CN107102358A - 基于地震数据的压制气泡干扰的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于地震数据的压制气泡干扰的方法和装置，属于地震数据处理技术领域。方法包括：获取地震道集合中每个地震道的原始地震数据；从每个地震道的原始地震数据中选择炮检距在预设范围内的地震道的第一地震数据；从选择的第一地震数据中确定下行初至波对应的第二地震数据；校正第二地震数据，对校正后的第二地震数据进行时差微调，得到第三地震数据；根据预设切除函数和第三地震数据，确定第四地震数据；根据第三地震数据和第四地震数据，确定气泡压制因子；根据气泡压制因子，对每个地震道的原始地震数据进行滤波，使得每个地震道的原始地震数据中气泡干扰被压制。从而提高了对原始地震数据进行压制气泡干扰的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及地震数据处理技术领域，特别涉及一种基于地震数据的压制气泡干扰的方法和装置。
背景技术
气枪阵列因其性能稳定、自动化程度高、成本低等诸多优点已被广泛用作海水等水域地震勘探震源。在使用气枪阵列勘探海水等水域震源时，通过激发置于水下一定深度的气枪阵列，使其释放高压气体，高压气体迅速进入周围水中，形成气泡，经过气泡的首次膨胀产生可在水中传播的子波脉冲，子波脉冲到达海底时，经海水等水域的各地质分界面透射、折射等过程产生一系列的地震子波，然后，工作人员使用检波器等设备采集一系列地震子波的振幅等地震数据，从而对海水等水域进行勘探。然而，气泡迅速膨胀到最大限度后便会缩减，当缩减到内部压力高于周围水的压力时，气泡会再次经历膨胀、缩减的过程，如此反复，从而在子波脉冲后形成多个气泡脉冲，产生次生波，由于弹性衰减作用，子波脉冲后面的气泡脉冲能量逐渐衰减，形成的次生波不具备参考价值，而且会严重影响初至波的成像质量，是一种干扰波。因此，工作人员往往需要对该干扰波进行压制处理。
现有技术中，终端获取原始地震数据，从原始地震数据中提取多个地震子波的地震数据，计算该多个地震子波的平均子波的地震数据，根据该平均子波的地震数据，确定出反子波的地震数据；根据该反子波的地震数据，对原始地震数据进行滤波，从而对气泡干扰进行压制。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
在实际生产中,由于水的浓度、温度、流速等因素的变化，不同地震子波都会有一定程度的改变，从而根据多个地震子波的地震数据确定平均子波的地震数据，确定出反子波的地震数据时，忽略了不同地震子波之间的差异，压制气泡干扰时仍有噪声残余，导致压制气泡干扰的准确率较低。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种基于地震数据的压制气泡干扰的方法和装置。技术方案如下：
第一方面，提供一种基于地震数据的压制气泡干扰的方法，所述方法包括：
获取地震道集合中每个地震道的原始地震数据；
从所述每个地震道的原始地震数据中选择炮检距在预设范围内的地震道的第一地震数据；
从选择的第一地震数据中确定下行初至波对应的第二地震数据；
校正所述第二地震数据，对校正后的第二地震数据进行时差微调，得到第三地震数据；
根据预设切除函数和所述第三地震数据，确定第四地震数据；
根据所述第三地震数据和所述第四地震数据，确定气泡压制因子；
根据所述气泡压制因子，对所述每个地震道的原始地震数据进行滤波，使得所述每个地震道的原始地震数据中气泡干扰被压制。
在一种可能的设计中，所述校正所述第二地震数据，对校正后的第二地震数据进行时差微调，得到第三地震数据，包括：
确定所述每个地震道的下行初至波的旅行时间，通过以下公式一，对所述第二地震数据进行校正，
公式一：x″i,j(t)＝x'i,j(t-FTj)，
其中，FTj为第j个地震道的下行初至波的旅行时间，x'i,j(t)为所述第二地震数据，x″i,j(t)为校正后的第二地震数据，t为采集时间，j为地震道的道号，i为炮号；
通过以下公式二，对所述校正后的第二地震数据进行叠加，得到模型道数据，
公式二：
其中，X'i(t)为所述模型道数据，x″i,j(t)为所述校正后的第二地震数据，t为采集时间，j为地震道的道号，i为炮号，p为炮检距在预设范围内的地震道的最小道号，q为所述炮检距在所述预设范围内的地震道的最大道号；
根据所述模型道数据与所述校正后的第二地震数据，通过以下公式三，确定所述时差微调对应的互相关时差，
公式三：
其中，Aj(τ)为所述模型道数据与所述校正后的第二地震数据之间的互相关函数，aj为所述互相关函数的最大值，Dtj为所述时差微调对应的互相关时差，即所述互相关函数的最大值aj对应的时差τ1，X'i(t)为所述模型道数据，x″i,j(t)为所述校正后的第二地震数据，j为地震道的道号，i为炮号，t为采集时间，m为所述互相关函数的半支长度；
根据所述互相关时差，对所述校正后的第二地震数据进行时差微调；
通过以下公式四，对所述时差微调后的第二地震数据进行叠加，得到所述第三地震数据，
公式四：
其中，X″i(t)为所述第三地震数据，Dtj为所述时差微调对应的互相关时差，p为所述炮检距在预设范围内的地震道的最小道号，q为所述炮检距在预设范围内的地震道的最大道号，x”'i,j(t-Dtj)所述时差微调后的第二地震数据，j为地震道的道号，i为炮号，t为采集时间。
在一种可能的设计中，所述根据预设切除函数和所述第三地震数据，确定第四地震数据，包括：
确定所述预设切除函数；
根据所述预设切除函数和所述第三地震数据，通过以下公式六，确定所述第四地震数据，
公式六：Y″i(t)＝X″i(t)·wi(t)，
其中，X″i(t)为所述第三地震数据，wi(t)为所述预设切除函数，Y″i(t)为所述第四地震数据，i为炮号，t为采集时间。
在一种可能的设计中，所述根据所述第三地震数据和所述第四地震数据，确定气泡压制因子，包括：
将所述第三地震数据作为输入数据，将所述第四地震数据作为期望的输出数据，通过以下公式十，确定滤波结果表达式，以及所述期望的输出数据和所述滤波结果之间的误差表达式，计算满足预设条件的气泡压制因子，所述预设条件为所述误差表达式的值最小，
公式十：
其中，Y″i(t)为所述第四地震数据，即所述期望的输出数据，y(t)为所述滤波结果，E为所述期望的输出数据和所述滤波结果之间的误差表达式；X″i(t)为所述第三地震数据，即所述输入数据，d(t)为所述气泡压制因子，i为炮号，t为采集时间。
在一种可能的设计中，所述根据所述气泡压制因子，对所述每个地震道的原始地震数据进行滤波，包括：
根据所述气泡压制因子，通过以下公式七，对所述每个地震道的原始地震数据进行滤波，得到压制气泡干扰后的每个地震道的地震数据，
公式七：yi,j(t)＝xi,j(t)*d(t)，
其中，xi,j(t)为所述地震道集合中第j个地震道第i个炮号的原始地震数据，d(t)为所述气泡压制因子，yi,j(t)为所述压制气泡干扰后的每个地震道的地震数据，t为采集时间。
第二方面，提供一种基于地震数据的压制气泡干扰的装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取地震道集合中每个地震道的原始地震数据；
选择模块，用于从所述每个地震道的原始地震数据中选择炮检距在预设范围内的地震道的第一地震数据；
第一确定模块，用于从选择的第一地震数据中确定下行初至波对应的第二地震数据；
校正模块，用于校正所述第二地震数据，对校正后的第二地震数据进行时差微调，得到第三地震数据；
第二确定模块，用于根据预设切除函数和所述第三地震数据，确定第四地震数据；
第三确定模块，用于根据所述第三地震数据和所述第四地震数据，确定气泡压制因子；
滤波模块，用于根据所述气泡压制因子，对所述每个地震道的原始地震数据进行滤波，使得所述每个地震道的原始地震数据中气泡干扰被压制。
在一种可能的设计中，所述校正模块，包括：
校正单元，用于确定所述每个地震道的下行初至波的旅行时间，通过以下公式一，对所述第二地震数据进行校正，
公式一：x″i,j(t)＝x'i,j(t+FTj)，
其中，FTj为第j个地震道的下行初至波的旅行时间，x'i,j(t)为所述第二地震数据，x″i,j(t)为校正后的第二地震数据，t为采集时间，j为地震道的道号，i为炮号；
第一叠加单元，用于通过以下公式二，对所述校正后的第二地震数据进行叠加，得到模型道数据，
公式二：
其中，X'i(t)为所述模型道数据，x″i,j(t)为所述校正后的第二地震数据，t为采集时间，j为地震道的道号，i为炮号，p为炮检距在预设范围内的地震道的最小道号，q为所述炮检距在所述预设范围内的地震道的最大道号；
第一确定单元，用于根据所述模型道数据与所述校正后的第二地震数据，通过以下公式三，确定所述时差微调对应的互相关时差，
公式三：
其中，Aj(τ)为所述模型道数据与所述校正后的第二地震数据之间的互相关函数，aj为所述互相关函数的最大值，Dtj为所述时差微调对应的互相关时差，即所述互相关函数的最大值aj对应的时差τ1，X'i(t)为所述模型道数据，x″i,j(t)为所述校正后的第二地震数据，j为地震道的道号，i为炮号，t为采集时间，m为所述互相关函数的半支长度；
微调单元，用于根据所述互相关时差，对所述校正后的第二地震数据进行时差微调；
第二叠加单元，用于通过以下公式四，对所述时差微调后的第二地震数据进行叠加，得到所述第三地震数据，
公式四：
其中，X″i(t)为所述第三地震数据，Dtj为所述时差微调对应的互相关时差，p为所述炮检距在预设范围内的地震道的最小道号，q为所述炮检距在预设范围内的地震道的最大道号，x”'i,j(t-Dtj)所述时差微调后的第二地震数据，j为地震道的道号，i为炮号，t为采集时间。
在一种可能的设计中，所述第二确定模块，包括：
第二确定单元，用于确定所述预设切除函数；
第三确定单元，用于根据所述预设切除函数和所述第三地震数据，通过以下公式六，确定所述第四地震数据，
公式六：Y″i(t)＝X″i(t)·wi(t)，
其中，X″i(t)为所述第三地震数据，wi(t)为所述预设切除函数，Y″i(t)为所述第四地震数据，i为炮号，t为采集时间。
在一种可能的设计中，所述第三确定模块，还用于将所述第三地震数据作为输入数据，将所述第四地震数据作为期望的输出数据，通过以下公式十，确定滤波结果表达式，以及所述期望的输出数据和所述滤波结果之间的误差表达式，计算满足预设条件的气泡压制因子，所述预设条件为所述误差表达式的值最小，
公式十：
其中，Y″i(t)为所述第四地震数据，即所述期望的输出数据，y(t)为所述滤波结果，E为所述期望的输出数据和所述滤波结果之间的误差表达式；X″i(t)为所述第三地震数据，即所述输入数据，d(t)为所述气泡压制因子，i为炮号，t为采集时间。
在一种可能的设计中，所述滤波模块，还用于根据所述气泡压制因子，通过以下公式七，对所述每个地震道的原始地震数据进行滤波，得到压制气泡干扰后的每个地震道的地震数据，
公式七：yi,j(t)＝xi,j(t)*d(t)，
其中，xi,j(t)为所述地震道集合中第j个地震道第i个炮号的原始地震数据，d(t)为所述气泡压制因子，yi,j(t)为所述压制气泡干扰后的每个地震道的地震数据，t为采集时间。
本发明实施例中，终端通过获取炮检距在预设范围内的地震道的第一地震数据，从第一地震数据中确定下行初至波对应的第二地震数据，该第二地震数据为信噪比较高的地震数据；终端校正该第二地震数据，并对校正后的第二地震数据进行时差微调，得到消除时差和误差的第三地震数据。从而终端可以根据预设切除函数和该第三地震数据，确定消除气泡干扰的第四地震数据；然后，终端根据该第三地震数据和该第四地震数据，确定气泡压制因子，终端根据该气泡压制因子，对每个地震道的原始地震数据进行滤波，从而使得每个地震道的原始地震数据中气泡干扰被压制，终端通过对每个下行初至波对应的第二地震数据进行校正、时差微调，根据得到的第三地震数据以及消除气泡干扰的第四地震数据，计算出气泡压制因子，即，计算该气泡压制因子时综合考虑到了每个下行初至波的第二地震数据，通过该气泡压制因子对原始地震数据进行滤波，从而提高了对原始地震数据进行压制气泡干扰的准确性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种基于地震数据的压制气泡干扰的方法流程图；
图2是本发明实施例提供的一种基于地震数据的压制气泡干扰的方法流程图；
图3是本发明实施例提供的一种切除函数示意图；
图4是本发明实施例提供的一种基于地震数据的压制气泡干扰的装置结构示意图。
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，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种基于地震数据的压制气泡干扰的方法，该方法的执行主体可以为终端，也可以为具备处理数据功能的处理器、处理模块等，该处理器或者处理模块可以安装在终端中，如图1所示，该方法包括：
步骤101：获取地震道集合中每个地震道的原始地震数据。
步骤102：从每个地震道的原始地震数据中选择炮检距在预设范围内的地震道的第一地震数据。
步骤103：从选择的第一地震数据中确定下行初至波对应的第二地震数据。
步骤104：校正该第二地震数据，对校正后的第二地震数据进行时差微调，得到第三地震数据。
步骤105：根据预设切除函数和该第三地震数据，确定第四地震数据。
步骤106：根据该第三地震数据和该第四地震数据，确定气泡压制因子。
步骤107：根据该气泡压制因子，对每个地震道的原始地震数据进行滤波，使得每个地震道的原始地震数据中气泡干扰被压制。
在一种可能的设计中，校正该第二地震数据，对校正后的第二地震数据进行时差微调，得到第三地震数据，包括：
确定每个地震道的下行初至波的旅行时间，通过以下公式一，对该第二地震数据进行校正，
公式一：x″i,j(t)＝x'i,j(t-FTj)，
其中，FTj为第j个地震道的下行初至波的旅行时间，x'i,j(t)为该第二地震数据，x″i,j(t)为该校正后的第二地震数据，t为采集时间，j为地震道的道号，i为炮号；
通过以下公式二，对该校正后的第二地震数据进行叠加，得到模型道数据，
公式二：
其中，X'i(t)为该模型道数据，x″i,j(t)为该校正后的第二地震数据，t为采集时间，j为地震道的道号，i为炮号，p为炮检距在预设范围内的地震道的最小道号，q为炮检距在预设范围内的地震道的最大道号；
根据该模型道数据与该校正后的第二地震数据，通过以下公式三，确定该时差微调对应的互相关时差，
公式三：
其中，Aj(τ)为该模型道数据与该校正后的第二地震数据之间的互相关函数，aj为该互相关函数的最大值，Dtj为该时差微调对应的互相关时差，即该互相关函数的最大值aj对应的时差τ1，X'i(t)为该模型道数据，x″i,j(t)为该校正后的第二地震数据，j为地震道的道号，i为炮号，t为采集时间，m为互相关函数的半支长度；
根据该互相关时差，对该校正后的第二地震数据进行时差微调；
通过以下公式四，对该时差微调后的第二地震数据进行叠加，得到该第三地震数据，
公式四：
其中，X″i(t)为该第三地震数据，Dtj为该时差微调对应的互相关时差，p为该炮检距在预设范围内的地震道的最小道号，q为该炮检距在预设范围内的地震道的最大道号，x”'i,j(t-Dtj)该时差微调后的第二地震数据，j为地震道的道号，i为炮号，t为采集时间。
在一种可能的设计中，根据预设切除函数和该第三地震数据，确定第四地震数据，包括：
确定该预设切除函数；
根据该预设切除函数和该第三地震数据，通过以下公式六，确定该第四地震数据，
公式六：Y″i(t)＝X″i(t)·wi(t)，
其中，X″i(t)为该第三地震数据，wi(t)为该预设切除函数，Y″i(t)为该第四地震数据，i为炮号，t为采集时间。
在一种可能的设计中，根据该第三地震数据和该第四地震数据，确定气泡压制因子，包括：
将该第三地震数据作为输入数据，将该第四地震数据作为期望的输出数据，通过以下公式十，确定滤波结果表达式，以及该期望的输出数据和该滤波结果之间的误差表达式，计算满足预设条件的气泡压制因子，该预设条件为该误差表达式的值最小，
公式十：
其中，Y″i(t)为该第四地震数据，即期望的输出数据，y(t)为该滤波结果，E为该期望的输出数据和该滤波结果之间的误差表达式；X″i(t)为该第三地震数据，即输入数据，d(t)为该气泡压制因子，i为炮号，t为采集时间。
在一种可能的设计中，根据该气泡压制因子，对每个地震道的原始地震数据进行滤波，包括：
根据该气泡压制因子，通过以下公式七，对每个地震道的原始地震数据进行滤波，得到压制气泡干扰后的每个地震道的地震数据，
公式七：yi,j(t)＝xi,j(t)*d(t)，
其中，xi,j(t)为该地震道集合中第j个地震道第i个炮号的原始地震数据，d(t)为该气泡压制因子，yi,j(t)为该压制气泡干扰后的每个地震道的地震数据，t为采集时间。
本发明实施例中，终端通过获取炮检距在预设范围内的地震道的第一地震数据，从第一地震数据中确定下行初至波对应的第二地震数据，该第二地震数据为信噪比较高的地震数据；终端校正该第二地震数据，并对校正后的第二地震数据进行时差微调，得到消除时差和误差的第三地震数据。从而终端可以根据预设切除函数和该第三地震数据，确定消除气泡干扰的第四地震数据；然后，终端根据该第三地震数据和该第四地震数据，确定气泡压制因子，终端根据该气泡压制因子，对每个地震道的原始地震数据进行滤波，从而使得每个地震道的原始地震数据中气泡干扰被压制，终端通过对每个下行初至波对应的第二地震数据进行校正、时差微调，根据得到的第三地震数据以及消除气泡干扰的第四地震数据，计算出气泡压制因子，即，计算该气泡压制因子时综合考虑到了每个下行初至波的第二地震数据，通过该气泡压制因子对原始地震数据进行滤波，从而提高了对原始地震数据进行压制气泡干扰的准确性。
本发明实施例提供了一种基于地震数据的压制气泡干扰的方法，该方法的执行主体可以为终端，也可以为具备处理数据功能的处理器、处理模块等，该处理器或者处理模块可以安装在终端中，如图2所示，该方法包括：
步骤201：终端获取地震道集合中每个地震道的原始地震数据。
本发明实施例中，工作人员通过激发置于水下一定深度的气枪阵列，从而在水中产生包括子波脉冲和后续产生的次生脉冲，子波脉冲经水底的各地质分界面透射、折射等过程，从而产生地震信号。工作人员使用多个采集设备接收地震信号的地震数据；在采集过程中，采集设备还有可能采集到由次生脉冲产生的气泡干扰等噪声信号，这些噪声信号属于干扰数据，因此，需要对这些干扰信号进行压制。
其中，多个采集设备按次序排列，每次激发气枪阵列时，将每个采集设备采集的地震信号的地震数据称为一个地震道的地震数据。
本步骤中，终端获取采集设备采集的每个地震道的地震信号的地震数据，作为该地震道的原始地震数据。
其中，采集设备采集的地震道的原始地震数据可以根据用户需要设置并更改，本发明实施例对地震道的原始地震数据不做具体限定，本发明实施例对地震道的原始地震数据进行时间域处理。地震道的原始地震数据可以为地震信号的振幅。
该采集设备可以为检波器，终端与检波器相连接，从而终端直接获取检波器采集的每个地震道的原始地震数据。
步骤202：终端从每个地震道的原始地震数据中选择炮检距在预设范围内的地震道的第一地震数据。
本发明实施例中，实际作业时，工作人员持续激发气枪阵列，气枪阵列周期性的向周围的水中发射高压气体，我们将气枪阵列每次向水中发射高压气体的行为称为一炮，将气枪阵列在水中的位置称为炮点，将采集地震信号的原始地震数据的采集设备所在的位置称为检波点，由于实际作业时多个采集设备按次序排列同时采集地震信号的原始地震数据，相邻两个采集设备之间相距预设距离，因此，多个检波点按次序排列、两两之间相距预设距离。
炮检距即检波点与炮点之间的距离，每个地震道的炮检距即检测到该地震道的原始地震数据的检波点与炮点之间的距离。
由于地震道的炮检距越大，采集的地震道的原始地震数据噪声越大、信噪比越低，因此，本步骤中，终端从每个地震道的原始地震数据中选择炮检距在预设范围内的地震道的原始地震数据，将选择的地震道的原始地震数据作为第一地震数据。
具体的，每个地震道的原始地震数据可以表示为xi,j(t)，i＝1，2，3，…N，其中i为炮号，即气枪阵列第i次向周围水中发射高压气体；j＝1,2,3,…M，j为道号，即第j个地震道，也即检测到该地震道的原始地震数据的检波器的编号为j；t为采集时间，即采集设备采集到地震道的原始地震数据的时间；其中，N为所有地震道的原始地震数据中的最大炮号，M为所有地震道的原始地震数据中最大的道号。
因此，每个地震道的炮检距可用以下公式八表示为：
公式八：
其中，Offj为道号为j的地震道的炮检距。Offmin为最小炮检距，doff为道间距，即，相邻两个地震道之间的预设距离，也即采集到该相邻两个地震道的原始地震数据的相邻两个采集设备之间的预设距离，Offmax为最大炮检距。
其中，炮检距的预设范围可以根据用户需要设置并更改，本发明实施例对此不作具体限定。例如，该预设范围可以为800m～1000m。
例如，若该炮检距的预设范围为Offp～Offq，其中，Offp、Offq需满足：Offmin≤Offp≤Offq,Offp≤Offq≤Offmax。则预设范围内的最小炮检距对应的地震道的道号最小，为p；最大炮检距对应的地震道的道号最大，为q。
因此，地震道的第一地震数据为道号在p、q之间的地震道的原始地震数据。
其中，道间距doff可以根据用户需要设置并更改，本发明实施例对此不作具体限定。
步骤203：终端从选择的第一地震数据中确定下行初至波对应的第二地震数据。
本发明实施例中，该第一地震数据包括从炮点直接传播到达检波点的地震信号，即下行初至波的地震数据；第一地震数据还包括经水底地质分界面一次反射的地震信号的地震数据，即下行一次反射的有效波地震数据；第一地震数据还包括经地质分界面反射到达水面后又被水面反射的多次反射的地震数据；其中，经多次反射的地震信号的地震数据噪声较大，没有经过反射的下行初至波噪声较小，可以更准确的反映出每一炮激发的地震信号的状况。
本步骤中，终端从第一地震数据中选择下行初至波的地震数据，选择的下行初至波的地震数据作为第二地震数据。
具体的，第一地震数据可以表示为xi,j(t)，对应的，可以将第二地震数据表示为x'i,j(t)。
步骤204：终端校正该第二地震数据，对校正后的第二地震数据进行时差微调，得到第三地震数据。
终端获取第二地震数据后，还需对该第二地震数据进行校正，以消除不同采集设备采集的不同地震道之间的时差；以及对校正后的第二地震数据进行时差微调，以消除因海水速度等外部因素引起的误差。
具体的，本步骤可以通过以下步骤2041-2045实现。
步骤2041：终端确定每个地震道的下行初至波的旅行时间，通过以下公式一，对该第二地震数据进行校正，
公式一：x″i,j(t)＝x'i,j(t-FTj)，
其中，FTj为第j个地震道的下行初至波的旅行时间，x'i,j(t)为该第二地震数据，x″i,j(t)为该校正后的第二地震数据，t为采集时间，j为地震道的道号，i为炮号。
本步骤中，下行初至波的旅行时间为下行初至波从炮点传播到检波点所用的时间，终端确定每个地震道的下行初至波的旅行时间的步骤可以为：终端获取海水速度、检波点水深、炮点水深以及该第二地震数据对应的每个地震道的炮检距，通过以下公式五，确定每个地震道的下行初至波的旅行时间，
公式五：
其中，Vwater为海水速度，Offj为第j个地震道对应的炮检距，Dep为检波点水深DepR与炮点水深DepS的差，FTj为该第j个地震道的下行初至波的旅行时间。
终端对第二地震数据进行校正后，将该校正后的第二地震数据初步叠加为一个初步的模型道数据。
步骤2042：终端通过以下公式二，对该校正后的第二地震数据进行叠加，得到模型道数据，
公式二：
其中，X'i(t)为该模型道数据，x″i,j(t)为该校正后的第二地震数据，t为采集时间，j为地震道的道号，i为炮号，p为炮检距在预设范围内的地震道的最小道号，q为炮检距在预设范围内的地震道的最大道号。
需要说明的是，本步骤中通过对每一炮对应的多个地震道的下行初至波地震数据进行叠加，从而得到每一炮对应的叠加的地震数据，将每一炮对应的叠加地震数据作为模型道数据。
步骤2043：终端根据该模型道数据与该校正后的第二地震数据，通过以下公式三，确定该时差微调对应的互相关时差，
公式三：
其中，Aj(τ)为该模型道数据与该校正后的第二地震数据之间的互相关函数，aj为该互相关函数的最大值，Dtj为该时差微调对应的互相关时差，即该互相关函数的最大值aj对应的时差τ1，X'i(t)为该模型道数据，x″i,j(t)为该校正后的第二地震数据，j为地震道的道号，i为炮号，t为采集时间，m为互相关函数的半支长度。
本步骤中，终端通过模型道数据与校正后的第二地震数据之间的互相关函数，计算得到该互相关函数的值最大的时差，即模型道数据与校正后的第二地震数据之间的互相关程度最大时对应的时差，将该时差作为该时差微调对应的互相关时差。
步骤2044：终端根据该互相关时差，对该校正后的第二地震数据进行时差微调。
具体的，终端根据该互相关时差，通过以下公式九，对校正后的第二地震数据进行时差微调，
公式九：x″′i,j(t)＝x″i,j(t-τ1)，
其中，x″′i,j(t)为时差微调后的第二地震数据，x″i,j(t-τ1)为对校正后的第二地震数据进行的时差微调，τ1为互相关函数的最大值aj对应的时差，即互相关时差。
需要说明的是，为了尽可能的消除校正后的第二地震数据中存在的误差，步骤2043-2044可以多次重复执行，直至计算出的互相关时差小于预设阈值，该预设阈值可以根据用户需要设置并更改，本发明实施例对此不做具体限定。例如，该预设阈值可以为记录第二地震数据的单位时间，即当前记录的第二地震数据最小时间间隔。
步骤2045：终端通过以下公式四，对该时差微调后的第二地震数据进行叠加，得到该第三地震数据，
公式四：
其中，X″i(t)为该第三地震数据，Dtj为该时差微调对应的互相关时差，p为该炮检距在预设范围内的地震道的最小道号，q为该炮检距在预设范围内的地震道的最大道号，x”'i,j(t-Dtj)该时差微调后的第二地震数据，j为地震道的道号，i为炮号，t为采集时间。
步骤205：终端根据预设切除函数和该第三地震数据，确定第四地震数据。
本步骤通过预设切除函数，对第三地震数据中存在气泡干扰的数据进行切除，得到没有气泡干扰的第四地震数据。
具体的，本步骤可以通过以下步骤2051-2052实现。
步骤2051：终端确定该预设切除函数。
本步骤中，该预设切除函数由通过区、斜坡区和截断区三部分组成，具体的，该切除函数可以为：
其中，wi(t)为切除函数，i为炮号，t＝tk为地震信号的结束时间，tk表示地震信号延续的时长，即地震信号对应的地震子波的波长为tk，t＝tw为第三地震数据的结束时间，即第三地震数据持续的总时长为tw，tb为气泡发育时间，即采集设备开始采集到气泡进行第二次膨胀压缩时产生的干扰波的时间。0≤t≤tk为切除函数的通过区，此时，wi(t)＝1，通过区的长度不能大于地震信号对应的地震子波的波长tk；tk＜t＜tb为切除函数的斜坡区，此时wi(t)＝f(t-tk)，通过区和斜坡区的长度之和不能大于气泡发育时间tb；tb≤t≤tw为切除函数的截断区，截断区的长度为从气泡发育时间至第三地震数据的结束时间，
需要说明的是，通过区用于保留原始地震数据中地震信号的地震数据，截断区用于消除原始地震数据中被气泡干扰的地震数据，为了避免由通过区直接进入截断区时对原始地震数据造成的边界抖动，此处，还定义了斜坡区。切除函数中第三地震数据的总时长tw、地震信号对应的地震子波的波长tk、气泡发育时间tb的关系如图3所示。其中，斜坡区对应的函数f(t)可以根据用户需要设置并更改，本发明实施例对此不做具体限定。例如，该斜坡区对应的函数f(t)可以为三角函数、汉明时窗函数等。
步骤2052：终端根据该预设切除函数和该第三地震数据，通过以下公式六，确定该第四地震数据，
公式六：Y″i(t)＝X″i(t)·wi(t)，
其中，X″i(t)为该第三地震数据，wi(t)为该预设切除函数，Y″i(t)为该第四地震数据，i为炮号，t为采集时间。
本步骤中，终端利用该切除函数，对第三地震数据中的气泡干扰对应的地震数据进行切除，从而得到消除气泡干扰的地震数据，终端将该消除气泡干扰的地震数据作为第四地震数据。
步骤206：终端根据该第三地震数据和该第四地震数据，确定气泡压制因子。
本发明实施例中，终端将该第三地震数据作为输入数据，将消除气泡干扰的第四地震数据作为期望的输出数据，通过预先定义的公式十，计算气泡压制因子。
本步骤可以为：终端将第三地震数据作为输入数据，将第四地震数据作为期望的输出数据，通过以下公式十，确定滤波结果表达式，以及期望的输出数据和滤波结果之间的误差表达式，计算满足预设条件的气泡压制因子，预设条件为误差表达式的值最小，
公式十：
其中，Y″i(t)为第四地震数据，即期望的输出数据，y(t)为滤波结果，E为期望的输出数据和滤波结果之间的误差表达式；X″i(t)为第三地震数据，即输入数据，d(t)为气泡压制因子，d(t)＝(d0,d1,…dn-1)，n为第i个炮号对应的所有地震道的总数目，i为炮号，t为采集时间。
需要说明的是，该滤波结果表达式用于表示将输入数据经过气泡压制因子压制气泡干扰后输出的结果；终端通过该期望的输出数据和该滤波结果之间的误差表达式，计算出使得该误差表达式的值最小的气泡压制因子，
本发明实施例中，终端可利用最小二乘法计算气泡压制因子d(t)＝(d0,d1,...dn-1)，使误差表达式E的值最小。
具体的，首先将平方项展开，将滤波结果表达式代入公式十中的误差表达式中，则公式十中的误差表达式变形为：
对变形后的误差表达式取偏微分，并且E取值为0，可将该变形后的误差表达式表示为：
其中，(r0,r1,…rn-1)为输入数据X″i(t)的自相关函数，(g0,g1,…gn-1)为第四地震数据，即期望的输出数据Y″i(t)与输入数据X″i(t)之间的互相关函数。利用Levinson(莱文森)递归算法，计算出气泡压制因子。
步骤207：终端根据该气泡压制因子，对每个地震道的原始地震数据进行滤波，使得每个地震道的原始地震数据中气泡干扰被压制。
具体的，本步骤可以为：终端根据该气泡压制因子，通过以下公式七，对每个地震道的原始地震数据进行滤波，得到压制气泡干扰后的每个地震道的地震数据，
公式七：yi,j(t)＝xi,j(t)*d(t)，
其中，xi,j(t)为该地震道集合中第j个地震道第i个炮号的原始地震数据，d(t)为该气泡压制因子，yi,j(t)为该压制气泡干扰后的每个地震道的地震数据，t为采集时间。
本步骤中，终端根据该气泡压制因子对该炮号对应的地震道的原始地震数据进行滤波，即，该每个地震道的原始数据为该该炮号对应的地震道的原始地震数据。
需要说明的是，终端利用该气泡压制因子，对第i个炮号对应的所有地震道的原始地震数据进行滤波，得到第i个炮号对应的地震道集合的原始地震数据中的气泡干扰被压制后，终端可以继续对其它炮号中每炮对应的地震道集合的原始地震数据均执行步骤201-207，消除每炮对应的地震道集合的原始地震数据中被气泡干扰的原始地震数据，使得每炮对应的地震道集合的原始地震数据中气泡干扰被压制。
本发明实施例中，终端通过获取炮检距在预设范围内的地震道的第一地震数据，从第一地震数据中确定下行初至波对应的第二地震数据，该第二地震数据为信噪比较高的地震数据；终端校正该第二地震数据，并对校正后的第二地震数据进行时差微调，得到消除时差和误差的第三地震数据。从而终端可以根据预设切除函数和该第三地震数据，确定消除气泡干扰的第四地震数据；然后，终端根据该第三地震数据和该第四地震数据，确定气泡压制因子，终端根据该气泡压制因子，对每个地震道的原始地震数据进行滤波，从而使得每个地震道的原始地震数据中气泡干扰被压制，终端通过对每个下行初至波对应的第二地震数据进行校正、时差微调，根据得到的第三地震数据以及消除气泡干扰的第四地震数据，计算出气泡压制因子，即，计算该气泡压制因子时综合考虑到了每个下行初至波的第二地震数据，通过该气泡压制因子对原始地震数据进行滤波，从而提高了对原始地震数据进行压制气泡干扰的准确性。
本发明实施例提供了一种基于地震数据的压制气泡干扰的装置，该装置可以应用在终端中，如图4所示，该装置包括：
获取模块401，用于获取地震道集合中每个地震道的原始地震数据；
选择模块402，用于从该每个地震道的原始地震数据中选择炮检距在预设范围内的地震道的第一地震数据；
第一确定模块403，用于从选择的第一地震数据中确定下行初至波对应的第二地震数据；
校正模块404，用于校正该第二地震数据，对校正后的第二地震数据进行时差微调，得到第三地震数据；
第二确定模块405，用于根据预设切除函数和该第三地震数据，确定第四地震数据；
第三确定模块406，用于根据该第三地震数据和该第四地震数据，确定气泡压制因子；
滤波模块407，用于根据该气泡压制因子，对每个地震道的原始地震数据进行滤波，使得该每个地震道的原始地震数据中气泡干扰被压制。
在一种可能的设计中，该校正模块404，包括：
校正单元，用于确定该每个地震道的下行初至波的旅行时间，通过以下公式一，对该第二地震数据进行校正，
公式一：x″i,j(t)＝x'i,j(t+FTj)，
其中，FTj为第j个地震道的下行初至波的旅行时间，x'i,j(t)为该第二地震数据，x″i,j(t)为校正后的第二地震数据，t为采集时间，j为地震道的道号，i为炮号；
第一叠加单元，用于通过以下公式二，对该校正后的第二地震数据进行叠加，得到模型道数据，
公式二：
其中，X'i(t)为该模型道数据，x″i,j(t)为该校正后的第二地震数据，t为采集时间，j为地震道的道号，i为炮号，p为炮检距在预设范围内的地震道的最小道号，q为该炮检距在该预设范围内的地震道的最大道号；
第一确定单元，用于根据该模型道数据与该校正后的第二地震数据，通过以下公式三，确定该时差微调对应的互相关时差，
公式三：
其中，Aj(τ)为该模型道数据与该校正后的第二地震数据之间的互相关函数，aj为该互相关函数的最大值，Dtj为该时差微调对应的互相关时差，即该互相关函数的最大值aj对应的时差τ1，X'i(t)为该模型道数据，x″i,j(t)为该校正后的第二地震数据，j为地震道的道号，i为炮号，t为采集时间，m为该互相关函数的半支长度；
微调单元，用于根据该互相关时差，对该校正后的第二地震数据进行时差微调；
第二叠加单元，用于通过以下公式四，对该时差微调后的第二地震数据进行叠加，得到该第三地震数据，
公式四：
其中，X″i(t)为该第三地震数据，Dtj为该时差微调对应的互相关时差，p为该炮检距在预设范围内的地震道的最小道号，q为该炮检距在预设范围内的地震道的最大道号，x”'i,j(t-Dtj)该时差微调后的第二地震数据，j为地震道的道号，i为炮号，t为采集时间。
在一种可能的设计中，该第二确定模块405，包括：
第二确定单元，用于确定该预设切除函数；
第三确定单元，用于根据该预设切除函数和该第三地震数据，通过以下公式六，确定该第四地震数据，
公式六：Y″i(t)＝X″i(t)·wi(t)，
其中，X″i(t)为该第三地震数据，wi(t)为该预设切除函数，Y″i(t)为该第四地震数据，i为炮号，t为采集时间。
在一种可能的设计中，该第三确定模块406，还用于将该第三地震数据作为输入数据，将该第四地震数据作为期望的输出数据，通过以下公式十，确定滤波结果表达式，以及该期望的输出数据和该滤波结果之间的误差表达式，计算满足预设条件的气泡压制因子，该预设条件为该误差表达式的值最小，
公式十：
其中，Y″i(t)为该第四地震数据，即该期望的输出数据，y(t)为该滤波结果，E为该期望的输出数据和该滤波结果之间的误差表达式；X″i(t)为该第三地震数据，即该输入数据，d(t)为该气泡压制因子，i为炮号，t为采集时间。
在一种可能的设计中，该滤波模块407，还用于根据该气泡压制因子，通过以下公式七，对该每个地震道的原始地震数据进行滤波，得到压制气泡干扰后的每个地震道的地震数据，
公式七：yi,j(t)＝xi,j(t)*d(t)，
其中，xi,j(t)为该地震道集合中第j个地震道第i个炮号的原始地震数据，d(t)为该气泡压制因子，yi,j(t)为该压制气泡干扰后的每个地震道的地震数据，t为采集时间。
本发明实施例中，终端通过获取炮检距在预设范围内的地震道的第一地震数据，从第一地震数据中确定下行初至波对应的第二地震数据，该第二地震数据为信噪比较高的地震数据；终端校正该第二地震数据，并对校正后的第二地震数据进行时差微调，得到消除时差和误差的第三地震数据。从而终端可以根据预设切除函数和该第三地震数据，确定消除气泡干扰的第四地震数据；然后，终端根据该第三地震数据和该第四地震数据，确定气泡压制因子，终端根据该气泡压制因子，对每个地震道的原始地震数据进行滤波，从而使得每个地震道的原始地震数据中气泡干扰被压制，终端通过对每个下行初至波对应的第二地震数据进行校正、时差微调，根据得到的第三地震数据以及消除气泡干扰的第四地震数据，计算出气泡压制因子，即，计算该气泡压制因子时综合考虑到了每个下行初至波的第二地震数据，通过该气泡压制因子对原始地震数据进行滤波，从而提高了对原始地震数据进行压制气泡干扰的准确性。
需要说明的是：上述实施例提供的基于地震数据的压制气泡干扰的装置在基于地震数据的压制气泡干扰时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的基于地震数据的压制气泡干扰的装置与基于地震数据的压制气泡干扰的方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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)
1.一种基于地震数据的压制气泡干扰的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取地震道集合中每个地震道的原始地震数据；
从所述每个地震道的原始地震数据中选择炮检距在预设范围内的地震道的第一地震数据；
从选择的第一地震数据中确定下行初至波对应的第二地震数据；
校正所述第二地震数据，对校正后的第二地震数据进行时差微调，得到第三地震数据；
根据预设切除函数和所述第三地震数据，确定第四地震数据；
根据所述第三地震数据和所述第四地震数据，确定气泡压制因子；
根据所述气泡压制因子，对所述每个地震道的原始地震数据进行滤波，使得所述每个地震道的原始地震数据中气泡干扰被压制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述校正所述第二地震数据，对校正后的第二地震数据进行时差微调，得到第三地震数据，包括：
确定所述每个地震道的下行初至波的旅行时间，通过以下公式一，对所述第二地震数据进行校正，
公式一：x″i,j(t)＝x′i,j(t-FTj)，
其中，FTj为第j个地震道的下行初至波的旅行时间，x'i,j(t)为所述第二地震数据，x″i,j(t)为校正后的第二地震数据，t为采集时间，j为地震道的道号，i为炮号；
通过以下公式二，对所述校正后的第二地震数据进行叠加，得到模型道数据，
公式二：
其中，X'i(t)为所述模型道数据，x″i,j(t)为所述校正后的第二地震数据，t为采集时间，j为地震道的道号，i为炮号，p为炮检距在预设范围内的地震道的最小道号，q为所述炮检距在所述预设范围内的地震道的最大道号；
根据所述模型道数据与所述校正后的第二地震数据，通过以下公式三，确定所述时差微调对应的互相关时差，
公式三：
其中，Aj(τ)为所述模型道数据与所述校正后的第二地震数据之间的互相关函数，aj为所述互相关函数的最大值，Dtj为所述时差微调对应的互相关时差，即所述互相关函数的最大值aj对应的时差τ1，X'i(t)为所述模型道数据，x″i,j(t)为所述校正后的第二地震数据，j为地震道的道号，i为炮号，t为采集时间，m为所述互相关函数的半支长度；
根据所述互相关时差，对所述校正后的第二地震数据进行时差微调；
通过以下公式四，对所述时差微调后的第二地震数据进行叠加，得到所述第三地震数据，
公式四：
其中，X″i(t)为所述第三地震数据，Dtj为所述时差微调对应的互相关时差，p为所述炮检距在预设范围内的地震道的最小道号，q为所述炮检距在预设范围内的地震道的最大道号，x”'i,j(t-Dtj)所述时差微调后的第二地震数据，j为地震道的道号，i为炮号，t为采集时间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设切除函数和所述第三地震数据，确定第四地震数据，包括：
确定所述预设切除函数；
根据所述预设切除函数和所述第三地震数据，通过以下公式六，确定所述第四地震数据，
公式六：Yi”(t)＝X″i(t)·wi(t)，
其中，X″i(t)为所述第三地震数据，wi(t)为所述预设切除函数，Yi″(t)为所述第四地震数据，i为炮号，t为采集时间。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第三地震数据和所述第四地震数据，确定气泡压制因子，包括：
将所述第三地震数据作为输入数据，将所述第四地震数据作为期望的输出数据，通过以下公式十，确定滤波结果表达式，以及所述期望的输出数据和所述滤波结果之间的误差表达式，计算满足预设条件的气泡压制因子，所述预设条件为所述误差表达式的值最小，
公式十：
其中，Yi”(t)为所述第四地震数据，即所述期望的输出数据，y(t)为所述滤波结果，E为所述期望的输出数据和所述滤波结果之间的误差表达式；X″i(t)为所述第三地震数据，即所述输入数据，d(t)为所述气泡压制因子，i为炮号，t为采集时间。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述气泡压制因子，对所述每个地震道的原始地震数据进行滤波，包括：
根据所述气泡压制因子，通过以下公式七，对所述每个地震道的原始地震数据进行滤波，得到压制气泡干扰后的每个地震道的地震数据，
公式七：yi,j(t)＝xi,j(t)*d(t)，
其中，xi,j(t)为所述地震道集合中第j个地震道第i个炮号的原始地震数据，d(t)为所述气泡压制因子，yi,j(t)为所述压制气泡干扰后的每个地震道的地震数据，t为采集时间。
6.一种基于地震数据的压制气泡干扰的装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取地震道集合中每个地震道的原始地震数据；
选择模块，用于从所述每个地震道的原始地震数据中选择炮检距在预设范围内的地震道的第一地震数据；
第一确定模块，用于从选择的第一地震数据中确定下行初至波对应的第二地震数据；
校正模块，用于校正所述第二地震数据，对校正后的第二地震数据进行时差微调，得到第三地震数据；
第二确定模块，用于根据预设切除函数和所述第三地震数据，确定第四地震数据；
第三确定模块，用于根据所述第三地震数据和所述第四地震数据，确定气泡压制因子；
滤波模块，用于根据所述气泡压制因子，对所述每个地震道的原始地震数据进行滤波，使得所述每个地震道的原始地震数据中气泡干扰被压制。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述校正模块，包括：
校正单元，用于确定所述每个地震道的下行初至波的旅行时间，通过以下公式一，对所述第二地震数据进行校正，
公式一：x″i,j(t)＝x'i,j(t-FTj)，
其中，FTj为第j个地震道的下行初至波的旅行时间，x'i,j(t)为所述第二地震数据，x″i,j(t)为校正后的第二地震数据，t为采集时间，j为地震道的道号，i为炮号；
第一叠加单元，用于通过以下公式二，对所述校正后的第二地震数据进行叠加，得到模型道数据，
公式二：
其中，X'i(t)为所述模型道数据，x″i,j(t)为所述校正后的第二地震数据，t为采集时间，j为地震道的道号，i为炮号，p为炮检距在预设范围内的地震道的最小道号，q为所述炮检距在所述预设范围内的地震道的最大道号；
第一确定单元，用于根据所述模型道数据与所述校正后的第二地震数据，通过以下公式三，确定所述时差微调对应的互相关时差，
公式三：
其中，Aj(τ)为所述模型道数据与所述校正后的第二地震数据之间的互相关函数，aj为所述互相关函数的最大值，Dtj为所述时差微调对应的互相关时差，即所述互相关函数的最大值aj对应的时差τ1，X'i(t)为所述模型道数据，x″i,j(t)为所述校正后的第二地震数据，j为地震道的道号，i为炮号，t为采集时间，m为所述互相关函数的半支长度；
微调单元，用于根据所述互相关时差，对所述校正后的第二地震数据进行时差微调；
第二叠加单元，用于通过以下公式四，对所述时差微调后的第二地震数据进行叠加，得到所述第三地震数据，
公式四：
其中，X″i(t)为所述第三地震数据，Dtj为所述时差微调对应的互相关时差，p为所述炮检距在预设范围内的地震道的最小道号，q为所述炮检距在预设范围内的地震道的最大道号，x”'i,j(t-Dtj)所述时差微调后的第二地震数据，j为地震道的道号，i为炮号，t为采集时间。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块，包括：
第二确定单元，用于确定所述预设切除函数；
第三确定单元，用于根据所述预设切除函数和所述第三地震数据，通过以下公式六，确定所述第四地震数据，
公式六：Yi”(t)＝X″i(t)·wi(t)，
其中，X″i(t)为所述第三地震数据，wi(t)为所述预设切除函数，Yi”(t)为所述第四地震数据，i为炮号，t为采集时间。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述第三确定模块，还用于将所述第三地震数据作为输入数据，将所述第四地震数据作为期望的输出数据，通过以下公式十，确定滤波结果表达式，以及所述期望的输出数据和所述滤波结果之间的误差表达式，计算满足预设条件的气泡压制因子，所述预设条件为所述误差表达式的值最小，
公式十：
其中，Yi”(t)为所述第四地震数据，即所述期望的输出数据，y(t)为所述滤波结果，E为所述期望的输出数据和所述滤波结果之间的误差表达式；X″i(t)为所述第三地震数据，即所述输入数据，d(t)为所述气泡压制因子，i为炮号，t为采集时间。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述滤波模块，还用于根据所述气泡压制因子，通过以下公式七，对所述每个地震道的原始地震数据进行滤波，得到压制气泡干扰后的每个地震道的地震数据，
公式七：yi,j(t)＝xi,j(t)*d(t)，
其中，xi,j(t)为所述地震道集合中第j个地震道第i个炮号的原始地震数据，d(t)为所述气泡压制因子，yi,j(t)为所述压制气泡干扰后的每个地震道的地震数据，t为采集时间。
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