CN106291703B - 一种地震速度数据的二进制处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种地震速度数据的二进制处理方法。所述方法包括：将表格或文本格式的速度控制点数据输入到软件中，每个速度控制点所对应的所有时间/深度‑速度数据对均构成一个数据集合；在一个数据集合内的时间/深度范围内以预定间隔进行插值处理，得数据部分，更新道头，得以软件内部格式表示的道头部分；对每个数据集合均进行插值和更新道头处理；从软件中输出由道头部分及与具有二进制格式的数据部分构成的最终数据。本发明能够采用表格格式或文本格式对速度控制点数据进行输入，灵活方便；具有完备的二进制格式化的速度数据输出，适应性强，应用广泛，能够为后续数据处理提供有利基础。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气地震勘探调查技术领域。具体来讲，涉及一种地震速度数据的二进制处理方法，主要应用于石油地震勘探的地震资料处理解释。
背景技术
在地震勘探过程中，野外数据一般采用SEG的标准写入存储介质，是一套对外公开的标准格式，便于后续不同处理软件系统对数据的读取和处理，而在不同的处理软件内部，为方便数据处理和内部传输，都定义了自己的数据格式，用户只需按照既定的规则使用数据和相关信息，不需要对数据的具体格式进行详细了解，所以这些数据格式都不对用户公开。用户必须使用标准的SEG-Y格式导出，再在其他系统导入成其内部格式，才能完成不同系统间的数据转换。
对于不同系统采用自定义的内部数据格式，虽然不方便跨系统数据直接读取，但由于是各个系统根据自身的处理特点和要求，确定的特殊数据格式，并且在道头部分写入了后期处理可能需要用到的全部信息，所以在数据的读写效率、处理信息的完备性方面有着不可比拟的优势。如美国西方地球物理公司的Omega地震资料处理系统采用的结构化文件格式(Structured File，即SF格式)，由单一的文件头和一个(或多个)表构成，参数个数可随意增减，灵活的不定长逻辑记录方式节省存储空间，数据块式记录存取速度快。并在后期出于技术壁垒的考虑，在文件头上采用率加密的措施，增加了系统外其他软件对其数据格式直接读取的难度。
地震速度数据作为地震处理的关键参数和核心内容，有着比地震数据更重要的意义。甚至于，采用的内部格式更是诸多经验丰富的软件操作者无法明晰的。所以常规的专业化程度较高的行业软件，必须对速度格式和速度的产生进行严格的定义，以达到为客户的重要成果进行保护的目的。
本发明的方法在转结构化速度数据设计思路的基础上，采用外部表格或者文本输入的策略，避免了单一方式对处理人员操作的限制，最终形成二进制速度数据计算方法，能为地震数据提供更精细和高效的成像处理。“转结构化”是指一般格式转换成结构化的速度数据格式。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。
例如，本发明的目的之一在于提供一种能够获得具有更广泛的适应性的地震数据的地震数据处理方法。本发明的另一目的在于提供一种具有更加灵活的数据输入方式的地震数据处理方法。
本发明的一方面提供了一种地震速度数据的二进制处理方法。所述方法包括步骤：A、将表格格式或文本格式的速度控制点数据输入到某一地震数据处理软件中，其中，所述速度控制点数据包括多个速度控制点，并且每个速度控制点对应有两个以上的时间-速度数据对，每个速度控制点所对应的所有时间-速度数据对均构成一个数据集合；B、在一个数据集合内的时间范围内以预定时间采样间隔进行插值处理，得到数据部分，更新该数据集合所对应的道头，得到以所述某一地震数据处理软件的内部格式表示的道头部分；C、对所述步骤A中的每个数据集合均进行步骤B，直至所有数据集合均经过插值处理，且每个道头均被更新；D、从所述某一地震数据处理软件中输出多组处理后数据，所述多组处理后数据中的每组均由具有所述某一地震数据处理软件内部格式的道头部分以及与该道头部分对应的具有二进制格式的数据部分构成。
在本发明的一个示例性实施例中，所述速度控制点可以以共中心点道集编号标识，或者可以以共深度点道集编号标识，或者可以以一组主测线号和联络测线号标识。
在本发明的一个示例性实施例中，所述道头可包括时间范围、时间采样间隔、以及速度控制点的信息。所述速度控制点的信息可以为共中心点道集编号、或共深度点道集编号，或者可以为一组主测线号和联络测线号。
在本发明的一个示例性实施例中，所述步骤B还可包括将所得到的数据部分转化为二进制格式的步骤。
本发明的另一方面提供了一种地震速度数据的二进制处理方法。所述方法包括步骤：A、将表格格式或文本格式的速度控制点数据输入到某一地震数据处理软件中，其中，所述速度控制点数据包括多个速度控制点，并且每个速度控制点对应有两个以上的深度-速度数据对，每个速度控制点所对应的所有深度-速度数据对均构成一个数据集合；B、在一个数据集合内的深度范围内以预定深度采样间隔进行插值处理，得到数据部分，更新该数据集合所对应的道头，得到以所述某一地震数据处理软件的内部格式表示的道头部分；C、对所述步骤A中的每个数据集合均进行步骤B，直至所有数据集合均经过插值处理，且每个道头均被更新；D、从所述某一地震数据处理软件中输出多组处理后数据，所述多组处理后数据中的每组均由具有所述某一地震数据处理软件内部格式的道头部分以及与该道头部分对应的具有二进制格式的数据部分构成。
在本发明的一个示例性实施例中，所述速度控制点可以以共中心点道集编号标识，或者可以以共深度点道集编号标识，或者可以以一组主测线号和联络测线号标识。
在本发明的一个示例性实施例中，所述道头可包括深度范围、深度采样间隔、以及速度控制点的信息。所述速度控制点的信息可以为共中心点道集编号、或共深度点道集编号，或者可以为一组主测线号和联络测线号。
在本发明的一个示例性实施例中，所述步骤B还可包括将所得到的数据部分转化为二进制格式的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：可采用表格格式或文本格式对速度控制点数据进行输入，灵活方便；具有完备的二进制格式化的速度数据输出，适应性强，应用广泛，能够为后续数据处理提供有利基础。
附图说明
图1示出了根据本发明示例性实施例的地震速度数据的二进制处理方法的示意流程图。
具体实施方式
在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的地震速度数据的二进制处理方法。
在本发明的一个示例性实施例中，地震速度数据的二进制处理方法可通过以下步骤实现：
(1)将表格格式或文本格式的速度控制点数据作为待处理的原始数据输入到某一地震数据处理软件中。
具体来讲，速度控制点数据可以包括多个速度控制点，并且每个速度控制点对应有两个以上的时间-速度数据对(例如，几百或数千个时间-速度数据对)。每个速度控制点所对应的所有时间-速度数据对均构成一个数据集合。也就是说，可以构成与速度控制点数量相等数量的数据集合。这里，速度控制点可以以共中心点道集(CMP道集)编号标识，或者可以以共深度点道集(CDP道集)编号标识，或者可以以一组主测线号(INLINE号)和联络测线号(XLINE号)标识。
(2)对于每一数据集合，在该数据集合内的时间范围内以预定时间采样间隔进行插值处理，得到数据部分；更新该数据集合所对应的道头，得到以前述地震数据处理软件的内部格式表示的道头部分。
对于确定的数据集合，其时间范围确定。时间采样间隔可人为设定是适当值。例如，时间范围是0～5000毫秒，时间采样间隔可设置为2毫秒、10毫秒、20毫秒等等。
这里，道头用于记录和定义诸如时间范围、时间采样间隔、速度控制点信息等数据属性。例如，道头可包括时间范围、时间采样间隔、以及速度控制点的信息。速度控制点的信息可以为共中心点道集编号、或共深度点道集编号，或者可以为一组主测线号和联络测线号。
对于确定的地震数据处理软件，其内部数据具有确定的内部格式。道头更新的内容可包括步骤(2)中该数据集合所对应的时间范围、预定时间采样间隔、速度控制点信息等。
(3)对步骤(1)中的每个数据集合均进行步骤(2)，直至所有数据集合均经过插值处理，且每个数据集合对应的道头均被更新。
(4)从前述地震数据处理软件中输出多组处理后数据。多组处理后数据中的每组均可由具有前述地震数据处理软件内部格式的道头部分以及与该道头部分对应的具有二进制格式的数据部分构成。
在本示例性实施例中，优选地，步骤(2)还可包括将所得到的数据部分转化为二进制格式的步骤。转化步骤可直接通过计算机或相关软件工具进行。然而，本发明不限于此，例如，也可通过步骤(4)在输出数据前或输出数据过程中，利用计算机或相关软件工具完成二进制格式的转化。
在本发明的另一个示例性实施例中，地震速度数据的二进制处理方法可通过以下步骤实现：
(1)将表格格式或文本格式的速度控制点数据作为待处理的原始数据输入到某一地震数据处理软件中。
具体来讲，速度控制点数据可以包括多个速度控制点，并且每个速度控制点对应有两个以上的深度-速度数据对(例如，几百或数千个深度-速度数据对)。每个速度控制点所对应的所有深度-速度数据对均构成一个数据集合。也就是说，可以构成与速度控制点数量相等数量的数据集合。这里，速度控制点可以以共中心点道集(CMP道集)编号标识，或者可以以共深度点道集(CDP道集)编号标识，或者可以以一组主测线号(INLINE号)和联络测线号(XLINE号)标识。
(2)对于每一数据集合，在该数据集合内的深度范围内以预定深度采样间隔进行插值处理，得到数据部分；更新该数据集合所对应的道头，得到以前述地震数据处理软件的内部格式表示的道头部分。
对于确定的数据集合，其深度范围确定。深度采样间隔可人为设定是适当值。例如，深度范围是0～5000米，深度采样间隔可设置为2米、10米、20米等等。
这里，道头用于记录和定义诸如深度范围、深度采样间隔、速度控制点信息等数据属性。例如，道头可包括深度范围、深度采样间隔、以及速度控制点的信息。速度控制点的信息可以为共中心点道集编号、或共深度点道集编号，或者可以为一组主测线号和联络测线号。
对于确定的地震数据处理软件，其内部数据具有确定的内部格式。道头更新的内容可包括步骤(2)中该数据集合所对应的深度范围、预定深度采样间隔、速度控制点信息等。
(3)对步骤(1)中的每个数据集合均进行步骤(2)，直至所有数据集合均经过插值处理，且每个数据集合对应的道头均被更新。
(4)从前述地震数据处理软件中输出多组处理后数据。多组处理后数据中的每组均可由具有前述地震数据处理软件内部格式的道头部分以及与该道头部分对应的具有二进制格式的数据部分构成。
在本示例性实施例中，优选地，步骤(2)还可包括将所得到的数据部分转化为二进制格式的步骤。转化步骤可直接通过计算机或相关软件工具进行。然而，本发明不限于此，例如，也可通过步骤(4)在输出数据前或输出数据过程中，利用计算机或相关软件工具完成二进制格式的转化。
图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的地震速度数据的二进制处理方法的示意流程图。
如图1所示，在本发明的一个示例性实施例中，地震速度数据的二进制处理方法采用以下方式来实现。
(1)以表格方式输入速度控制点(也可简称为控制点)数据。
表1 表格格式的速度控制点数据的简单示例
| 速度控制点 | 时间/深度 | 速度 |
| 1001 | 500 | 4300 |
| 1001 | 1000 | 5200 |
| 1001 | 3500 | 6100 |
| 2000 | 600 | 3000 |
| 2000 | 1200 | 4710 |
| 2000 | 4500 | 5109 |
| 5301 | 800 | 4201 |
| 5301 | 6120 | 6503 |
表1示例性地示出了表格格式的速度控制点数据的简单示例。下面将结合表1来说明速度控制点的表格方式数据的内容及其关系。通常，地震勘探是在地面布设网格的形式来实现的，比如一块勘探区域，通常可以用一系列相邻的小网格组成的一个大网格。例如，小网格规格可以为50m×50m，当然也可以是10m×20m，小网格的规格可以由勘探前人为给出。通常，将这些小网格称为“面元”，每个面元对应一个共深度点道集/共中心点道集编号(即，CDP/CMP编号(按顺序的编号))。可以用面元的中心位置坐标等效这个面元内的勘探信息，在每一个面元内，用CDP/CMP编号对应深度方向的随深度或时间记录变化的一系列速度值。
速度控制点指某一具有空间位置(对应CDP/CMP编号)，也有一系列记录时间或记录深度的速度点。例如，表1中的1001、2000、5301均为速度控制点。速度控制点可以人为给定。例如，根据实际情况，若粗略处理，可以在需要1000个控制点的数据上只使用一个控制点，一般情况下，也可以在处理数据中按照每隔数个(例如，30个、50个、100个等)面元确定一个速度控制点。
在地震速度数据中，每一个面元都可对应一个速度点，但也可在处理数据中按照每隔预定距离数个(例如，30个、50个、100个等)面元确定一个速度控制点，在使用速度处理地震数据时通过空间插值来获得速度控制点之间的速度值。因为速度使用时通常需要大尺度平滑，较稀疏的控制点有利于获得更好的平滑效果。也就是说，速度控制点就是带地理坐标的，对应深度方向的随深度或时间记录变化的一系列速度值。
表1在列方向分为3列。其中，左边第一列为控制点定义，即面元对应的CDP编号，对应速度的空间位置，方便与地震数据一一匹配，表1中仅仅是示例性地简单定义了3个控制点，在实际处理时，依据具体情况可以自行添加或删减，其中，在控制点1001，对应3行数据。第二列的时间/深度和第三列的速度，第二列和第三列是横向一一对应的。如500毫秒(时间)(时间可对应相应深度/米)对应的速度值是4300米/秒；同理，1000毫秒(时间)(时间可对应相应深度/米)对应的速度值是5200米/秒；3500毫秒(时间)(时间可对应相应深度/米)对应的速度值是6100米/秒，这3行都只是描述控制点1001位置的速度情况。
同理，控制点2000和控制点5301定义也一样，这样就定义横向空间变换和时间/深度变化的速度数据了。
然而，实际操作中，有时会将每组相同的控制点只定义起始的第一行控制点值，其他空缺，形成空表格，如表2所示。关于空格的识别，是根据新表格生成时，空白位置都定义了第一个相同的大数来识别。
表2 空表格的速度控制点数据的简单示例
| 速度控制点 | 时间/深度 | 速度 |
| 1001 | 500 | 4300 |
| 1000 | 5200 | |
| 3500 | 6100 | |
| 2000 | 600 | 3000 |
| 1200 | 4710 | |
| 4500 | 5109 | |
| 5301 | 800 | 4201 |
| 6120 | 6503 |
在表格输入模式下，若输入的为空表格，可以自动判断空表格的合法性，对不合法的输入进行警告，并退出本发明的方法；对合法的空格，可以自行判断其逻辑关系。逻辑关系是指空表格中的空格以及该空格所对应的时间-速度数据对或深度-速度数据对与速度控制点的隶属关系。也就是说，逻辑关系可以指空表格中的空格以及该空格所在的行中的时间/深度、和速度属于哪一个控制点。通常，对于合法的空格，其属于其前面紧邻的速度控制点，同时，该合法的空格所在行的时间/深度、和速度也属于该空格前面紧邻的速度控制点。例如，表2中，第三行中的空格及其时间-速度对(1000-5200)属于速度控制点1001；第四行中的空格及其时间-速度对(3500-6100)也属于速度控制点1001。同样地，第六行中的空格及其时间-速度对(1200-4710)属于速度控制点2000。
也就是说，对于表格格式的数据输入方式，一个控制点可以对应多行时间-速度对，在该控制点的数据集合内，可以只定义第一行的控制点，后面的控制点为空也会被允许(例如，空表格的情况)，但时间-速度对应完整定义，否则会被判断输入非法而终止本发明的方法。
(2)根据定义的CDP进行依次处理整个表格数据或文本数据。
完成速度控制点输入后，按照速度控制点(例如，INLINE和XLINE的编号，或者CDP号)的顺序来处理整个表格数据或文本数据。处理内容可以包括将表格数据转换成二进制内部格式的速度数据输出，重新产生道头文件。
网格的面元在地面水平面方向按照一定规则(测线定义规则)，可以看作过面元中心的一系列平行的横线，称之为主测线，面元看作这些测线上的点，每条主测线按照顺序进行编号，对应就是INLINE号。同理，另一个方向也可以看作过面元中心的一系列平行的纵线，称之为联络测线，每条联络测线按照顺序进行编号，对应就是XLINE号，所以在同一网格中的任一面元可以用INLINE号和XLINE号唯一描述。而CDP号也是描述面元的，只是按照从最小INLINE号和最小XLINE号开始，在同一INLINE号内，按照XLINE号依次顺序编号，并连续编号到下一条INLINE号的最小XLINE号继续，直到最大INLINE号的最大XLINE号结束。如INLINE号可以从100编号到2000，间隔为1，每一条INLINE号内的XLINE号都是1001到5030，间隔可以是1，也就是说在不同的INLINE号内重复；而CDP号是连续编号，不重复。
(3)在同一CDP内，根据定义的采样间隔依次处理。
采样间隔是指时间/深度采样间隔，依次处理是定义的表格中，如上图CDP为1001只有3个控制点，可以根据处理要求插值生成时间/深度范围是0～5000毫秒/米，采样间隔是2毫秒/米的一系列速度值存入数据，并新产生速度数据道头记录这些数据属性。
(4)判断当前CDP内的采样是否处理完毕，若“否”，则返回步骤(3)继续，若“是”，进入下一步。
按照时间/深度从0开始处理，若处理到最大时间/深度5000后，就认为处理完毕，否则，就认为没有处理完。
(5)判断所有CDP是否处理完毕，若“否”，则返回步骤(2)继续，若“是”，进入下一步；
按照表格定义的速度控制点，从最前面的第一个控制点开始处理，若处理到最后一个控制点后，就认为处理完毕，否则，就认为没有处理完。
(6)更新速度数据道头；
新产生速度数据道头记录相关数据属性。道头只记录属性，道头所对应的数据单独记录。
(7)输出二进制速度数据，计算结束。
插值完后，计算机程序语言可以直接按照二进制格式进行输出和存储。
在本发明的另一个示例性实施例中，地震速度数据的二进制处理方法也可输入文本格式的速度控制点数据。
如下面的文本1至文本3所示，文本格式的速度控制点数据按照下面控制点的方式定义(示例是经过软件规则插值后的固定步长数据，当然，也可不是这样)，由VEL定义识别符，每一个VEL是一个速度控制点，VEL后面的三个数依次是该控制点的CDP号，INLINE号，XLINE号，分为CDP号和INLINE-XLINE号两组，这两组值之间可以通过公式换算，后面定义就是时间/深度-速度对，如40毫秒，以及对应的速度4003米/秒，80毫秒，以及对应的速度4008米/秒，依次同理。按照文本格式输入速度控制点数据的处理方式可与上述输入表格方式的速度控制点数据采用基本相同的操作。
文本1
文本2
文本3
综上所述，本发明的方法通过外部表格或文本方式输入速度控制点，其具有以下优点：
1)灵活方便的表格速度控制点输入：通过表格的定义，可以直接按照CDP号定义，也可以按照INLINE和XLINE两个联合定义的方式，称之为控制点，一个控制点可以对应多行时间-速度对，在一组控制点内，可以只定义第一行的控制点，后面为空也会被允许，但时间-速度对必须完整定义，否则会被算法判断输入非法而终止。
2)完备的二进制格式化的速度数据输出：在二进制的格式化存储速度数据输出时，除了输出二进制的速度数据，在道头部分存储定义自身属性和数据属性的信息，除了通常用到的CDP号、INLINE和XLINE号、采样间隔信息，还存储了该数据的网格信息、CDP位置的X和Y坐标。为后续的处理提供完备的信息。
3)本发明的方法特别适用于地表和地下情况复杂的地震数据处理，具有计算步骤简便和处理效果好等特点，在目前地震资料高精度处理中具有广阔的应用前景。
尽管上面已经结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。
Claims (10)
1.一种地震速度数据的二进制处理方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
A、将表格格式或文本格式的速度控制点数据输入到某一地震数据处理软件中，其中，所述速度控制点数据包括多个速度控制点，并且每个速度控制点对应有两个以上的时间-速度数据对，每个速度控制点所对应的所有时间-速度数据对均构成一个数据集合；
B、在一个数据集合内的时间范围内以预定时间采样间隔进行插值处理，得到数据部分，更新该数据集合所对应的道头，得到以所述某一地震数据处理软件的内部格式表示的道头部分；
C、对所述步骤A中的每个数据集合均进行步骤B，直至所有数据集合均经过插值处理，且每个道头均被更新；
D、从所述某一地震数据处理软件中输出多组处理后数据，所述多组处理后数据中的每组均由具有所述某一地震数据处理软件内部格式的道头部分以及与该道头部分对应的具有二进制格式的数据部分构成。
2.根据权利要求1所述的地震速度数据的二进制处理方法，其特征在于，所述速度控制点以共中心点道集编号标识，或者以共深度点道集编号标识，或者以一组主测线号和联络测线号标识。
3.根据权利要求1所述的地震速度数据的二进制处理方法，其特征在于，所述道头包括时间范围、所述预定时间采样间隔、以及速度控制点的信息。
4.根据权利要求3所述的地震速度数据的二进制处理方法，其特征在于，所述速度控制点的信息为共中心点道集编号、或共深度点道集编号，或者为一组主测线号和联络测线号。
5.根据权利要求1所述的地震速度数据的二进制处理方法，其特征在于，所述步骤B还包括将所得到的数据部分转化为二进制格式的步骤。
6.一种地震速度数据的二进制处理方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
A、将表格格式或文本格式的速度控制点数据输入到某一地震数据处理软件中，其中，所述速度控制点数据包括多个速度控制点，并且每个速度控制点对应有两个以上的深度-速度数据对，每个速度控制点所对应的所有深度-速度数据对均构成一个数据集合；
B、在一个数据集合内的深度范围内以预定深度采样间隔进行插值处理，得到数据部分，更新该数据集合所对应的道头，得到以所述某一地震数据处理软件的内部格式表示的道头部分；
C、对所述步骤A中的每个数据集合均进行步骤B，直至所有数据集合均经过插值处理，且每个道头均被更新；
D、从所述某一地震数据处理软件中输出多组处理后数据，所述多组处理后数据中的每组均由具有所述某一地震数据处理软件内部格式的道头部分以及与该道头部分对应的具有二进制格式的数据部分构成。
7.根据权利要求6所述的地震速度数据的二进制处理方法，其特征在于，所述速度控制点以共中心点道集编号标识，或者以共深度点道集编号标识，或者以一组主测线号和联络测线号标识。
8.根据权利要求6所述的地震速度数据的二进制处理方法，其特征在于，所述道头包括深度范围、所述预定深度采样间隔、以及速度控制点的信息。
9.根据权利要求8所述的地震速度数据的二进制处理方法，其特征在于，所述速度控制点的信息为共中心点道集编号、或共深度点道集编号，或者为一组主测线号和联络测线号。
10.根据权利要求6所述的地震速度数据的二进制处理方法，其特征在于，所述步骤B还包括将所得到的数据部分转化为二进制格式的步骤。
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| 三维地震数据的一种转换与存储技术;康鲲鹏;《石家庄铁道学院学报（自然科学版 )》;20091231;第22卷(第4期);第32-35页 * |
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