CN107976714A - 一种复杂地表分级空间距离加权的超道集计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种复杂地表分级空间距离加权的超道集计算方法。所述超道集计算方法通过在三维空间平面选取相邻的若干个(奇数)相邻共中心点道集，然后通过采用多时窗局部相关，获得单道的平均时移量，并对这若干个(奇数)共中心点道集的道数据进行时移后，按照INLINE线、道集和偏移距分级加权进行叠加，得到超道集的一道地震数据，实现同相叠加，最终提升道集成像质量。

Description

一种复杂地表分级空间距离加权的超道集计算方法

技术领域

本发明涉及石油天然气地震勘探领域，更具体地讲，涉及一种石油地震勘探的地震资料处理/解释的方法。

背景技术

在石油地震勘探常规资料处理中，通常假设地下介质是水平层状，层内速度横向不变或变化比较缓慢，所以相邻的几个共中心点道集可以看做相似道集，根据超道集生成算法，这几个相似道集中，一定偏移距内的道通过叠加得到超道集中的一道。

在实际复杂地区生产应用中，地表情况复杂，理论设计的炮点和检波点位置不一定适合进行地震数据的采集，因此，实际地震数据设计的炮点、检波点存在空间位置的偏移，从而引起其地下反射点的位置偏移，如果仍按照前面的常规超道集计算方法进行叠加，会使得超道集的同一道内无法同相叠加，最终影响超道集质量。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种在复杂地表条件下的超道集计算方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种超道集计算方法。所述超道集计算方法包括输入地震数据并进行以下处理：A、在预定偏移距范围内选取与某一共中心点道集相邻的多个共中心点道集，所述多个共中心点道集与所述某一共中心点道集组成用于计算超道集中一道的共中心点道集集合；B、所述共中心点道集集合中的任一共中心点道集的任一道与所述某一共中心点道集中的参考道进行多时窗互相关计算，得到所述任一道与所述参考道的相关时间差集合，剔除所述相关时间差集合中的异常值并进行算术平均，得到所述任一道的时间移动量，利用所述时间移动量对所述任一道进行时差校正；C、确定所述任一道的等级加权系数、道集加权系数和偏移距加权系数，并利用所述等级加权系数、道集加权系数和偏移距加权系数对时差校正后的所述任一道进行分级空间距离加权叠加；D、重复所述步骤B和C，直到所述共中心点道集集合中所有共中心点道集的所有道完成叠加，得到超道集的一道；E、重复所述步骤A至D，直到地震数据中的所有共中心点道集处理完，得到超道集。

根据本发明超道集计算方法的一个实施例，在所述步骤A中，可以选取第N-i、...、N-1、N、N+1、...、N+i条主测线与第M-j、...、M-1、M、M+1、...、M+j条联络线相交处的共中心点道集组成所述用于计算某一共中心点道集处超道集的共中心点道集集合，其中，所述某一共中心点道集位于第N条主测线和第M条联络线的交点处，i、j、M和N均为不小于1的正整数，N≥i，M≥j。

根据本发明超道集计算方法的一个实施例，所述共中心点道集集合中共中心点道集的数量可以为奇数。

根据本发明超道集计算方法的一个实施例，在所述步骤B中，将所述任一道与所述参考道按时窗进行互相关计算，得到各个时窗内所述任一道与所述参考道的相关时间差，形成所述相关时间差集合。

根据本发明超道集计算方法的一个实施例，在所述步骤B中，所述参考道位于所述预定偏移距范围中规则的偏移距位置(也即超道集的地震道位置)。

根据本发明超道集计算方法的一个示例性实施例，所述参考道可以位于所述预定偏移距范围的中间值处。

根据本发明超道集计算方法的一个实施例，在所述确定等级加权系数的步骤中：所述共中心点道集集合中位于同一个主测线上的共中心点道集具有相同的等级加权系数；所述共中心点道集集合中的任一共中心点道集所在主测线与所述某一共中心点道集所在主测线的距离越远，等级加权系数越小。

根据本发明超道集计算方法的一个实施例，在同一主测线上，在所述确定道集加权系数的步骤中：所述共中心点道集集合中的任一共中心点道集与所述某一共中心点道集的距离越远，道集加权系数越小。

根据本发明超道集计算方法的一个示例性实施例，在同一主测线上，在所述确定偏移距加权系数的步骤中：所述共中心点道集集合中的任一共中心点道集的任一道的偏移距与所述参考道的偏移距的距离越远，偏移距加权系数越小。

根据本发明超道集计算方法的一个实施例，在所述步骤C中，可以采用下式进行分级空间距离加权叠加计算：

上式中，Val_sup为超道集样点值，Val_seis为参考道的样点值，φ为等级加权系数，λ为道集加权系数，ξ为偏移距加权系数，k、m、n分别为参与计算的主测线个数、参与计算的共中心点道集个数和参数计算的共中心点道集中偏移距范围内的地震道数。

根据本发明超道集计算方法的一个实施例，所述等级加权系数的取值范围可以为0～1.0。

根据本发明超道集计算方法的一个实施例，所述某一共中心点道集所在主测线的等级加权系数可以为1.0。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：适用于地表地下情况复杂的地震数据速度分析处理，通过对三维地震数据进行空间位置的多时窗相关校正，从而实现同相叠加，最终提升超道集成像质量。

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1示出了本发明示例性实施例的超道集计算方法的流程图。

图2是图1中形成共中心点道集集合步骤的示意图。

具体实施方式

在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述根据本发明的复杂地表分级空间距离加权的超道集计算方法。

本发明的主要技术构思是：首先通过在三维空间平面选取相邻的若干个(奇数)相邻共中心点道集，然后通过采用多时窗局部相关，获得单道的平均时移量，并对这若干个(奇数)共中心点道集的道数据进行时移后，按照INLINE线(主测线)、道集和偏移距分级加权进行叠加，得到超道集的一道地震数据，实现同相叠加，最终提升道集成像质量。

本发明示例性实施例的超道集计算方法包括输入地震数据并进行以下处理：

A、在预定偏移距范围内选取与某一共中心点道集相邻的多个共中心点道集，所述多个共中心点道集与所述某一共中心点道集组成用于计算超道集中一道的共中心点道集集合。

在本步骤中，选取第N-i、...、N-1、N、N+1、...、N+i条主测线与第M-j、...、M-1、M、M+1、...、M+j条联络线相交处的共中心点道集组成所述用于计算某一共中心点道集处超道集的共中心点道集集合，其中，所述某一共中心点道集位于第N条主测线和第M条联络线的交点处，i、j、M和N均为不小于1的正整数，N≥i，M≥j。共中心点道集集合中共中心点道集的数量为奇数。

B、共中心点道集集合中的任一共中心点道集的任一道与某一共中心点道集中的参考道进行多时窗互相关计算，得到任一道与参考道的相关时间差集合，剔除相关时间差集合中的异常值并进行算术平均，得到任一道的时间移动量，利用时间移动量对所述任一道进行时差校正。

在本步骤中，将任一道与参考道按时窗进行互相关计算，得到各个时窗内任一道与参考道的相关时间差，形成相关时间差集合。也就是说，先在一个时窗内对任一道与参考道按时窗进行互相关计算，完成任一道与参考道的互相关计算，但本发明不限于此，还可以采用开多个时窗方式完成任一道与参考道的互相关计算。

其中，参考道位于所述预定偏移距范围中规则的偏移距位置，例如，位于所述预定偏移距范围的中间值。

C、确定任一道的等级加权系数、道集加权系数和偏移距加权系数，并利用所述等级加权系数、道集加权系数和偏移距加权系数对时差校正后的所述任一道进行分级空间距离加权叠加。

其中，在确定等级加权系数的步骤中：共中心点道集集合中位于同一个主测线上的共中心点道集具有相同的等级加权系数；共中心点道集集合中的任一共中心点道集所在主测线与所述某一共中心点道集所在主测线的距离越远，等级加权系数越小。

具体地，在确定道集加权系数的步骤中：共中心点道集集合中的任一共中心点道集与某一共中心点道集的距离越远，道集加权系数越小。在确定偏移距加权系数的步骤中：共中心点道集集合中的任一共中心点道集的任一道的偏移距与所述参考道的偏移距的距离越远，偏移距加权系数越小。

采用下式进行分级空间距离加权叠加计算：

上式中，Val_sup为超道集样点值，Val_seis为参考道的样点值，φ为等级加权系数，λ为道集加权系数，ξ为偏移距加权系数，k、m、n分别为参与计算的主测线个数、参与计算的共中心点道集个数和参数计算的共中心点道集中偏移距范围内的地震道数。

D、重复所述步骤B和C，直到共中心点道集集合中所有共中心点道集的所有道完成叠加，得到超道集的一道。

E、重复所述步骤A至D，直到地震数据中的所有共中心点道集处理完，得到超道集。

为了更好地理解本发明的上述示例性实施例，下面结合具体示例对其进行进一步说明。

示例

图1示出了本发明示例性实施例的超道集计算方法的流程图。图2是图1中形成共中心点道集集合步骤的示意图。如图1所示，本发明示例性实施例的超道集计算方法包括输入地震数据并进行以下处理：

1)确定当前共中心点道集和参与计算的道集数据

如图2所示，三维地震数据共中心点道集常按照INLINE-XLINE进行排列，对于某一需要计算超道集的原始共中心点道集A，可以在当前INLINE线(即原始共中心点道集A所在的主测线)前后对称选取若干条相邻INLINE线，每条上前后对称选取相邻的若干个共中心点道集，组成三维空间平面上的一个共中心点道集的集合。若需要计算A位置的超道集，可以选取相邻INLINE03线和INLINE05线(但不是唯一选取方案，根据实际情况对称选取)与XLINE02线、XLINE03线、XLINE04线、XLINE05线、XLINE06线(但不是唯一选取方案，根据实际情况对称选取)相交的共中心点道集，A11、A12、A13、A14、A15、A21、A22、A24、A25、A31、A32、A33、A34、A35，与A一共15个共中心点道集组成一个集合。二维只有一个INLINE线，故只考虑一条线的情况。当然对于一些规则的二维采集，也可以采用拟三维的思路处理，但涉及对数据观测系统的重构。

2)多时窗相关计算

根据超道集的计算原理，就是将一定偏移距范围内的地震道通过叠加形成一道数据，放到规则的偏移距位置，如将偏移距0～100米的地震数据叠加，放到偏移距50米的位置，由于偏移距一定范围内(偏移距0～100米)的地震数据，存在偏移距差别，直接叠加效果不佳，特别对于山地复杂地区，地下速度场横向变化导致地层反射的地震波到达的时间更没有规律，只有通过相关计算，获得相同地层的到达时间差，进行时间校正后再叠加，但对于复杂区的相同地层反射能量存在差异较大，相关计算不准确，本发明提出了多时窗的思路，通过开多个时窗，将相关的两个地震道的时间相差一定范围内的强能量进行相关计算，得到一组这两个数据的相关时间差，通过剔除差异明显的异常值，再将剩余的相关时间差进行算术平均，得到当前两个地震道的相关时间差，进行时差校正。

如图2所示，例如，对于共中心点道集A11的某一道，按时窗将其与共中心点道集A的参考道进行互相关计算，得到共中心点道集A11的某一道的相关时间差集合，剔除相关时间差集合中的异常值并进行算术平均，得到共中心点道集A11的某一道的时间移动量，利用时间移动量作为校正量对该道进行时差校正。同样地，共中心点道集A11、A12、A13、A14、A15、A21、A22、A24、A25、A31、A32、A33、A34、A35中的各个地震道分别与共中心点道集A中的参考道(位于偏移距为50米处)按照时窗进行互相关计算，并且共中心点道集A中除参考道的其它道也与共中心点道集A中的参考道按照时窗进行互相关计算。得到共中心点道集A11、A12、A13、A14、A15、A21、A22、A24、A25、A31、A32、A33、A34、A35、A中各地震道与共中心点道集A的参考道的相关时间差集合，剔除各相关时间差集合中的异常值并进行算术平均，得到共中心点道集A11、A12、A13、A14、A15、A21、A22、A24、A25、A31、A32、A33、A34、A35、A中各地震道的时间移动量，利用时间移动量作为校正量对对应地震道进行时差校正。

3)分级空间距离加权叠加

按照前面第一步的处理完成了所有地震道的相关时间差计算和时差校正后，就要进行分级空间距离加权叠加。具体方法如下：

①根据参与叠加的共中心点道集(例如，共中心点道集A11、A12、A13、A14、A15、A21、A22、A24、A25、A31、A32、A33、A34、A35)所在INLINE线与当前道集(即所述某一共中心点道集，例如图2上的共中心点道集A)所在INLINE线距离划分等级，给出等级加权系数，同一个INLINE线的共中心点道集具有相同的等级加权系数，其范围在0～1.0之间，一般当前道集所在INLINE线的等级加权系数为1.0，前后相邻的INLINE线等级加权系数逐渐减小，与当前INLINE线距离越远，其等级加权系数越小。

②在同一INLINE线内，依据参与计算的共中心点道集与当前计算的共中心点道集的距离进行反距离加权，得到对应参与计算的共中心点道集的道集加权系数，公式为：

上式中，λ_k为第k个道集加权系数，CmpX_k、CmpY_k为第k个道集的x、y坐标，CmpX_M、CmpY_M(M＝1,2，……，m)为第M个道集的x、y坐标，CmpX₀、CmpY₀为当前超道集的x、y坐标。

③在同一共中心点道集内，依据参与计算的共中心点道集内的地震数据道的偏移距与超道集对应偏移距的距离差，进行反距离加权，得到对应参与计算的共中心点道集地震数据的偏移距加权系数，公式为：

上式中，ξ_p为第p个偏移距加权系数，ReX_p、RecY_p分别为第p个偏移距的检波点的x、y坐标，RecX_N、RecY_N(N＝1,2，……，n)分别为第N个偏移距的检波点的x、y坐标，RecX₀、RecY₀分别为当前超道集偏移距的检波点的x、y坐标。

④利用这三个加权系数，对时差校正后的地震道进行分级空间距离加权叠加：

上式中，Val_sup为超道集样点值，Val_seis为参考道的样点值，φ为等级加权系数，λ为道集加权系数，ξ为偏移距加权系数，k、m、n分别为参与计算的主测线个数、参与计算的共中心点道集个数和参数计算的共中心点道集中偏移距范围内的地震道数。

综上所述，本发明提供了一种复杂地表分级空间距离加权的超道集计算方法，通过对二、三维地震数据进行空间位置的多时窗相关校正，从而实现同相叠加，最终提升超道集成像质量。本发明提成的这种复杂地表分级空间距离加权的超道集计算方法特别适用于地表地下情况复杂的地震数据速度分析处理，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。

尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本发明的示例性实施例进行各种修改和改变。

Claims (10)

1.一种复杂地表分级空间距离加权的超道集计算方法，其特征在于，所述超道集计算方法包括输入地震数据并进行以下处理：

A、在预定偏移距范围内选取与某一共中心点道集相邻的多个共中心点道集，所述多个共中心点道集与所述某一共中心点道集组成用于计算超道集中一道的共中心点道集集合；

B、所述共中心点道集集合中的任一共中心点道集的任一道与所述某一共中心点道集中的参考道进行多时窗互相关计算，得到所述任一道与所述参考道的相关时间差集合，剔除所述相关时间差集合中的异常值并进行算术平均，得到所述任一道的时间移动量，利用所述时间移动量对所述任一道进行时差校正；

C、确定所述任一道的等级加权系数、道集加权系数和偏移距加权系数，并利用所述等级加权系数、道集加权系数和偏移距加权系数对时差校正后的所述任一道进行分级空间距离加权叠加；

D、重复所述步骤B和C，直到所述共中心点道集集合中所有共中心点道集的所有道完成叠加，得到超道集的一道；

E、重复所述步骤A至D，直到地震数据中的所有共中心点道集处理完，得到超道集。

2.根据权利要求1所述的复杂地表分级空间距离加权的超道集计算方法，其特征在于，在所述步骤A中，选取第N-i、...、N-1、N、N+1、...、N+i条主测线与第M-j、...、M-1、M、M+1、...、M+j条联络线相交处的共中心点道集组成所述用于计算某一共中心点道集处超道集的共中心点道集集合，其中，所述某一共中心点道集位于第N条主测线和第M条联络线的交点处，i、j、M和N均为不小于1的正整数，N≥i，M≥j。

3.根据权利要求1所述的复杂地表分级空间距离加权的超道集计算方法，其特征在于，所述共中心点道集集合中共中心点道集的数量为奇数。

4.根据权利要求1所述的复杂地表分级空间距离加权的超道集计算方法，其特征在于，在所述步骤B中，将所述任一道与所述参考道按时窗进行互相关计算，得到各个时窗内所述任一道与所述参考道的相关时间差，形成所述相关时间差集合。

5.根据权利要求1所述的复杂地表分级空间距离加权的超道集计算方法，其特征在于，在所述步骤B中，所述参考道位于所述预定偏移距范围中规则的偏移距位置。

6.根据权利要求1所述的复杂地表分级空间距离加权的超道集计算方法，其特征在于，所述参考道位于所述预定偏移距范围的中间值处。

7.根据权利要求1所述的复杂地表分级空间距离加权的超道集计算方法，其特征在于，在所述确定等级加权系数的步骤中：

所述共中心点道集集合中位于同一个主测线上的共中心点道集具有相同的等级加权系数；

所述共中心点道集集合中的任一共中心点道集所在主测线与所述某一共中心点道集所在主测线的距离越远，等级加权系数越小。

8.根据权利要求1所述的复杂地表分级空间距离加权的超道集计算方法，其特征在于，在同一主测线上，在所述确定道集加权系数的步骤中：所述共中心点道集集合中的任一共中心点道集与所述某一共中心点道集的距离越远，道集加权系数越小。

9.根据权利要求1所述的复杂地表分级空间距离加权的超道集计算方法，其特征在于，在同一主测线上，在所述确定偏移距加权系数的步骤中：所述共中心点道集集合中的任一共中心点道集的任一道的偏移距与所述参考道的偏移距的距离越远，偏移距加权系数越小。

10.根据权利要求1所述的复杂地表分级空间距离加权的超道集计算方法，其特征在于，在所述步骤C中，采用下式进行分级空间距离加权叠加计算，

上式中，Val_sup为超道集样点值，Val_seis为参考道的样点值，φ为等级加权系数，λ为道集加权系数，ξ为偏移距加权系数，k、m、n分别为参与计算的主测线个数、参与计算的共中心点道集个数和参数计算的共中心点道集中偏移距范围内的地震道数。