CN109738946B - 两步法剔除异常地震初至的方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种两步法剔除异常地震初至的方法及系统，该方法包含：获得待处理项目的SPS文件；根据SPS文件中每炮的地震初至时间，获得地震初至数据文件；对每炮的每个接收排列按正负偏移距分别收集生成地震初至数据及对应的偏移距数据；根据偏移距数据与地震初至数据获得地震初至的拟合公式，计算每个有效地震道的地震初至拟合时差，将地震初至拟合时差与预定阈值比较，根据比较结果剔除地震初至数据文件中异常地震初至，获得初步地震初至数据；对每炮的所有接收排列按正负偏移距分别收集生成地震初至数据及对应的偏移距数据；重复上述过程，获得校正地震初至数据；根据所校正地震初至数据进行初至反演建模和计算剩余静校正量。

Description

两步法剔除异常地震初至的方法及系统

技术领域

本发明涉及地球物理勘探方法，是一种两步法剔除异常地震初至的方法及系统。

背景技术

地震初至是目前表层反演建模及静校正计算必需的一个基础数据，其数据质量直接关系到模型反演和静校正的精度，最终关系到地震资料的处理效果。因此对异常地震初至的识别和删除是确保和提高地震初至质量和应用效果的一个重要环节。目前主要采用人机交互方式进行剔除，因此存在剔除不合理、剔除时间相对较长并且操作容易出错等实际问题。同时，目前在公开的文献中，未检索到自动判别异常地震初至及剔除的方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种两步法剔除异常地震初至的方法及系统对异常地震初至进行快速识别和剔除，缩短剔除初至时间，提高初至质量，从而能更好满足实际生产的需要。

本发明所提供的两步法剔除异常地震初至的方法具体包含：获得待处理项目的SPS文件；根据所述SPS文件中每炮的地震初至时间，获得地震初至数据文件；对每炮的每个接收排列按正负偏移距分别收集生成地震初至数据及对应的偏移距数据；根据所述偏移距数据与所述地震初至数据获得地震初至的拟合公式；根据所述拟合公式计算每个有效地震道的地震初至拟合时差，并将所述地震初至拟合时差与预定阈值比较，根据比较结果剔除所述地震初至数据文件中异常地震初至，获得初步地震初至数据；对每炮的所有接收排列按正负偏移距分别收集生成拟合地震初至数据及对应的偏移距数据；对所述偏移距数据与所述拟合地震初至数据进行曲线拟合，获得多项式拟合公式；根据所述拟合公式计算每个有效地震道的地震初至拟合时差，并将所述地震初至拟合时差与预定阈值比较，根据比较结果剔除所述初步地震初至数据中异常地震初至，获得校正地震初至数据；根据所校正地震初至数据进行初至反演建模和计算剩余静校正量。

在上述两步法剔除异常地震初至的方法中，优选的，所述SPS文件包含检波点文件、炮点文件和关系文件；其中，所述检波点文件按检波点桩号升序排序，所述炮点文件按炮点桩号升序排序。

在上述两步法剔除异常地震初至的方法中，优选的，所述对每炮的每个接收排列按正负偏移距分别收集生成地震初至数据及对应的偏移距数据还包含：对所述地震初至数据进行时间校正。

在上述两步法剔除异常地震初至的方法中，优选的，根据所述偏移距数据与所述地震初至数据获得地震初至的拟合公式包含：对偏移距数据与地震初至数据进行多项式拟合，获得地震初至的拟合公式。

在上述两步法剔除异常地震初至的方法中，优选的，所述地震初至的拟合公式包含：

上式中，k＝0,1,…,n；

为偏移距x_i处的拾取的地震初至，i是数据点数的序号；

为偏移距x_i处的校正时间；x_i为地震偏移距；P_k(x_i)是关于偏移距x_i的拟合多项式；

是多项式P_k(x_i)的系数。

本发明还提供一种两步法剔除异常地震初至系统，所述系统包含采集模块、分析模块、建模模块、比较模块和处理模块；所述采集模块用于获得待处理项目的SPS文件；以及根据所述SPS文件中每炮的地震初至时间，获得地震初至数据文件；所述分析模块用于对每炮的每个接收排列按正负偏移距分别收集生成地震初至数据及对应的偏移距数据；以及对每炮的所有接收排列按正负偏移距分别收集生成拟合地震初至数据及对应的偏移距数据；所述建模模块用于根据所述偏移距数据与所述地震初至数据获得地震初至的拟合公式；以及根据拟合地震初至数据和对应的偏移距数据进行曲线拟合，获得多项式拟合公式；所述比较模块用于根据所述拟合公式计算每个有效地震道的地震初至拟合时差，并将所述地震初至拟合时差与预定阈值比较，根据比较结果剔除所述地震初至数据文件中异常地震初至，获得初步地震初至数据；以及根据所述拟合公式计算每个有效地震道的地震初至拟合时差，并将所述地震初至拟合时差与预定阈值比较，根据比较结果剔除所述初步地震初至数据中异常地震初至，获得校正地震初至数据；所述处理模块用于根据所校正地震初至数据进行初至反演建模和计算剩余静校正量。

在上述两步法剔除异常地震初至的系统中，优选的，所述采集模块还包含排序单元；其中，所述SPS文件包含检波点文件、炮点文件和关系文件；所述排序单元用于将所述检波点文件按检波点桩号升序排序，将所述炮点文件按炮点桩号升序排序。

在上述两步法剔除异常地震初至的系统中，优选的，所述分析模块还包含校正单元，所述校正单元用于对所述地震初至数据进行时间校正。

在上述两步法剔除异常地震初至的系统中，优选的，所述建模模块包含拟合单元，所述拟合单元用于对偏移距数据与地震初至数据进行多项式拟合，获得地震初至的拟合公式。

在上述两步法剔除异常地震初至的系统中，优选的，所述拟合单元通过以下公式获得地震初至的拟合公式：

上式中，k＝0,1,…,n；

为偏移距x_i处的拾取的地震初至，i是数据点数的序号；

为偏移距x_i处的校正时间；x_i为地震偏移距；P_k(x_i)是关于偏移距x_i的拟合多项式；

是多项式P_k(x_i)的系数。

本发明还提供一种计算机设备，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计算机程序时实现上述述方法。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行权上述述方法的计算机程序。

本发明的有益技术效果在于：本发明所提供的两步法剔除异常地震初至的方法及系统能够对异常地震初至进行快速识别和剔除，缩短剔除初至时间，提高初至质量，从而能更好满足实际生产的需要。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1为本发明所提供的两步法剔除异常地震初至的方法的流程示意图；

图2为ZJB三维删除异常地震初至时间对比示意图；

图3为ZJB异常初至删除前后对比示意图；

图4为本发明所提供的两步法剔除异常地震初至的系统的结构示意图；

图5为本发明一实施例所提供的两步法剔除异常地震初至的系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

请参考图1所示，本发明所提供的两步法剔除异常地震初至的方法具体包含：S101获得待处理项目的SPS文件；S102根据所述SPS文件中每炮的地震初至时间，获得地震初至数据文件；S103对每炮的每个接收排列按正负偏移距分别收集生成地震初至数据及对应的偏移距数据；S104根据所述偏移距数据与所述地震初至数据获得地震初至的拟合公式；S105根据所述拟合公式计算每个有效地震道的地震初至拟合时差，并将所述地震初至拟合时差与预定阈值比较，根据比较结果剔除所述地震初至数据文件中异常地震初至，获得初步地震初至数据；S106对每炮的所有接收排列按正负偏移距分别收集生成拟合地震初至数据及对应的偏移距数据；S107对所述偏移距数据与所述拟合地震初至数据进行曲线拟合，获得多项式拟合公式；S108根据所述拟合公式计算每个有效地震道的地震初至拟合时差，并将所述地震初至拟合时差与预定阈值比较，根据比较结果剔除所述初步地震初至数据中异常地震初至，获得校正地震初至数据；S109根据所校正地震初至数据进行初至反演建模和计算剩余静校正量。在该实施例中，主要通过先分别建立项目的SPS文件，即检波点文件、炮点文件和关系文件，拾取地震初至；然后分别对每一炮的排列按正负偏移距整理有效地震道的地震初至和对应的偏移距，对应用静校正后的地震初至和偏移距进行曲线拟合；设定误差阈值，对超过误差阈值的地震初至进行删除，最后得到剔除异常地震初至后的地震初至。当然，实际工作中，本领域相关技术人员也可根据实际需要选择适当的流程加入上述实施例中，本发明在此并不限制。

在上述实施例中，所述SPS文件包含检波点文件、炮点文件和关系文件；其中，所述检波点文件按检波点桩号升序排序，所述炮点文件按炮点桩号升序排序。

在上述步骤S103中还包含：对所述地震初至数据进行时间校正即延迟时或静校正，具体方式将在后续详细说明，在此就不再一一解释。

在本发明一实施例中，上述步骤S104还包含：对偏移距数据与地震初至数据进行多项式拟合，获得地震初至的拟合公式。具体的，所述地震初至的拟合公式包含：

上式中，k＝0,1,…,n；

为偏移距x_i处的拾取的地震初至，i是数据点数的序号；

为偏移距x_i处的校正时间；x_i为地震偏移距；P_k(x_i)是关于偏移距x_i的拟合多项式；

是多项式P_k(x_i)的系数。

其后，步骤S106至步骤S108流程与步骤S103至步骤S105类似，为进一步剔除异常初至以保证后续数据的准确性，当然实际工作中也可添加多次剔除工序，本发明在此并不做限制。

为更清楚的解释本发明所提供的地震勘探静校正数据处理方法，以下以整体实例对上述各实施例作结合说明，本领域相关技术人员当知，以下实例仅为帮助理解本发明所提供的震勘探静校正数据处理方法的使用方式，并不对其做任何限定。

将本发明所提供的震勘探静校正数据处理方法应用于待处理项目时，具体流程如下：

1)根据野外生产整理该三维的SPS文件，即检波点文件、炮点文件和关系文件。检波点文件按检波点桩号升序排序、炮点文件按炮点桩号升序排序；

2)拾取每炮的全部地震道的初至时间，生成初至数据文件；

3)对每一炮的每个接收排列按正负偏移距分别收集生成地震初至T及对应的偏移距X的散点数据集，对地震初至可进行时间校正(可以是延迟时或静校正)，然后对偏移距与地震初至数据进行6次项数据拟合，并计算拟合后每个偏移距的地震初至；

这里：

N_t(x_i)：表示偏移距x_i处的拟合地震初至，i是数据点数的序号，取值为1到m。

n是拟合多项式的高次项的次数，本实例n＝6；

P₀(x_i)＝1；

P₁(x_i)＝(x_i-α₁)P₀(x_i)；

P_k+1(x_i)＝(x_i-α_k+1)-β_kP_k-1(x_i) (k＝1,2,…,n-1)；

上式中：

P_k(x_i)是关于偏移距x_i的拟合多项式；

是多项式P_k(x_i)的系数；

为偏移距x_i处的拾取的地震初至，i是数据点数的序号，取值为1到m；

为偏移距x_i处的校正时间(延迟时或静校正)。

其中：x_i为地震偏移距，i是数据点数的序号，取值为1到m。

4)设定误差阈值δ₁ε为30ms，计算上述每个有效地震道的地震初至拟合时差，当拟合时差的绝对值超过30ms时，该地震初至则为异常初至，并从初至数据中删除该初至；初至误差计算公式(取绝对值)为：

上述公式中：

ε(x_i)：偏移距x_i的初至误差；

N_t(x_i)：表示偏移距x_i处的拟合地震初至，i是数据点数的序号，取值为1到m；

为偏移距x_i处的拾取的地震初至，i是数据点数的序号，取值为1到m；

为偏移距x_i处的校正时间(延迟时或静校正)。

5)对每一炮重复上述步骤3)和步骤4)，则可以将地震初至数据文件中所有拾取的地震初至中的异常地震初至进行剔除；

6)在完成上述步骤后，然后对每一炮的所有排列的数据在一起分别按正负偏移距收集生成地震初至及对应的偏移距的散点数据集，对地震初至可进行时间校正(应用延迟时或静校正)，然后对偏移距与地震初至数据进行多项式拟合(可以是1次项、2次项、3次项、4次项、5次项、6次项等)，并分别计算正负偏移距采用多项式拟合后的地震初至，计算地震初至的拟合公式为：

这里：N_t(x_i)：表示偏移距x_i处的拟合地震初至，i是数据点数的序号，取值为1到m，m是数据点数目；n为选择的多项式的次数。

P₀(x_i)＝1；P₁(x_i)＝(x_i-α₁)P₀(x_i)；

P_k+1(x_i)＝(x_i-α_k+1)-β_kP_k-1(x_i)； (k＝1,2,…,n-1)；

上式中：P_k(x_i)是关于偏移距x_i的拟合多项式；

是多项式P_k(x_i)的系数；

为偏移距x_i处的拾取的地震初至，i是数据点数的序号，取值为1到m；

为偏移距x_i处的校正时间(延迟时或静校正)；

7)设定误差阈值δ₂(一般δ₂＞δ₁，δ₂是δ₁的2.0至3.0倍)，计算上述每个有效地震道的地震初至拟合时差，当拟合时差的绝对值超过设定的误差阈值δ₂时，该地震初至则为异常初至，并从初至数据中删除该初至；初至误差计算公式(取绝对值)为：

这里：ε(x_i)：偏移距x_i的初至误差；N_t(x_i)：表示偏移距x_i处的拟合地震初至，i是数据点数的序号，取值为1到m；

为偏移距x_i处的拾取的地震初至，i是数据点数的序号，取值为1到m；

为偏移距x_i处的校正时间(延迟时或静校正)。

8)对每一炮重复上述步骤6)和步骤7)，则可以将地震初至数据文件中所有拾取的地震初至中的异常地震初至进行剔除；

9)将剔除异常地震初至后的初至文件，用于初至反演建模和计算剩余静校正量。

请参考图2所示，利用上述流程所用时间与常规方法时间做对比，可看出采用常规方法需要10分钟，而采用本发明只需要1分钟，因此采用本发明后，剔除初至时间的效率提高了10倍；再请参考图3所示，从对比图上可以看出，本发明剔除的异常初至较为彻底，初至质量较高。因此采用本发明后，地震初至时间能更好满足初至反演和剩余静校正的计算。由此可见，本发明所提供的两步法剔除异常地震初至的方法能够对异常地震初至进行快速识别和剔除，缩短剔除初至时间，提高初至质量，从而能更好满足实际生产的需要。

请参考图4所示，本发明还提供一种地震勘探静校正数据处理系统，所述系统包含采集模块、分析模块、建模模块、比较模块和处理模块；所述采集模块用于获得待处理项目的SPS文件；以及根据所述SPS文件中每炮的地震初至时间，获得地震初至数据文件；所述分析模块用于对每炮的每个接收排列按正负偏移距分别收集生成地震初至数据及对应的偏移距数据；以及对每炮的所有接收排列按正负偏移距分别收集生成拟合地震初至数据及对应的偏移距数据；所述建模模块用于根据所述偏移距数据与所述地震初至数据获得地震初至的拟合公式；以及根据拟合地震初至数据和对应的偏移距数据进行曲线拟合，获得多项式拟合公式；所述比较模块用于根据所述拟合公式计算每个有效地震道的地震初至拟合时差，并将所述地震初至拟合时差与预定阈值比较，根据比较结果剔除所述地震初至数据文件中异常地震初至，获得初步地震初至数据；以及根据所述拟合公式计算每个有效地震道的地震初至拟合时差，并将所述地震初至拟合时差与预定阈值比较，根据比较结果剔除所述初步地震初至数据中异常地震初至，获得校正地震初至数据；所述处理模块用于根据所校正地震初至数据进行初至反演建模和计算剩余静校正量。

请参考图5所示，在上述实施例中，所述采集模块还包含排序单元；其中，所述SPS文件包含检波点文件、炮点文件和关系文件；所述排序单元用于将所述检波点文件按检波点桩号升序排序，将所述炮点文件按炮点桩号升序排序。所述分析模块还包含校正单元，所述校正单元用于对所述地震初至数据进行时间校正。所述建模模块包含拟合单元，所述拟合单元用于对偏移距数据与地震初至数据进行多项式拟合，获得地震初至的拟合公式。其中，所述拟合单元通过以下公式获得地震初至的拟合公式：

上式中，k＝0,1,…,n；

为偏移距x_i处的拾取的地震初至，i是数据点数的序号；

为偏移距x_i处的校正时间；x_i为地震偏移距；P_k(x_i)是关于偏移距x_i的拟合多项式；

是多项式P_k(x_i)的系数。

本发明还提供一种计算机设备，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计算机程序时实现上述述方法。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行权上述述方法的计算机程序。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种两步法剔除异常地震初至的方法，其特征在于，所述方法包含：

获得待处理项目的SPS文件；

根据所述SPS文件中每炮的地震初至时间，获得地震初至数据文件；

对每炮的每个接收排列按正负偏移距分别收集生成地震初至数据及对应的偏移距数据；

对偏移距数据与地震初至数据进行多项式拟合，获得地震初至的拟合公式；

根据所述拟合公式计算每个有效地震道的地震初至拟合时差，并将所述地震初至拟合时差与第一预定阈值比较，根据比较结果剔除所述地震初至数据文件中异常地震初至，获得初步地震初至数据；

对每炮的所有接收排列按正负偏移距分别收集生成拟合地震初至数据及对应的偏移距数据；

对所述偏移距数据与所述拟合地震初至数据进行曲线拟合，获得多项式拟合公式；

根据所述多项式拟合公式计算每个有效地震道的地震初至拟合时差，并将所述多项式拟合公式计算获得的地震初至拟合时差与第二预定阈值比较，根据比较结果剔除所述初步地震初至数据中异常地震初至，获得校正地震初至数据；

根据所校正地震初至数据进行初至反演建模和计算剩余静校正量；

所述地震初至的拟合公式包含：

；

上式中，k=0,1,…,n；

为偏移距

处的拾取的地震初至，i是数据点数的序号；

为偏移距

处的校正时间；

为偏移距；

是关于偏移距

的拟合多项式；

是多项式

的系数。

2.根据权利要求1所述的两步法剔除异常地震初至的方法，其特征在于，所述SPS文件包含检波点文件、炮点文件和关系文件；其中，所述检波点文件按检波点桩号升序排序，所述炮点文件按炮点桩号升序排序。

3.根据权利要求1所述的两步法剔除异常地震初至的方法，其特征在于，所述对每炮的每个接收排列按正负偏移距分别收集生成地震初至数据及对应的偏移距数据还包含：对所述地震初至数据进行时间校正。

4.一种两步法剔除异常地震初至的系统，其特征在于，所述系统包含采集模块、分析模块、建模模块、比较模块和处理模块；

所述采集模块用于获得待处理项目的SPS文件；以及根据所述SPS文件中每炮的地震初至时间，获得地震初至数据文件；

所述分析模块用于对每炮的每个接收排列按正负偏移距分别收集生成地震初至数据及对应的偏移距数据；以及对每炮的所有接收排列按正负偏移距分别收集生成拟合地震初至数据及对应的偏移距数据；

所述建模模块包含拟合单元，所述拟合单元用于对偏移距数据与地震初至数据进行多项式拟合，获得地震初至的拟合公式；以及根据拟合地震初至数据和对应的偏移距数据进行曲线拟合，获得多项式拟合公式；

所述比较模块用于根据所述拟合公式计算每个有效地震道的地震初至拟合时差，并将所述地震初至拟合时差与第一预定阈值比较，根据比较结果剔除所述地震初至数据文件中异常地震初至，获得初步地震初至数据；以及根据所述多项式拟合公式计算每个有效地震道的地震初至拟合时差，并将所述多项式拟合公式计算获得的地震初至拟合时差与第二预定阈值比较，根据比较结果剔除所述初步地震初至数据中异常地震初至，获得校正地震初至数据；

所述处理模块用于根据所校正地震初至数据进行初至反演建模和计算剩余静校正量；

所述拟合单元通过以下公式获得地震初至的拟合公式：

；

上式中，k=0,1,…,n；

为偏移距

处的拾取的地震初至，i是数据点数的序号；

为偏移距

处的校正时间；

为偏移距；

是关于偏移距

的拟合多项式；

是多项式

的系数。

5.根据权利要求4所述的两步法剔除异常地震初至的系统，其特征在于，所述采集模块还包含排序单元；其中，所述SPS文件包含检波点文件、炮点文件和关系文件；所述排序单元用于将所述检波点文件按检波点桩号升序排序，将所述炮点文件按炮点桩号升序排序。

6.根据权利要求4所述的两步法剔除异常地震初至的系统，其特征在于，所述分析模块还包含校正单元，所述校正单元用于对所述地震初至数据进行时间校正。

7.一种计算机设备，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计算机程序时实现权利要求1至3任一所述方法。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至3任一所述方法的计算机程序。

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