从x0到x的距离与从x0到x1距离的比值。由于x值已知，所以可以从公式得到α的值
同样，
这样，在代数上就可以表示成为：
y＝(1-α)y0+αy1
或者，
y＝y0+α(y1-y0)
这样通过α就可以直接得到y。实际上，即使x不在x0到x1之间并且α也不是介于0到1之间，这个公式也是成立的。在这种情况下，这种方法叫作线性外插。
上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (5)

1.一种地震速度谱自动拾取方法，其特征在于：所述方法包括：
(1)创建网格数据：将以标准地震数据格式存储的速度谱数据转换成二维网格数据；
(2)设置计算时窗并在计算时窗区域内确定最大值位置：
定义计算时窗的宽度w，并在计算时窗的区域内搜寻最大值Vmax，并以第一个计算时窗中的最大值所在行的位置为速度曲线的起始位置；
所述计算时窗的区域为w×k；
(3)定义速度搜索阈值vh，将计算时窗向下移动一个单元，然后在计算时窗的区域内搜寻最大值Vmax，如果找到的最大值Vmax大于阈值vh，则记录下该最大值Vmax的位置，即其对应的二维数组的下标n和k的值，如果找到的最大值Vmax小于阈值vh，则放弃记录；
一个单元是指计算时窗的宽度w；
(4)完成速度曲线连接，形成未插值的速度曲线；
重复第三步，直到计算时窗依次移动到网格数据的底部，完成所有区域最大值Vmax所在位置的记录，并将各个位置依次连接，形成未插值的速度曲线；
(5)对步骤(4)得到的未插值的速度曲线进行速度曲线插值获得最终的速度曲线。
2.根据权利要求1所述的地震速度谱自动拾取方法，其特征在于：所述步骤(1)是这样实现的：
标准地震数据格式存储的速度谱数据中，S(n)表示样点值，n表示数组序列，将标准地震数据格式存储的速度谱数据转换成网格数据后，网格数据中用S(n，k)表示样点值，n和k分别表示y轴方向与x轴方向的序列。
3.根据权利要求1所述的地震速度谱自动拾取方法，其特征在于：所述步骤(2)中的计算时窗的宽度选择范围为3～20行。
4.根据权利要求1所述的地震速度谱自动拾取方法，其特征在于：所述步骤(3)中阈值vh的取值为第一个计算时窗中的最大值Vmax的二分之一。
5.根据权利要求1所述的地震速度谱自动拾取方法，其特征在于：所述步骤(5)是采用线性插值的方式对未插值的速度曲线进行插值，即对每两个相邻的位置采用线性插值公式得到这两个位置之间的曲线，然后依次完成所有相邻位置的计算即得到最终的速度曲线。
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