CN106291707A - 三维地震资料多块拼接处理时差校正方法和装置 - Google Patents

Abstract

提出了一种三维地震资料多块拼接处理时差校正方法和装置，该方法包括以下步骤：从待拼接资料区块中确定主区块作为起始区块，并确定主区块为零时差；确定拼接的方向及路线；根据拼接的方向及路线确定待校正区块；获得使得起始区块及待校正区块的地震信号的互相关最大的时差，作为起始区块与待校正区块之间的时差；根据所获得的时差，对待校正区块的地震信号进行时移，以实现该待校正区块与起始区块之间的时差校正；以及在所述待校正区块不是最后一个待拼接资料区块的情况下，根据所确定的拼接方向和路线确定新的起始区块和新的待校正区块，重新执行上述获得时差的步骤和时差校正的步骤。

Description

三维地震资料多块拼接处理时差校正方法和装置

技术领域

本公开属于地震勘探领域，具体涉及三维地震资料多块拼接处理时差校正方法和装置。

背景技术

在地震勘探中，地震资料的拼接处理进入广泛应用阶段。地震勘探(特别是油气地震勘探)时单一区块的面积多数比较小，从一百到数百平方千米不等。随着地震勘探的不断深入，这种“邮票式”的资料影响了对地下地质构造的整体宏观认识与整体构造解释。目前多数油田将小勘探区块资料进行拼接，以便进行大区块的地质研究。由于区块资料间存在同一地层波组的地震时差，大面积拼接在一起时产生相位错动，影响了资料的成像效果，尤其是需要多块资料拼接时，这一现象更为严重。

对于地震时差的分析问题，许多学者从不同的角度利用不同的方法作了大量的研究。但从地震资料多区块拼接而言，目前采用的方法很多，方法不同其效果存在差异，总结起来主要有如下几种方法：

(1)时移分析法：该方法通过区块间的同一地层进行对比，分析两个地层在剖面上的时差。这种方法在选取地质层时存在人为因素，虽然能够解决时差问题，但存在较大的误差。

(2)互均衡一致性处理法：该方法通过资料间的地震波组振幅、频率以及相位等属性，进行互均衡一致性处理，当波组属性达到基本一致时分析出资料间的时差，校正后消除时差的影响。

(3)匹配滤波分析法：该方法根据待校正资料的子波特性，分别进行子波分析与提取，将不同的子波进行匹配滤波处理，使得子波特性趋于一致，然后对资料进行子波褶积处理，得到拼接区块的新数据体，从而实现区块间的时差校正。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的三维地震资料多块拼接处理时差校正的方法和装置，有效地进行资料拼接时差计算与校正，从而提高地震资料拼接效果。

根据一方面，提出了一种三维地震资料多块拼接处理时差校正方法，该方法包括以下步骤：从待拼接资料区块中确定主区块作为起始区块，并确定主区块为零时差；确定拼接的方向及路线；根据拼接的方向及路线确定待校正区块；获得使得起始区块及待校正区块的地震信号的互相关最大的时差，作为起始区块与待校正区块之间的时差；根据所获得的时差，对待校正区块的地震信号进行时移，以实现该待校正区块与起始区块之间的时差校正；以及在所述待校正区块不是最后一个待拼接资料区块的情况下，根据所确定的拼接方向和路线确定新的起始区块和新的待校正区块，重新执行上述获得时差的步骤和时差校正的步骤。

另一方面，提出了一种三维地震资料多块拼接处理时差校正装置，该装置包括：用于从待拼接资料区块中确定主区块作为起始区块，并确定主区块为零时差的部件；用于确定拼接的方向及路线的部件；用于根据拼接的方向及路线确定待校正区块的部件；用于获得使得起始区块及待校正区块的地震信号的互相关最大的时差，作为起始区块与待校正区块之间的时差的部件；用于根据所获得的时差，对待校正区块的地震信号进行时移，以实现该待校正区块与起始区块之间的时差校正的部件；以及用于在所述待校正区块不是最后一个待拼接资料区块的情况下，根据所确定的拼接方向和路线确定新的起始区块和新的待校正区块，重新执行上述获得时差和时差校正的部件。

与现有技术相比，本发明各方面将多块三维小资料进行拼接处理，区块边界无波组相位错动痕迹，边界处同相地质波组达到连续一致性，地质构造合理，地层反射强弱关系分明，波组特征明显，资料信噪比较高，构造成像清楚，断层断点清晰，潜山构造完整，不整合强弱及接触明确，易于后期的整体地质构造研究。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一个实施例的三维地震资料多块拼接处理时差校正方法的流程图。

图2示出了根据一个应用示例的拼接示意图。

图3示出了根据一个应用示例的拼接示意图。

图4示出了根据一个应用示例的拼接示意图。

图5示出了根据一个应用示例的拼接示意图。

图6示出了未进行时差校正处理的剖面示意图。

图7示出了针对于图6相同的待拼接资料区块，采用本发明实施例方法进行时差校正处理后的剖面示意图。

图8是采用其它方法校正处理后的剖面示意图

图9示出了针对于图8相同的待拼接资料区块，采用本发明实施例方法进行时差校正处理后的剖面示意图。

图10是采用其它方法校正处理后的剖面示意图

图11示出了针对于图10相同的待拼接资料区块，采用本发明实施例方法进行时差校正处理后的剖面示意图。

图12是利用本发明实施例的方法在某油区采用21块地震资料进行拼接处理的拼接方向与路线意图。

图13是按照图12所确定的拼接方向与路线的6块资料拼接线(箭头为拼接处)效果示意图。

图14是按照图12所确定的拼接方向与路线的4块资料拼接线(箭头为拼接处)效果示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明的一个实施例的三维地震资料多块拼接处理时差校正方法的流程图，该方法包括以下步骤：

步骤101，从待拼接资料区块中确定主区块作为起始区块，并确定主区块为零时差；

步骤102，确定拼接的方向及路线；

步骤103，根据拼接的方向及路线确定待校正区块；

步骤104，获得使得起始区块及待校正区块的地震信号的互相关最大的时差，作为起始区块与待校正区块之间的时差；

步骤105根据所获得的时差，对待校正区块的地震信号进行时移，以实现该待校正区块与起始区块之间的时差校正；以及

步骤106，在所述待校正区块不是最后一个待拼接资料区块的情况下，根据所确定的拼接方向和路线确定新的起始区块和新的待校正区,重新执行上述步骤104和105，即返回步骤104重新执行。

该实施例利用了最大互相关能量法来进行资料区块拼接，使得拼接质量得到了提高。

在一个示例中，本领域技术人员可以根据处理项目要求，来确定所需要拼接的资料区块的块数，以便满足地质成像的需求。例如可以是处理区域所包含的所有资料区块的数目。

确定主区块作为起始区块

在一个示例中，可以在所有拼接的资料内，分析选取地质成像处理效果较好、地质层位明确的区块作为主区块，同时确定此主区块为零时差，其它区块以此为参考计算时差。在确定主区块时可以主要参考地质解释人员对资料的客观评价，尽量选取在这些资料区块内相对处理效果较好的作为主区块。

确定拼接的方向及路线

在一个示例中，本领域技术人员可以根据需要任意制定确定拼接方向及路线的原则。在一个示例中，可以以主区块为起始，向四周设计拼接的方向，方向次序可以是相对于主区块由近及远。区块较多时可以设计出拼接路线,例如尽可能满足由近及远、不跳越区块、使路线能够形成回路，以满足合理有效拼接的要求。待校正的区块以及迭代过程中新的主区块和新的待校正的区块均可以根据拼接的方向和路线来确定。

获得时差。

发明人认识到，通常相邻区块的三维地震资料有一部分是重叠的，重叠部分对应的是地下同一区域的地层，地震反射波的性质基本相同，具有良好的相关性。互相关函数是对两个地震信号相似程度的比较，因此，可以利用互相关函数对同一位置的两个地震道进行互相关分析，定量描述两个信号的时间延迟。互相关时差定量识别技术的方法原理如下：

设x₁(t)和x₂(t)分别为两个资料区块的地震信号(例如本实施例中的起始区块及待校正区块的地震信号)，期望地震信号为s(t)，n₁(t)和n₂(t)分别为相互独立的均值为0、方差为1的高斯白噪声，t_d为延迟时间(即时差)，α为衰减系数，则地震信号x₁(t)和x₂(t)可表示为：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_1\left(t\right)=s\left(t\right)+n_1\left(t\right)\\ x_2\left(t\right)=\mathrm{\αs}(t-t_d)+n_2\left(t\right)\end{array}\right.$

x₁(t)和x₂(t)的互相关函数为：

$R_{x_1{x}_2}\left(\mathrm{\τ}\right)=E\left[x_1\left(t\right)x_2(t+\mathrm{\τ})\right]={\mathrm{\αR}}_{\mathrm{ss}}(\mathrm{\τ}-t_d)$

由于|R_ss(τ)|≤R_ss(0)，因此R_ss(τ)在τ-t_d＝0时为极大值，以此关系可以求得使得最大的t_d，此时的t_d就是地震信号x₂(t)的校正时移量，也就是地震信号x₂(t)相对于地震信号x₁(t)的时差。将地震信号x₂(t)时移t_d就实现了时差校正。

本实施例中，还可以通过以下示例中的一致性判断或闭合点分析中的一者或两者，来进一步提高拼接精度。

在一个示例中，在步骤105中进行时差校正之后，还可进一步分析时差校正后的起始资料区块及待校正资料区块之间的同相波组的频率、相位与波形的一致性(例如，可以通过专业分析软件来分析同一波组的波形对应有无错位、频率有无缺失、相位是否一致)。如果一致性高(即波形对应错位少、频率缺失少、相位一致性高)，说明时差计算准确合理，可以继续执行步骤106。反之，如果一致性不高，则可以分析原因，并根据原因从步骤102-105中的一个开始重复执行(或者重复执行步骤102-105中的一个或多个)，直至一致性达到要求为止。

在一个示例中，如果待拼接的资料区块中存在闭合点(就是两块资料区块位置完全一样的完全重叠情况)时(如图5所示)，可以在拼接前确定闭合点，并在步骤105中进行时差校正后判断所确定的闭合点的闭合程度(即判断原本完全重叠的资料区块在时差校正后的重叠程度)。如闭合程度(即重叠程度)达不到要求(例如不能完全重叠，或重叠程度低于要求)，就需要返回分析前面的拼接点，找出原因，并根据原因从步骤102-105中的一个开始重复执行(或者重复执行步骤102-105中的一个或多个)，直至达到闭合(即完全重叠)为止。

在一个示例中，可在所有待拼接的资料区块拼接完成后，作为一个整体数据输出所有拼接后的资料区块，以便进行后期的处理。

本发明实施例的方法时差计算精度高拼接效果好，实现了利用矢量法进行拼接区块间的时差校正，有效的消除了区块间的时差，使得资料连片拼接同相叠加，克服了小区块间的边界不一致性问题，提高了拼接资料的地质成像质量。

具体应用示例

为便于理解，以下给出一些具体应用示例。本领域技术人员应理解，这些应用示例仅为示例性的，其中的任何细节都非意在限制本发明。

图2～5是4个不同数量区块拼接方式示意图，图2、图3是3块拼接示意图，它们的主区块位置不同，拼接方向不同；图4是5块资料拼接示意图，图中标注了拼接的方向和路线；图5是6块资料拼接示意图，图中标注了拼接的方向和路线，该拼接方式出现了2个拼接闭合点，此种方式拼接时要考虑闭合点的闭合问题。图6、图7是同一块拼接资料的对比图。图6是3块资料拼接(白色箭头处为拼接处)，可以看到没有进行时差校正处理时，区块边界由于时差的存在，使得在边界处波组杂乱，地层消失，无法进行地层连续解释；图7是采用本发明实施例方法进行时差处理后，可以看出，边界处的波组连续完整，地层连续，可进行有效解释。图8、图9是一个使用本方法与其它方法的效果对比，是2块资料拼接(白色箭头处为拼接处)，图8是其它时差校正方法处理的剖面，可以看出在拼接处存在误差，尤其是深部的波组不连续；地层变得模糊，进行地层连续解释存在难度；图9是采用本发明实施例的方法进行时差处理后的剖面，可以看出，边界处的波组连续完整，地层连续，可进行追踪与有效解释。图10、图11是一个使用本发明实施例的与其它方法的效果对比，是2块资料拼接(白色矩形框内为拼接处)，图10是其它方法处理结果，可以看到区块拼接处由于时差的存在，使得在边界处波组不能连续，地层变得模糊，进行地层连续解释存在难度；图11是采用本发明实施例的方法进行时差处理后，可以看出，边界处的波组连续完整，地层连续，可进行追踪与有效解释。

图12-14是利用本发明实施例的方法在某油区采用21块地震资料进行拼接处理的示意图。21块小三维资料拼接的较大资料，拼接区块多、难度大，采用本发明实施例的方法取得了很好的效果。图12是拼接方向与路线图，图13是6块拼接的一条剖面(白色箭头为拼接处)，图14是4块拼接的一条剖面(白色箭头为拼接处)。采用本发明实施例方法进行时差处理后，可以看出：边界处的波组连续，地质构造完整，不存在拼接边界效应，能够进行地层连续追踪与有效解释。

本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。

这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种三维地震资料多块拼接处理时差校正方法，该方法包括以下步骤：

从待拼接资料区块中确定主区块作为起始区块，并确定主区块为零时差；

确定拼接的方向及路线；

根据拼接的方向及路线确定待校正区块；

获得使得起始区块及待校正区块的地震信号的互相关最大的时差，作为起始区块与待校正区块之间的时差；

根据所获得的时差，对待校正区块的地震信号进行时移，以实现该待校正区块与起始区块之间的时差校正；以及

在所述待校正区块不是最后一个待拼接资料区块的情况下，根据所确定的拼接方向和路线确定新的起始区块和新的待校正区块，重新执行上述获得时差的步骤和时差校正的步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，获得使得起始区块及待校正区块的地震信号的互相关最大的时差，作为起始区块与待校正区块之间的时差包括：

获得使以下互相关函数的值最大的t_d作为起始区块与其待校正区块之间的时差：

$R_{x_1{x}_2}\left(\mathrm{\τ}\right)=E\left[x_1\left(t\right)x_2(t+\mathrm{\τ})\right]=\mathrm{\α}{R}_{\mathrm{ss}}(\mathrm{\τ}-t_d)$

其中，x₁(t)为起始区块的地震信号，x₂(t)为待校正区块的地震信号，t_d为时差，α为衰减系数，地震信号x₁(t)和x₂(t)可表示为：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_1\left(t\right)=s\left(t\right)+n_1\left(t\right)\\ x_2\left(t\right)=\mathrm{\αs}(t-t_d)+n_2\left(t\right)\end{array}\right.$

其中，s(t)为期望地震信号，n₁(t)和n₂(t)分别为相互独立的均值为0、方差为1的高斯白噪声。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，通过将地震信号x₂(t)时移t_d来实现时差校正。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在进行时差校正之后，进一步分析时差校正后的起始区块及待校正区块之间的同相波组的频率、相位与波形的一致性，如果一致性不高，则重复执行确定拼接方向和路线的步骤、获得时差的步骤和时差校正的步骤中的一个或多个，直至一致性达到要求为止。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，在进行时差校正后，判断待拼接的资料区块中预先确定的完全重叠区块在时差校正后的重叠程度，如重叠程度达不到要求，则重复执行确定拼接方向和路线的步骤、获得时差的步骤和时差校正的步骤中的一个或多个，直至重叠程度达到要求为止。

6.一种三维地震资料多块拼接处理时差校正装置，该装置包括：

用于从待拼接资料区块中确定主区块作为起始区块，并确定主区块为零时差的部件；

用于确定拼接的方向及路线的部件；

用于根据拼接的方向及路线确定待校正区块的部件；

用于获得使得起始区块及待校正区块的地震信号的互相关最大的时差，作为起始区块与待校正区块之间的时差的部件；

用于根据所获得的时差，对待校正区块的地震信号进行时移，以实现该待校正区块与起始区块之间的时差校正的部件；以及

用于在所述待校正区块不是最后一个待拼接资料区块的情况下，根据所确定的拼接方向和路线确定新的起始区块和新的待校正区块，重新执行上述获得时差和时差校正的部件。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，获得使得起始区块及待校正区块的地震信号的互相关最大的时差，作为起始区块与待校正区块之间的时差包括：

获得使以下互相关函数的值最大的t_d作为起始区块与其待校正区块之间的时差：

$R_{x_1{x}_2}\left(\mathrm{\τ}\right)=E\left[x_1\left(t\right)x_2(t+\mathrm{\τ})\right]=\mathrm{\α}{R}_{\mathrm{ss}}(\mathrm{\τ}-t_d)$

其中，x₁(t)为起始区块的地震信号，x₂(t)为待校正区块的地震信号，t_d为时差，α为衰减系数，地震信号x₁(t)和x₂(t)可表示为：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_1\left(t\right)=s\left(t\right)+n_1\left(t\right)\\ x_2\left(t\right)=\mathrm{\αs}(t-t_d)+n_2\left(t\right)\end{array}\right.$

其中，s(t)为期望地震信号，n₁(t)和n₂(t)分别为相互独立的均值为0、方差为1的高斯白噪声。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，通过将地震信号x₂(t)时移t_d来实现时差校正。

9.根据权利要求6所述的装置，其中，在进行时差校正之后，进一步分析时差校正后的起始区块及待校正区块之间的同相波组的频率、相位与波形的一致性，如果一致性不高，则重复执行确定拼接方向和路线、获得时差和时差校正中的一个或多个，直至一致性达到要求为止。

10.根据权利要求6所述的装置，其中，在进行时差校正后，判断待拼接的资料区块中预先确定的完全重叠区块在时差校正后的重叠程度，如重叠程度达不到要求，则重复执行确定拼接方向和路线、获得时差和时差校正中的一个或多个，直至重叠程度达到要求为止。