CN109343110A - 一种均值阻滤波分离地震绕射波的方法 - Google Patents
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Abstract
一种均值阻滤波分离地震绕射波的方法,步骤为:1)将含有m道,每道有n个采样点的单炮地震数据读取到二维数组R 1中;2)对数组R 1进行正常时差校正,获得数组R 2;3)在数组R 2中提取一行绕射波发育的地震数据,获得低切波数,确定均值滤波道窗参数;4)对数组R 2的数据进行一维均值滤波获得数组R 3;5)实施均值阻滤波提取绕射波,数组R 2减去均值滤波后的数组R 3;6)重复第4、5)步,对R 2数据中的每一行数据进行均值阻滤波处理,得二维数组R 4,将提取的绕射波进行反正常时差校正处理得到数组R 5,完成均值阻滤波分离绕射波;7)重复1)至6),处理地震测线数据,对绕射波进行地震偏移成像,获得绕射波成像剖面;可有效分离出地震绕射波。
Description
技术领域
本发明属于地震数据处理技术领域,特别是一种均值阻滤波分离地震绕射波的方法。
背景技术
岩溶缝洞作为油气运移的通道和有利的储集空间,在碳酸盐岩油气资源勘探与开发中占有十分重要的地位。岩溶缝洞体的大小、充填及形态与地震波场特征的变化有着密切的联系,常以绕射波的形式表现。绕射波的存在,一方面给反射波精确成像带来了极大的挑战;另一方面,绕射波是由地下不均匀地质体引起的地震响应,它们携带了高分辨率,甚至超高分辨率的地质信息。因此,如果能有效利用绕射波携带的丰富信息,岩溶缝洞储集体的预测精度将有可能得到进一步提高。然而绕射波通常属于弱信号范畴,而且分布范围广、能量衰减快,并掩盖在反射波及其它噪声之下,因此要想有效利用地震绕射波信息精确识别碳酸盐岩储集体,首要的任务是将其干净、完整地分离出来。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足,本发明的目的在于提出一种地震绕射波分离的方法,该方法不但能有效分离出地震绕射波,而且获得的绕射波可直接用于地震成像,并充分利用绕射波分辨率高、能直接指示地质异常体存在的优势,提高岩溶缝洞储集体预测的精度。
为了实现上述目的,本发明采用的技术和方案是:一种均值阻滤波分离地震绕射波的方法,其特征在于,包括如下步骤:
第一步,将含有m道,每道有n个采样点的单炮地震数据读取到二维数组R1中;
第二步,依据反射波叠加速度和反射波时距规律,对二维数组 R1进行正常时差校正处理,获得数组R2;
反射波正常时差确定方程:
其中,△t为反射波正常时差,x为偏移距,t是偏移距为x的旅行时,t0为零炮检距情况下的旅行时,v为反射波叠加速度;
第三步,在数组R2中提取一行绕射波发育的地震数据y(x0)进行波数谱分析以获得低切波数kL,进而定量确定均值滤波道窗参数mR;
依据下列公式计算均值滤波道窗参数mR:
波数谱分析方程:
均值滤波道窗参数mR计算方程:mR=1/kL
式中,y(x0)为地震数据,x0=(j-1)△x0为等效偏移距,取△x0=1 为等效道距,以道序号增量为单位;j为地震道序号,j=1,2,3,…, m,m为地震道数,k为波数,kL为低切波数,mR为均值滤波道窗参数;
第四步,以mR为均值滤波道窗参数,通过滑动道窗依次对数组 R2的每一行数据进行一维均值滤波处理获得数组R3;均值滤波道窗参数mR一般为奇数,若为偶数,输出结果Y(j)取中间两个样值的平均值;
一维均值滤波方程:
其中,Y(j)为均值滤波结果,y(j)为正常时差校正后的地震数据, j为地震道序号,j=1,2,3,…,m;m为地震道数,i为滤波窗口内的采样序号,mR=2a+1为均值滤波道窗参数,a为半个滤波窗口长度, a取正整数;
第五步,实施均值阻滤波提取绕射波,其原理是正常时差校正后的数组R2减去均值滤波后的数组R3;
一维均值阻滤波方程:
yR(j)=y(j)-Y(j) (j=1,2,3,…,m)
其中,yR(j)为均值阻滤波结果,y(j)为正常时差校正后的地震数据,Y(j)为均值滤波结果,j为地震道序号,m为地震道数;
第六步,重复第四、第五步,依次对数组R2中的每一行数据进行均值阻滤波处理后获得二维数组R4,然后依据反射波叠加速度和反射波时距规律,将提取的绕射波进行反正常时差校正处理后得到数组R5,同时切除因正常时差校正导致的大偏移距波形畸变的数据,并按输入时的地震数据格式输出,便完成了单炮地震记录的均值阻滤波分离绕射波;
反射波正常时差确定方程:
其中,△t为反射波正常时差,x为偏移距,t是偏移距为x的旅行时,t0为零炮检距情况下的旅行时,v为反射波叠加速度;
第七步,重复第一至第六步,依次对含有M炮地震记录的地震测线数据进行均值阻滤波分离绕射波处理,随后可对分离出来的绕射波进行地震偏移成像处理,获得绕射波成像剖面。
本发明的有益效果是:
本发明的方法基于绕射波与反射波的时距曲规律存在差异的特征,通过正常时差校正处理使它们的横向相干性差异更加明显,然后通过均值阻滤波提取绕射波,有效解决了绕射波与反射波难以分离的问题。通过该方法提取的绕射波可单独进行偏移成像,其成像结果能有效提高岩溶缝洞储集体的预测精度。
附图说明
图1为原始单炮地震记录。
图2为本发明正常时差校正处理后的单炮地震记录。
图3a为本发明的地震数据波数谱中采样时间t=2000ms的地震数据图。
图3b为本发明的地震数据波数谱分析图。
图4a为本发明的提取第1炮采样时间t=2000ms的地震数据波场分离结果中t=2000ms的原始地震数据图。
图4b为本发明的提取第1炮采样时间t=2000ms的地震数据波场分离结果中均值滤波结果图。
图4c为本发明的提取第1炮采样时间t=2000ms的地震数据波场分离结果中均值阻滤波结果。
图5a为本发明的均值阻滤波提取的单炮绕射波地震记录图。
图5b为本发明的均值阻滤波分离绕射波后的单炮地震记录图。
图6a为本发明地震测线炮集地震记录的绕射波分离处理结果中前10炮原始炮集地震记录图。
图6b为本发明地震测线炮集地震记录的绕射波分离处理结果中提取的绕射波炮集地震记录图。
图7a为本发明的地震波成像结果中反波成像剖面图。
图7b为本发明的地震波成像结果中绕射波成像剖面图。
具体实施方法
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明。
参见图1、2、3a~b、图4a~c、图5a~b、图6a~b、图7a~b,一种均值阻滤波分离地震绕射波的方法,包括如下步骤:
第一步,将含有m道,每道有n个采样点的单炮地震数据读取到二维数组R1中,参见图1;
第二步,依据反射波叠加速度和反射波时距规律,对二维数组 R1进行正常时差校正处理,获得数组R2,参见图2;
反射波正常时差确定方程:
其中,△t为反射波正常时差,x为偏移距,t是偏移距为x的旅行时,t0为零炮检距情况下的旅行时,v为反射波叠加速度;
第三步,在数组R2中提取一行绕射波发育的地震数据y(x0)进行波数谱分析以获得低切波数kL,进而定量确定均值滤波道窗参数mR,参见图3a-图3b;
依据下列公式计算均值滤波道窗参数mR:
波数谱分析方程:
均值滤波道窗参数mR计算方程:mR=1/kL
式中,y(x0)为地震数据,x0=(j-1)△x0为等效偏移距,取△x0=1 为等效道距,以道序号增量为单位;j为地震道序号,j=1,2,3,…, m,m为地震道数,k为波数,kL为低切波数,mR为均值滤波道窗参数;
第四步,以mR为均值滤波道窗参数,通过滑动道窗依次对数组 R2的每一行数据进行一维均值滤波处理获得数组R3;均值滤波道窗参数mR一般为奇数,若为偶数,输出结果Y(j)取中间两个样值的平均值,参见图4a~c;
一维均值滤波方程:
其中,Y(j)为均值滤波结果,y(j)为正常时差校正后的地震数据, j为地震道序号,j=1,2,3,…,m;m为地震道数,i为滤波窗口内的采样序号,mR=2a+1为均值滤波道窗参数,a为半个滤波窗囗长度, a取正整数;
第五步,实施均值阻滤波提取绕射波,其原理是正常时差校正后的数组R2减去均值滤波后的数组R3,参见图4a~c;
一维均值阻滤波方程:
yR(j)=y(j)-Y(j) j=1,2,3,…,m
其中,yR(j)为均值阻滤波结果,y(j)为正常时差校正后的地震数据,Y(j)为均值滤波结果,j为地震道序号,m为地震道数;
第六步,重复第四、第五步,依次对数组R2中的每一行数据进行均值阻滤波处理后获得二维数组R4,然后依据反射波叠加速度和反射波时距规律,将提取的绕射波进行反正常时差校正处理后得到数组R5,同时切除因正常时差校正导致的大偏移距波形畸变的数据,并按输入时的地震数据格式输出,便完成了单炮地震记录的均值阻滤波分离绕射波,参见图5a~b;
反射波正常时差确定方程:
其中,△t为反射波正常时差,x为偏移距,t是偏移距为x的旅行时,t0为零炮检距情况下的旅行时,v为反射波叠加速度;
第七步,重复第一至第六步,依次对含有M炮地震记录的地震测线数据进行均值阻滤波分离绕射波处理,随后可对分离出来的绕射波进行地震偏移成像处理,获得绕射波成像剖面,参见图6a~b和图 7a~b。
实施实例
将一套含有151炮,每炮150道、每道2500个采样点,道距为 20m,采样率为1ms的岩溶储层探测地震数据为例说明实施步骤:
第一步,将含有150道,每道有2500个采样点的单炮地震数据读取到二维数组R1中,参见图1;
第二步,依据反射波叠加速度和反射波时距规律,对二维数组 R1进行正常时差校正处理,获得数组R2,参见图2;
反射波正常时差确定方程:
其中,△t为反射波正常时差,x为偏移距,t是偏移距为x的旅行时,t0为零炮检距情况下的旅行时,v为反射波叠加速度;
第三步,在数组R2中提取一行绕射波发育的地震数据y(x0)进行波数谱分析以获得低切波数kL=0.06,进而定量确定均值滤波道窗参数mR=17,参见图3a~b;
依据下列公式计算均值滤波道窗参数mR:
波数谱分析方程:
均值滤波道窗参数mR计算方程:mR=1/kL
式中,y(x0)为地震数据,x0=(j-1)△x0为等效偏移距,取△x0=1 为等效道距,以道序号增量为单位,j为地震道序号,j=1,2,3,…, 150,m=150为地震道数,k为波数,kL为低切波数,mR为均值滤波道窗参数;
第四步,以mR=17为均值滤波道窗参数,通过滑动道窗依次对数组R2的每一行数据进行一维均值滤波处理获得数组R3,参见图 4a~c;
一维均值滤波方程:
其中,Y(j)为均值滤波结果,y(j)为正常时差校正后的地震数据, j为地震道序号,j=1,2,3,…,150,m=150为地震道数,i为滤波窗口内的采样序号,mR=2a+1为均值滤波道窗参数,a=8;
第五步,实施均值阻滤波提取绕射波,其原理是正常时差校正后的数组R2减去均值滤波后的数组R3,参见图4(a)~(c);
一维均值阻滤波方程:
yR(j)=y(j)-Y(j) (j=1,2,3,…,150)
其中,yR(j)为均值阻滤波结果,y(j)为正常时差校正后的地震数据,Y(j)为均值滤波结果,j为地震道序号,m=150为地震道数;
第六步,重复第四、第五步,依次对数组R2中的每一行数据进行均值阻滤波处理后获得二维数组R4,然后依据反射波叠加速度和反射波时距规律,将提取的绕射波进行反正常时差校正处理后得到数组R5,同时切除因正常时差校正导致的大偏移距波形畸变的数据,并按输入时的地震数据格式输出,便完成了单炮地震记录的均值阻滤波分离绕射波,参见图5a~b;
反射波正常时差确定方程:
其中,△t为反射波正常时差,x为偏移距,t是偏移距为x的旅行时,t0为零炮检距情况下的旅行时,v为反射波叠加速度;
第七步,重复第一至第六步,依次对含有151炮地震记录的地震测线数据进行均值阻滤波分离绕射波处理,随后对分离出来的绕射波进行地震偏移成像处理,获得绕射波成像剖面,参见图6a~b和图 7a~b。
实例效果说明:
图1是一炮地震记录数据,其中横坐标为道号,纵坐标为采样时间(单位:ms),该地震记录数据中在1700ms以下存在多组与碳酸岩缝洞有关的绕射波。
图2是正常时差校正处理后的单炮地震记录数据,反射波已被校正平,而绕射波仍然不同程度地没有被校正平,横向相干性差别存在较大差距。
图3a-图3b是提取采样时间t=2000ms的地震数据进行波数分析,其中图3a为地震记录数据,图3b为波数谱,从波数谱可看出,波数带为0.06~0.16,因此获得低切波数kL=0.06。
图4a-图4c是提取采样时间t=2000ms的地震数据进行均值阻滤波,其中图4a为原始地震记录数据,图4b为均值滤波结果,图4c 为均值阻滤波结果。
图5a-图5b是单炮地震记录的波场分离结果,其中图5a为均值阻滤波提取的绕射波地震记录,图5b为分离绕射波后的地震记录,绕射波分离较彻底。
图6a-图6b是一条地震测线炮集地震记录的部分段(前10炮) 地震波场分离结果,其中图6a为原始炮集地震记录,图6b为提取的绕射波炮集地震记录,与原始地震记录相比较,绕射波分离较彻底。
图7a-图7b是地震偏移成像结果,其中图7a为原始地震数据的地震偏移成像剖面,从剖面上仅能识别出B、C和D溶洞,图7b为绕射波偏移成像剖面,从剖面上不但识别出B、C、D溶洞,而且较小尺寸的A和E岩溶也识别出来了,说明绕射波成像可有效改善岩溶储层的成像质量,尤其对改善小尺度岩溶的成像质量具有绝对的优势。
Claims (2)
1.一种均值阻滤波分离地震绕射波的方法,其特征在于,包括如下步骤:
第一步,将含有m道,每道有n个采样点的单炮地震数据读取到二维数组R 1中;
第二步,依据反射波叠加速度和反射波时距规律,对二维数组R 1进行正常时差校正处理,获得数组R 2;
反射波正常时差确定方程:
其中,△t为反射波正常时差,x为偏移距,t是偏移距为x的旅行时,t 0为零炮检距情况下的旅行时,v为反射波叠加速度;
第三步,在数组R 2中提取一行绕射波发育的地震数据y(x 0)进行波数谱分析以获得低切波数k L ,进而定量确定均值滤波道窗参数m R;
依据下列公式计算均值滤波道窗参数m R:
波数谱分析方程:
均值滤波道窗参数m R计算方程:m R=1/k L
式中,y(x 0)为地震数据,x 0=(j-1)△x 0为等效偏移距,取△x 0=1为等效道距,以道序号增量为单位;j为地震道序号,j=1,2,3,…,m,m为地震道数,k为波数,k L 为低切波数,m R为均值滤波道窗参数;
第四步,以m R为均值滤波道窗参数,通过滑动道窗依次对数组R 2的每一行数据进行一维均值滤波处理获得数组R 3;均值滤波道窗参数m R一般为奇数,若为偶数,输出结果Y(j)取中间两个样值的平均值;
一维均值滤波方程:
其中,Y(j)为均值滤波结果,y(j)为正常时差校正后的地震数据,j为地震道序号,j=1,2,3,…,m;m为地震道数,i为滤波窗口内的采样序号,m R=2a+1为均值滤波道窗参数,a为半个滤波窗口长度,a取正整数;
第五步,实施均值阻滤波提取绕射波,其原理是正常时差校正后的数组R 2减去均值滤波后的数组R 3;
一维均值阻滤波方程:
j=1,2,3,…,m
其中,y R(j)为均值阻滤波结果,y(j)为正常时差校正后的地震数据,Y(j)为均值滤波结果, j为地震道序号,m为地震道数;
第六步,重复第四、第五步,依次对数组R 2中的每一行数据进行均值阻滤波处理后获得二维数组R 4,然后依据反射波叠加速度和反射波时距规律,将提取的绕射波进行反正常时差校正处理后得到数组R 5,同时切除因正常时差校正导致的大偏移距波形畸变的数据,并按输入时的地震数据格式输出,便完成了单炮地震记录的均值阻滤波分离绕射波;
反射波正常时差确定方程:
其中,△t为反射波正常时差,x为偏移距,t是偏移距为x的旅行时,t 0为零炮检距情况下的旅行时,v为反射波叠加速度;
第七步,重复第一至第六步,依次对含有M炮地震记录的地震测线数据进行均值阻滤波分离绕射波处理,随后可对分离出来的绕射波进行地震偏移成像处理,获得绕射波成像剖面。
2.根据权利要求1所述的一种均值阻滤波分离地震绕射波的方法,其特征在于,包括以下步骤:
第一步,将含有150道,每道有2500个采样点的单炮地震数据读取到二维数组R 1中;
第二步,依据反射波叠加速度和反射波时距规律,对二维数组R 1进行正常时差校正处理,获得数组R 2;
反射波正常时差确定方程:
其中,△t为反射波正常时差,x为偏移距,t是偏移距为x的旅行时,t 0为零炮检距情况下的旅行时,v为反射波叠加速度;
第三步,在数组R 2中提取一行绕射波发育的地震数据y(x 0)进行波数谱分析以获得低切波数k L =0.06,进而定量确定均值滤波道窗参数m R=17;
依据下列公式计算均值滤波道窗参数m R:
波数谱分析方程:
均值滤波道窗参数m R计算方程:m R=1/k L
式中,y(x 0)为地震数据,x 0=(j-1)△x 0为等效偏移距,取△x 0=1为等效道距,以道序号增量为单位,j为地震道序号,j=1,2,3,…,150,m=150为地震道数,k为波数,k L 为低切波数,m R为均值滤波道窗参数;
第四步,以m R=17为均值滤波道窗参数,通过滑动道窗依次对数组R 2的每一行数据进行一维均值滤波处理获得数组R 3;
一维均值滤波方程:
其中,Y(j)为均值滤波结果,y(j)为正常时差校正后的地震数据,j为地震道序号,j=1,2,3,…,150,m=150为地震道数,i为滤波窗口内的采样序号,m R=2a+1为均值滤波道窗参数,a=8;
第五步,实施均值阻滤波提取绕射波,其原理是正常时差校正后的数组R 2减去均值滤波后的数组R 3;
一维均值阻滤波方程:
(j=1,2,3,…,150)
其中,y R(j)为均值阻滤波结果,y(j)为正常时差校正后的地震数据,Y(j)为均值滤波结果, j为地震道序号,m=150为地震道数;
第六步,重复第四、第五步,依次对数组R 2中的每一行数据进行均值阻滤波处理后获得二维数组R 4,然后依据反射波叠加速度和反射波时距规律,将提取的绕射波进行反正常时差校正处理后得到数组R 5,同时切除因正常时差校正导致的大偏移距波形畸变的数据,并按输入时的地震数据格式输出,便完成了单炮地震记录的均值阻滤波分离绕射波;
反射波正常时差确定方程:
其中,△t为反射波正常时差,x为偏移距,t是偏移距为x的旅行时,t 0为零炮检距情况下的旅行时,v为反射波叠加速度;
第七步,重复第一至第六步,依次对含有151炮地震记录的地震测线数据进行均值阻滤波分离绕射波处理,随后对分离出来的绕射波进行地震偏移成像处理,获得绕射波成像剖面。
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- 2018-09-26 CN CN201811120587.4A patent/CN109343110B/zh not_active Expired - Fee Related
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