CN109143367B - 一种初至波自动拾取方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种初至波自动拾取方法。该方法包括：1)在地震记录的第一区域中确定一个种子点作为生长的起始点；2)对地震道进行顺序扫描，将所述种子点周围邻域中与其具有相同或者相似性质的点合并到第一区域中；3)寻找第一区域的边界，将其确定为初至时间点。本发明基于地震道的局部相似性形成了一种新的地震属性道，并将新的地震属性道与地震道融合形成融合道,然后将融合道作为输入，用区域生长的方法来确定地震波初至前的区域，从而确定出初至,该方法具有抗噪能力强,拾取精度高的特点。

Description

一种初至波自动拾取方法

技术领域

本发明涉及油气及煤层气地震勘探与开发领域，更具体地，涉及一种初至波自动拾取方法。

背景技术

静校正是提高叠加剖面信噪比和垂向分辨率的一项关键技术。常规折射波静校正处理是建立在水平均匀层状介质假设前提下的。当勘探区域的地表起伏大，近地表厚度、速度变化复杂时，折射静校正就无法适用了。层析静校正能反演任意介质的近地表速度模型，是目前解决复杂地表静校正最理想的静校正方法，也是最常用的方法。而初至拾取又是层析静校正处理的第一步，它的准确与否会直接影响到层析反演结果。最初的地震波初至拾取是以人机交互的方式人工拾取的。因此初至拾取就成为一项费时而繁琐的工作。近年来，出现了许多自动初至拾取方法，例如相关法、能量比法、最大振幅法、分形维法以及神经网络法等。其中，能量比法以其简单实用而得到了广泛应用。但是在复杂近地表条件下，由于初至波能量特征、波形特征、相位特征变化大，又常常受噪声影响，初至波自动拾取方法的精度和效率仍然无法满足要求。因此有必要提出一种能够提高初至波自动拾取的准确性、稳定性和抗干扰能力的初至波拾取方法。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

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，提出了一种初至波自动拾取方法，其能够克服现有评价方法的缺点和不足。

根据本发明的初至波自动拾取方法，可以包括以下步骤：

1)在地震记录的第一区域中确定一个种子点作为生长的起始点；

2)对地震道进行顺序扫描，将所述种子点周围邻域中与其具有相同或者相似性质的点合并到第一区域中；

3)寻找第一区域的边界，将其确定为初至时间点。

优选地，在步骤1)中，指定全局最小的初至时间之前的时间点为第一个区域的种子点。

优选地，在步骤1)中，通过以下公式确定第一个区域的种子点：

其中t_seed,j为第j道种子点时间，x_j为第j道炮检距，v为勘探区域近地表速度值。

优选地，在步骤2)中，通过以下公式判断种子点周围邻域的点是否与其具有相同或者相似性质：

其中i为种子点周围邻域的点，y_i为i点的区域值，s_i为i点的地震数据，s_th为设定的阈值，区域值为1表示该区域为第一区域，区域值为－1表示该区域为第二区域。

优选地，s_i为地震属性融合道的地震数据，其通过以下公式定义：

s_i＝s1_i·w1+s2_i·w2+s3_i·w3 (3)

其中，s1_i为地震道的数据，s2_i为一个地震属性道的数据，s3_i为另一种地震属性道的数据，w1、w2、w3为加权值。

优选地，w1＝1，w2＝1，w3＝1。

优选地，s2_i为地震道的局部标准方差，s3_i为地震道的局部互相关系数。

优选地，阈值s_th通过以下公式定义：

s_th＝f1·s1_seed+f2·s2_seed+f3·s3_seed (4)

其中，s1_seed、s2_seed、s3_seed分别为所述种子点处s1_i，s2_i和s3_i的值，f1,f2, f3为加权值。

优选地，f1取1～2，f2＝10，f3＝10。

优选地，地震道的局部标准方差Std(t)通过以下公式计算：

其中，N_w为一个滑动窗口的长度，s_i为i点的地震数据，

为窗口内地震数据的平均值，t为时间。

本发明提出一种地震波初至自动拾取方法,其基于地震道的局部相似性形成了一种新的地震属性道，并将新的地震属性道与地震道融合形成融合道,然后将融合道作为输入，用区域生长的方法来确定地震波初至前的区域，从而确定出初至,该方法具有抗噪能力强,拾取精度高的特点。

本发明的方法具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1为根据本发明的示例性实施方案的初至波自动拾取方法的流程图。

具体实施方式

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

以下参考图1详细描述根据本发明示例性实施例的初至波自动拾取方法。

该方法主要包括：

步骤1：在地震记录的第一区域中确定一个种子点作为生长的起始点。

第一步，对于每个需要分割的区域找一个种子点作为生长的起始点。对于地震记录而言，可以事先浏览地震记录，然后指定全局最小的初至时间之前的时间点为第一个区域的种子点，也可以通过下式粗略的但是自适应地给出每一道第一个区域的种子点：

其中t_seed,j为第j道种子点时间，x_j为第j道炮检距，v为勘探区域近地表速度的一个粗略估计值。

由于地震记录是分为两个区域，因此只需要给定一个区域的种子点，然后分割出第一个区域，那么剩下的就是第二个区域。所以不用确定第二个区域的种子点。如果将第一个区域的值都赋值为1，而第二个区域的值都赋值为-1，那么种子点处的值就是1，而其余点处的值都是-1。

步骤2：对地震道进行顺序扫描，将所述种子点周围邻域中与其具有相同或者相似性质的点合并到第一区域中。

将种子点周围邻域中与种子点具有相同或者相似性质的点合并到种子点所在的区域中，即把这些点处的区域值也设置为1。

判断种子点周围邻域的点是否与种子点具有相同或者相似性质，是需要一个准则。本发明中，是给定一个阈值，即通过下式来划分区域：

其中i为种子点周围邻域的点，y_i为i点的区域值，s_i为i点的地震数据，s_th为设定的阈值，区域值为1表示该区域为第一区域，区域值为－1表示该区域为第二区域。

对于信噪比比较高的地震记录，将阈值设置为种子点处地震记录的1～2倍即可很好的划分出两个区域。但是对于信噪比低的地震记录，这种方法还有可能失败。为此，本发明进一步提出一种地震属性融合道，即几种地震属性道进行融合，融合方式可以采用如下形式：

s_i＝s1_i·w1+s2_i·w2+s3_i·w3 (3)

其中，s1_i为地震道的数据，s2_i为一个地震属性道的数据，s3_i为另一种地震属性道的数据，w1、w2、w3为加权值。w1，w2，w3为加权值，这些权值可以都设置为1。而s2_i和s3_i可以是局部属性道，例如地震道的局部标准方差和地震道局部互相关系数。

当(2)式中的输入不是地震道，而是(3)式中的融合道时，(2)式中的阈值也要做相应的改变。取s1_i为地震道，s2_i和s3_i分别是地震道的局部标准方差和地震道局部互相关系数的最大值，则此时阈值的设置如下：

s_th＝f1·s1_seed+f2·s2_seed+f3·s3_seed (4)

其中，s1_seed、s2_seed、s3_seed分别为所述种子点处s1_i，s2_i和s3_i的值，f1,f2, f3为加权值。f1取1～2，而f2和f3则可以取10

地震道的局部标准方差可以按下式计算：

其中N_w为一个滑动窗口的长度，s_i为i点的地震数据，s_w为窗口内地震数据的平均值，t为时间。

地震道局部互相关系数的最大值是两个长度相同，但是起始时间相隔一定距离的两个窗口内的地震道的互相关系时的最大值，通常起始时间的间隔取1 个采样点。

步骤3：寻找第一区域的边界，将其确定为初至时间点。

本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。

以上已经描述了本发明的各实施例，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 (8)

1.一种初至波自动拾取方法，其特征在于，所述方法包括：

1)在地震记录的第一区域中确定一个种子点作为生长的起始点；

2)对地震道进行顺序扫描，将所述种子点周围邻域中与其具有相同或者相似性质的点合并到第一区域中；

3)寻找第一区域的边界，将其确定为初至时间点；

在步骤2)中，通过以下公式判断种子点周围邻域的点是否与其具有相同或者相似性质：

其中i为种子点周围邻域的点，y_i为i点的区域值，s_i为i点的地震数据，s_th为设定的阈值，区域值为1表示该区域为第一区域，区域值为－1表示该区域为第二区域；

s_i为地震属性融合道的地震数据，其通过以下公式定义：

s_i＝s1_i·w1+s2_i·w2+s3_i·w3 (3)

其中，s1_i为地震道的数据，s2_i为一个地震属性道的数据，s3_i为另一种地震属性道的数据，w1、w2、w3为加权值。

2.根据权利要求1所述的初至波自动拾取方法，其特征在于，在步骤1)中，指定全局最小的初至时间之前的时间点为第一个区域的种子点。

3.根据权利要求1所述的初至波自动拾取方法，其特征在于，在步骤1)中，通过以下公式确定第一个区域的种子点：

其中t_seed,j为第j道种子点时间，x_j为第j道炮检距，v为勘探区域近地表速度值。

4.根据权利要求1所述的初至波自动拾取方法，其特征在于，w1＝1，w2＝1，w3＝1。

5.根据权利要求1或4所述的初至波自动拾取方法，其特征在于，s2_i为地震道的局部标准方差，s3_i为地震道的局部互相关系数。

6.根据权利要求5所述的初至波自动拾取方法，其特征在于，阈值s_th通过以下公式定义：

s_th＝f1·s1_seed+f2·s2_seed+f3·s3_seed (4)

其中，s1_seed、s2_seed、s3_seed分别为所述种子点处s1_i，s2_i和s3_i的值，f1,f2,f3为加权值。

7.根据权利要求6所述的初至波自动拾取方法，其特征在于，f1取1～2，f2＝10，f3＝10。

8.根据权利要求5所述的初至波自动拾取方法，其特征在于，地震道的局部标准方差Std(t)通过以下公式计算：

其中，N_w为一个滑动窗口的长度，s_i为i点的地震数据，

为窗口内地震数据的平均值，t为时间。

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