CN109633744B - 地震子波的提取方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

地震子波的提取方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种地震子波的提取方法、装置、设备及存储介质。该方法包括:获取地震记录信息;根据所述地震记录信息确定多个同相轴;根据所述多个同相轴进行子波提取,获得所述地震记录信息对应的子波。本发明实施例提供的地震子波的提取方法,根据地震记录信息对应的多个同相轴进行子波提取,可以提高提取的子波的准确性,从而为后续地震勘探的处理及反演解释工作奠定良好的基础。

Description

地震子波的提取方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及地震勘探技术领域,尤其涉及一种地震子波的提取方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
地震子波是一段具有确定的起始时间、能量有限且有一定延续长度的信号。在地震勘探中,地震子波可直接反映出地震波的传播特征,其在地震资料的处理和解释环节有着重要的作用,尤其在地震资料的处理中,地震子波的正确与否对处理结果的精度有着不可忽视的影响。在地震正演时,必须通过褶积结合地震子波来获取地震记录;在地震反演时,地震子波的准确性又会涉及波形匹配问题,进而影响到最终的反演精度。因此,如何从地震记录中提取准确的地震子波一直以来是地震勘探领域的研究热点。
地震子波提取方法总体上可分为确定性子波提取方法、统计性子波提取方法两大类。确定性子波提取方法是一种利用声波测井和密度测井资料的子波提取方法,其首先需要计算出反射系数序列,然后结合井旁地震道的数据通过反褶积技术求出地震子波。这种方法的优点是不需要对反射系数序列的分布做任何假设就可以得到较为准确的地震子波。然而传统的确定性子波提取方法在提取子波的过程中均需要利用测井资料,而在实际地震勘探中,测井资料往往难以获取,因此该类方法在实际地震子波提取中的应用受到了较大的限制。
Robinson于1975年提出了统计性子波提取方法,这类方法在不需要测井信息的情况下也可以得到地震子波的估计。统计性子波提取方法通常基于如下假设:地震子波是时不变的,地下反射率是具有白噪谱的随机序列,且地震道不含噪声,因此地震记录的自相关就可给定出地震子波自相关的一个估计,即可获取地震子波的振幅谱。而对于子波的相位谱,这类方法通常假设子波相位为最小相位、零相位或最大相位的一种。由于统计性子波提取方法不依赖于测井资料,其较好地解决了测井资料难以获取的问题,然而该类方法均是基于地震子波时不变的假设,即假设浅、深层均为同一子波,而实际上地震子波具有时变的特性,经过地层衰减后,其在浅层表现为高频,而在深层表现为低频,因此传统的统计性子波提取方法无法实现时变子波的提取,其无法反映真实的子波变化。
发明内容
本发明实施例提供一种地震子波的提取方法、装置、设备及存储介质,以实现对地震子波的提取,提高地震子波的准确性。
第一方面,本发明实施例提供了一种地震子波的提取方法,该方法包括:
获取地震记录信息;
根据所述地震记录信息确定多个同相轴;
根据所述多个同相轴进行子波提取,获得所述地震记录信息对应的子波。
进一步地,根据所述地震记录信息确定多个同相轴,包括:
根据所述地震记录信息获得同相加权的叠加速度谱;
获取所述叠加速度谱在不同时刻分别对应的速度极值;
根据所述不同时刻和分别对应的速度极值确定多个同相轴。
进一步地,根据所述地震记录信息获得同相加权的叠加速度谱按照如下公式计算:
Figure GDA0002811609150000031
其中,n为道号,1≤n≤N;xn为第n道的偏移距;τ表示位于第n道的传感器初次检测到地震波的时刻;b(v,τ)为同相加权因子,其计算公式为:
Figure GDA0002811609150000032
其中,λ表示阶数且λ≥2;L表示时窗的样点数;C为常数,取地震波平均振幅的0.01-0.001。
进一步地,获取所述叠加速度谱在不同时刻分别对应的速度极值,包括:
采用等值线追踪法获取所述叠加速度谱在不同时刻分别对应的速度极值。
进一步地,根据所述不同时刻和分别对应的速度极值确定多个同相轴按照如下公式计算:
Figure GDA0002811609150000033
其中,τn表示表示位于第n道的传感器初次检测到地震波的时刻,vn表示在τn时刻叠加速度谱的速度极值。
进一步地,根据所述多个同相轴进行子波提取,获得所述地震记录信息对应的子波,包括:
对所述多个同相轴分别进行傅里叶变换,获得多个振幅谱;
计算所述多个振幅谱的平均值,获得平均振幅谱;
多所述平均振幅谱进行傅里叶反变换,获得所述地震记录信息对应的子波。
第二方面,本发明实施例还提供了一种地震子波的提取装置,该装置包括:
地震记录信息获取模块,用于获取地震记录信息;
多个同相轴确定模块,用于根据所述地震记录信息确定多个同相轴;
子波提取模块,用于根据所述多个同相轴进行子波提取,获得所述地震记录信息对应的子波。
进一步地,所述多个同相轴确定模块,还用于:
根据所述地震记录信息获得同相加权的叠加速度谱;
获取所述叠加速度谱在不同时刻分别对应的速度极值;
根据所述不同时刻和分别对应的速度极值确定多个同相轴。
第三方面,本发明实施例还提供了一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如本发明实施例所述的地震子波的提取方法。
第四方面,本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如本发明实施例所述的地震子波的提取方法。
本发明实施例,首先获取地震记录信息,然后根据地震记录信息确定多个同相轴,最后根据多个同相轴进行子波提取,获得地震记录信息对应的子波。本发明实施例提供的地震子波的提取方法,根据地震记录信息对应的多个同相轴进行子波提取,可以提高提取的子波的准确性,从而为后续地震勘探的处理及反演解释工作奠定良好的基础。
附图说明
图1是本发明实施例一中一种地震子波的提取方法的流程图;
图2是本发明实施例一中的一种地震记录信息的示意图;
图3a是本发明实施例一中的浅层同相轴的振幅谱;
图3b是本发明实施例一中的中层同相轴的振幅谱;
图3c是本发明实施例一中的深层同相轴的振幅谱;
图4是本发明实施例二中的一种地震子波的提取装置的结构示意图;
图5是本发明实施例三中的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种地震子波的提取方法的流程图,本实施例可适用于对地震记录信息中的子波进行提取的情况,该方法可以由地震子波的提取装置来执行,该装置可由硬件和/或软件组成,并一般可集成在具有地震子波的提取功能的设备中,该设备可以是服务器、移动终端或服务器集群等电子设备。如图1所示,具体包括如下步骤:
步骤110,获取地震记录信息。
其中,地震波记录信息可以是根据埋在不同深度的传感器检测到地震强度组成的。地震记录信息由距离和时间两个变量表征,例如,可以利用d(x,t)表征地震记录信息,其中,x表示与震源之间的距离,t表示时间。示例性的,图2为本发明实施例中的一种地震记录信息的示意图,如图2所示,纵轴表示时间,横轴表示触感器的序号,每个传感器对应与震源的距离,地震记录信息表征的是在某一时刻距离震源一定长度的位置处的振动强度。
步骤120,根据地震记录信息确定多个同相轴。
其中,同相轴是地震记录上各道振动相位相同的极值(俗称波峰或波谷)的连线。可选的,根据地震记录信息确定多个同相轴,可通过下述方式实施:根据地震记录信息获得同相加权的叠加速度谱;获取叠加速度谱在不同时刻分别对应的速度极值;根据不同时刻和分别对应的速度极值确定多个同相轴。
其中,根据所述地震记录信息获得同相加权的叠加速度谱按照如下公式计算:
Figure GDA0002811609150000061
其中,n为道号,1≤n≤N;xn为第n道的偏移距;τ表示位于第n道的传感器初次检测到地震波的时刻;b(v,τ)为同相加权因子,其计算公式为:
Figure GDA0002811609150000062
其中,λ表示阶数且λ≥2;L表示时窗的样点数;C为常数,取地震波平均振幅的0.01-0.001。本实施例中,λ越大同相加权因子的分辨率越高。
获取叠加速度谱在不同时刻分别对应的速度极值的方式可以是:采用等值线追踪法获取叠加速度谱在不同时刻分别对应的速度极值。
其中,根据不同时刻和分别对应的速度极值确定多个同相轴按照如下公式计算:
Figure GDA0002811609150000063
其中,τn表示表示位于第n道的传感器初次检测到地震波的时刻,vn表示在τn时刻叠加速度谱的速度极值。
步骤130,根据多个同相轴进行子波提取,获得地震记录信息对应的子波。
具体的,根据多个同相轴进行子波提取,获得地震记录信息对应的子波,可通过下述方式实施:对多个同相轴分别进行傅里叶变换,获得多个振幅谱;计算多个振幅谱的平均值,获得平均振幅谱;多平均振幅谱进行傅里叶反变换,获得地震记录信息对应的子波。
示例性的,图3a-图3c为浅、中、深层三个同相轴对应的振幅谱。
本实施例的技术方案,首先获取地震记录信息,然后根据地震记录信息确定多个同相轴,最后根据多个同相轴进行子波提取,获得地震记录信息对应的子波。本发明实施例提供的地震子波的提取方法,根据地震记录信息对应的多个同相轴进行子波提取,可以提高提取的子波的准确性,从而为后续地震勘探的处理及反演解释工作奠定良好的基础。
实施例二
图4为本发明实施例二中的一种地震子波的提取装置的结构示意图。如图4所示,该装置包括:地震记录信息获取模块210,多个同相轴确定模块220和子波提取模块230。
地震记录信息获取模块210,用于获取地震记录信息;
多个同相轴确定模块220,用于根据地震记录信息确定多个同相轴;
子波提取模块230,用于根据多个同相轴进行子波提取,获得地震记录信息对应的子波。
可选的,多个同相轴确定模块220,还用于:
根据地震记录信息获得同相加权的叠加速度谱;
获取叠加速度谱在不同时刻分别对应的速度极值;
根据不同时刻和分别对应的速度极值确定多个同相轴。
可选的,根据地震记录信息获得同相加权的叠加速度谱按照如下公式计算:
Figure GDA0002811609150000081
其中,n为道号,1≤n≤N;xn为第n道的偏移距;τ表示位于第n道的传感器初次检测到地震波的时刻;b(v,τ)为同相加权因子,其计算公式为:
Figure GDA0002811609150000082
其中,λ表示阶数且λ≥2;L表示时窗的样点数;C为常数,取地震波平均振幅的0.01-0.001。
可选的,多个同相轴确定模块220,还用于:
采用等值线追踪法获取叠加速度谱在不同时刻分别对应的速度极值。
可选的,根据不同时刻和分别对应的速度极值确定多个同相轴按照如下公式计算:
Figure GDA0002811609150000083
其中,τn表示表示位于第n道的传感器初次检测到地震波的时刻,vn表示在τn时刻叠加速度谱的速度极值。
可选的,子波提取模块230,还用于:
对多个同相轴分别进行傅里叶变换,获得多个振幅谱;
计算多个振幅谱的平均值,获得平均振幅谱;
多平均振幅谱进行傅里叶反变换,获得地震记录信息对应的子波。
上述装置可执行本发明前述所有实施例所提供的方法,具备执行上述方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节,可参见本发明前述所有实施例所提供的方法。
实施例三
图5为本发明实施例三提供的一种计算机设备的结构示意图。图5示出了适于用来实现本发明实施方式的计算机设备312的框图。图5显示的计算机设备312仅仅是一个示例,不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。设备312典型的是承担地震子波的提取功能的计算设备。
如图5所示,计算机设备312以通用计算设备的形式表现。计算机设备312的组件可以包括但不限于:一个或者多个处理器316,存储装置328,连接不同系统组件(包括存储装置328和处理器316)的总线318。
总线318表示几类总线结构中的一种或多种,包括存储器总线或者存储器控制器,外围总线,图形加速端口,处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说,这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(Industry StandardArchitecture,ISA)总线,微通道体系结构(Micro Channel Architecture,MCA)总线,增强型ISA总线、视频电子标准协会(Video Electronics Standards Association,VESA)局域总线以及外围组件互连(Peripheral Component Interconnect,PCI)总线。
计算机设备312典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备312访问的可用介质,包括易失性和非易失性介质,可移动的和不可移动的介质。
存储装置328可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质,例如随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)330和/或高速缓存存储器332。计算机设备312可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例,存储系统334可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图5未显示,通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图5中未示出,可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器,以及对可移动非易失性光盘(例如只读光盘(Compact Disc-Read Only Memory,CD-ROM)、数字视盘(Digital Video Disc-Read Only Memory,DVD-ROM)或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下,每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线318相连。存储装置328可以包括至少一个程序产品,该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块,这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块326的程序336,可以存储在例如存储装置328中,这样的程序模块326包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据,这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块326通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
计算机设备312也可以与一个或多个外部设备314(例如键盘、指向设备、摄像头、显示器324等)通信,还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备312交互的设备通信,和/或与使得该计算机设备312能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡,调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口322进行。并且,计算机设备312还可以通过网络适配器320与一个或者多个网络(例如局域网(Local AreaNetwork,LAN),广域网Wide Area Network,WAN)和/或公共网络,例如因特网)通信。如图5所示,网络适配器320通过总线318与计算机设备312的其它模块通信。应当明白,尽管图中未示出,可以结合计算机设备312使用其它硬件和/或软件模块,包括但不限于:微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、磁盘阵列(Redundant Arrays ofIndependent Disks,RAID)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理器316通过运行存储在存储装置328中的程序,从而执行各种功能应用以及数据处理,例如实现本发明上述实施例所提供的地震子波的提取方法。
实施例四
本发明实施例四还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如本发明实施例所提供的地震子波的提取方法。
当然,本发明实施例所提供的一种计算机可读存储介质,其上存储的计算机程序不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的地震子波的提取方法中的相关操作。
本发明实施例的计算机存储介质,可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、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)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括——但不限于无线、电线、光缆、RF等等,或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码,所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++,还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码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)。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种地震子波的提取方法,其特征在于,包括:
获取地震记录信息;
根据所述地震记录信息确定多个同相轴;
根据所述多个同相轴进行子波提取,获得所述地震记录信息对应的子波;
其中,根据所述多个同相轴进行子波提取,获得所述地震记录信息对应的子波,包括:
对所述多个同相轴分别进行傅里叶变换,获得多个振幅谱;
计算所述多个振幅谱的平均值,获得平均振幅谱;
对所述平均振幅谱进行傅里叶反变换,获得所述地震记录信息对应的子波。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述地震记录信息确定多个同相轴,包括:
根据所述地震记录信息获得同相加权的叠加速度谱;
获取所述叠加速度谱在不同时刻分别对应的速度极值;
根据所述不同时刻和分别对应的速度极值确定多个同相轴。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,根据所述地震记录信息获得同相加权的叠加速度谱按照如下公式计算:
Figure FDA0003072907740000011
其中,n为道号,1≤n≤N;xn为第n道的偏移距;τ表示位于第n道的传感器初次检测到地震波的时刻,d(xn,t)为地震记录信息,E(v,τ)为同相加权的叠加速度谱,b(v,τ)为同相加权因子,其计算公式为:
Figure FDA0003072907740000012
其中,λ表示阶数且λ≥2;L表示时窗的样点数;C为常数,取地震波平均振幅的0.01-0.001。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,获取所述叠加速度谱在不同时刻分别对应的速度极值,包括:
采用等值线追踪法获取所述叠加速度谱在不同时刻分别对应的速度极值。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,根据所述不同时刻和分别对应的速度极值确定多个同相轴按照如下公式计算:
Figure FDA0003072907740000021
其中,τn表示表示位于第n道的传感器初次检测到地震波的时刻,vn表示在τn时刻叠加速度谱的速度极值。
6.一种地震子波的提取装置,其特征在于,包括:
地震记录信息获取模块,用于获取地震记录信息;
多个同相轴确定模块,用于根据所述地震记录信息确定多个同相轴;
子波提取模块,用于根据所述多个同相轴进行子波提取,获得所述地震记录信息对应的子波;
其中,子波提取模块,还用于:
对多个同相轴分别进行傅里叶变换,获得多个振幅谱;
计算多个振幅谱的平均值,获得平均振幅谱;
对平均振幅谱进行傅里叶反变换,获得地震记录信息对应的子波。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述多个同相轴确定模块,还用于:
根据所述地震记录信息获得同相加权的叠加速度谱;
获取所述叠加速度谱在不同时刻分别对应的速度极值;
根据所述不同时刻和分别对应的速度极值确定多个同相轴。
8.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-5中任一所述的地震子波的提取方法。
9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一所述的地震子波的提取方法。
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