CN110568499B - 一种vsp地震资料的初至波时差校正方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种VSP地震资料的初至波时差校正方法及装置，所述方法包括：采集VSP地震资料原始数据，拾取初至；将野外多炮记录组成一个新的炮集记录；提取拾取的初至，将初至时间按观测井深度排列，获得原始初至；采用最小二乘法进行单炮初至曲线拟合并分段修正所述原始初至，得到修正后的初至；获取修正后的初至，计算出修正后的初至和所述原始初至之间的差值，根据所述差值修正地震数据，输出修正后的地震数据。本发明解决了炮点和检波点不同步的问题，提高了测量精度。
Description
技术领域
本发明属于地震勘探数据处理技术领域，具体涉及一种VSP地震资料的初至波时差校正方法及装置。
背景技术
在地震勘探中，从炮点激发到检波器接受的波称为初至波，其到达时间称为初至时间。初至时间的准确拾取一直是地震勘探中一个基础而又很重要的问题。对于地震资料处理来说，初至波主要用于静校正处理，通过拾取地震资料的初至时间，然后使用折射波静校正或者层析法静校等方法反演近地表模型，进而求取野外静校正量。但是，野外地形复杂，地质结构也不尽相同，在这种地区，地震数据的初至拾取误差较大。早期的仪器进行初至时间拾取时，每炮对应16级或8级检波点，检波点之间的距离一般为20米，若探测地层较深，则测量结果不准确，而且由于测量过程中需要多次放炮，多次移动仪器，也会导致测量偏差。现在炮点激发和检波器接受之间的信号同步的技术还没有普遍应用，大部分初至拾取还是通过人工操作，因此可能会出现炮点和检波点不同步的问题。
发明内容
本发明提出一种基于最小二乘法曲线拟合算法来进行初至波时差校正，利用多炮记录组成单炮集记录解决炮点坐标的不唯一和采集过程中炮点和检波点的同步问题。
本发明第一方面，提出一种VSP地震资料的初至波时差校正方法，所述方法包括：
S1、采集VSP地震资料原始数据，拾取初至；
S2、将野外多炮记录组成一个新的炮集记录；
S3、提取拾取的初至，将初至时间按观测井深度排列，获得原始初至；
S4、采用最小二乘法进行单炮初至曲线拟合并分段修正所述原始初至，得到修正后的初至；
S5、获取修正后的初至，计算出修正后的初至和所述原始初至之间的差值，根据所述差值修正地震数据，输出修正后的地震数据。
优选的，所述步骤S2中，将多炮记录根据观测井的深度依次累加得到炮集记录，单炮对应16级或8级检波点，得到新的炮集的检波点级数为16*n或8*n级，n≥2。
优选的，所述原始初至中，每条初至曲线对应n段单炮初至，所述步骤S4具体过程为：
S41、按照初至时间的先后顺序计算相邻两条初至曲线中第1段单炮初至之间的距离；
S42、若所述距离超过预设阈值，用第2段的初至的趋势做最小二乘法曲线拟合，得到第一拟合曲线，通过所述第一拟合曲线修正相邻的第1段和第3段的初至，通过修正后的第3段的初至做最小二乘法拟合，修正第4段的初至，后续均用前一段的初至做拟合来修正后一段的初至，直至n段单炮初至修正完成；
S43、若所述距离小于等于所述预设阈值，用第1段的初至趋势做最小二乘法曲线拟合，得到第二拟合曲线，通过所述第二拟合曲线修正相邻的第2段的初至，后续均用前一段的初至做拟合来修正后一段的初至，直至n段单炮初至修正完成；
S44、重复步骤S41～S43，直至所述原始初至修正完成。
优选的，所述步骤S5中，所述根据所述差值修正地震数据具体为：若所述差值大于0，将地震数据整体下移，下方溢出数据删除，上方空缺部分补0；若所述差值小于等于0，将地震数据整体上移，上方溢出数据删除，下方空缺部分用复制的相邻的数据填充。
本发明第二方面，提出一种VSP地震资料的初至波时差校正装置，所述装置包括：
初至拾取模块：用于采集VSP地震资料原始数据，拾取初至；
炮集组合模块：用于将野外多炮记录组成一个新的单炮集记录；
重新排列模块：用于提取拾取的初至，将初至时间按观测井深度排列，获得原始初至；
初至修正模块：采用最小二乘法进行单炮初至曲线拟合并分段修正所述原始初至，得到修正后的初至；
时差校正模块：获取修正后的初至值，计算出修正后的初至和所述原始初至之间的差值，根据所述差值修正地震数据，输出修正后的地震数据。
优选的，设野外n炮记录组成一个新的单炮集记录，则所述原始初至中，每条初至曲线对应n段单炮初至，所述初至修正模块具体包括：
计算单元：按照初至时间的先后顺序计算相邻两条初至曲线中第1段单炮初至之间的距离；
第一修正单元：若所述距离超过预设阈值，用第2段的初至的趋势做最小二乘法曲线拟合，得到第一拟合曲线，通过所述第一拟合曲线修正相邻的第1段和第3段的初至，通过修正后的第3段的初至做最小二乘法拟合，修正第4段的初至，后续均用前一段的初至做拟合来修正后一段的初至，直至n段单炮初至修正完成；
第二修正单元：若所述距离小于等于所述预设阈值，用第1段的初至趋势做最小二乘法曲线拟合，得到第二拟合曲线，通过所述第二拟合曲线修正相邻的第2段的初至，后续均用前一段的初至做拟合来修正后一段的初至，直至n段单炮初至修正完成；
循环单元：重复所述计算单元、第一修正单元、第二修正单元直至所述原始初至修正完成。
优选的，所述时差校正模块中，所述根据所述差值修正地震数据具体为：若所述差值大于0，将地震数据整体下移，删除下方溢出数据，上方空缺部分补0；若所述差值小于0，将地震数据整体上移，删除上方溢出数据，下方空缺部分用复制的相邻的数据填充。
本发明利用多炮记录组成炮集，通过最小二乘法进行曲线拟合并修正初至，实现了炮点和检波点之间的信号同步，提高了测量准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的VSP地震资料的初至波时差校正方法流程示意图；
图2为原始初至修正示意图；
图3为两组原始初至；
图4为与图2对应的修正后的初至；
图5为图4为修正前(左)后(右)炮集数据对比；
图6为修正前(左)后(右)共检波点数据对比；
图7为本发明提供的VSP地震资料的初至波时差校正装置结构示意图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提出一种VSP地震资料的初至波时差校正方法，所述方法包括：
S1、采集VSP地震资料原始数据，拾取初至；
具体的，利用地震数据处理的相关软件(如geoeast等)采集地震数据，自动拾取先导初至；在软件中依据先导初至截取时窗数据，针对误差较大部分放大显示，进行手动调整，得到拾取的初至。
S2、将野外n炮记录组成一个新的炮集记录，n≥2；
进一步的，将多炮记录根据观测井的深度依次累加得到炮集记录，单炮对应16级或8级检波点，得到新的炮集的检波点级数为16*n或8*n级，n≥2。具体可在matlab中实现炮集组合，若普通单炮有16级检波点，取n＝4，则4炮组合成的炮集就有64级检波点。
S3、提取拾取的初至，将初至时间按观测井深度排列，获得原始初至；
具体的，按照横坐标为观测井深度，纵坐标为初至时间进行排列。由于炮集记录是将n炮记录根据观测井的深度依次累加得到，因此所述原始初至中，每条初至曲线对应n段单炮初至，具体可参阅图2，图2是4炮组合得到的原始初至，图2的原始初至图中每条初至曲线分成4段，每一段代表一个单炮初至。
S4、采用最小二乘法进行单炮初至曲线拟合并分段修正所述原始初至，得到修正后的初至；
进一步的，所述原始初至中，每条初至曲线对应n段单炮初至，所述步骤S4具体过程为：
S41、按照初至时间的先后顺序计算相邻两条初至曲线中第1段单炮初至之间的距离；
S42、若所述距离超过预设阈值，用第2段的初至的趋势做最小二乘法曲线拟合，得到第一拟合曲线，通过所述第一拟合曲线修正相邻的第1段和第3段的初至，通过修正后的第3段的初至做最小二乘法拟合，修正第4段的初至，后续均用前一段的初至做拟合来修正后一段的初至，直至n段单炮初至修正完成；
S43、若所述距离小于等于所述预设阈值，用第1段的初至趋势做最小二乘法曲线拟合，得到第二拟合曲线，通过所述第二拟合曲线修正相邻的第2段的初至，后续均用前一段的初至做拟合来修正后一段的初至，直至n段单炮初至修正完成；
S44、重复步骤S41～S43，直至所述原始初至修正完成。
具体的，按照初至时间的先后顺序计算相邻两条初至曲线之间的距离，即在图2中按照从下往上的顺序依次计算相邻两条初至曲线之间的距离，此处只计算第1段单炮初至之间的距离。比如从下方第一、第二条初至曲线开始，第1段单炮初至之间的距离为d1，若d1大于所述预设阈值，用第2段的初至的趋势做最小二乘法曲线拟合，得到第一拟合曲线，通过所述第一拟合曲线修正相邻的第1段和第3段的初至，通过修正后的第3段的初至做最小二乘法拟合，来修正第4段的初至；若d1小于等于所述预设阈值，用第1段的初至趋势做最小二乘法曲线拟合，得到第二拟合曲线，通过所述第二拟合曲线修正相邻的第2段的初至，然后用第2段初至做拟合，修正第3段的初至，再用第3段的初至做拟合修正第4段的初至。然后再计算第二、第三条初至曲线的第1段单炮初至之间的距离d2，根据d2做判断，选择S42、S43相应步骤修正各段单炮初至。以此类推，计算第i、第i+1条初至曲线的第1段单炮初至之间的距离di，根据di做判断，选择S42、S43相应步骤修正各段单炮初至。以此方法，直到所有原始初至修正完成。初至修正前后对比如图3、图4所示，其中图3为两组原始初至，图4为与图3对应的修正后的初至。
S5、获取修正后的初至值，计算出修正后的初至和所述原始初至之间的差值，根据所述差值修正地震数据，输出修正后的地震数据。
进一步的，S51、计算出修正后的初至和所述原始初至之间的差值；S52、若所述差值大于0，将地震数据整体下移，下方溢出数据删除，上方空缺部分补0；S53、若所述差值小于0，将地震数据整体上移，上方溢出数据删除，下方空缺部分用复制的相邻的数据填充。最后将修正后的地震数据转成sgy格式输出。
请参阅图5，图5为修正前(左)后(右)炮集数据对比，由静校正前的炮集数据(左)和静校正后的炮集数据(右)对比可知，本发明具有较好的校正效果。图6为修正前(左)后(右)共检波点数据对比。
请参阅图7，本发明提出一种VSP地震资料的初至波时差校正装置，所述装置包括：
初至拾取模块710：用于采集VSP地震资料原始数据，拾取初至；
炮集组合模块720：用于将野外多炮记录组成一个新的单炮集记录；
重新排列模块730：用于提取拾取的初至，将初至时间按观测井深度排列，获得原始初至；
初至修正模块740：采用最小二乘法进行单炮初至曲线拟合并分段修正所述原始初至，得到修正后的初至；
进一步的，设野外n炮记录组成一个新的单炮集记录，则所述原始初至中，每条初至曲线对应n段单炮初至，所述初至修正模块740具体包括：
计算单元7401：按照初至时间的先后顺序计算相邻两条初至曲线中第1段单炮初至之间的距离；
第一修正单元7402：若所述距离超过预设阈值，用第2段的初至的趋势做最小二乘法曲线拟合，得到第一拟合曲线，通过所述第一拟合曲线修正相邻的第1段和第3段的初至，通过修正后的第3段的初至做最小二乘法拟合，修正第4段的初至，后续均用前一段的初至做拟合来修正后一段的初至，直至n段单炮初至修正完成；
第二修正单元7403：若所述距离小于等于所述预设阈值，用第1段的初至趋势做最小二乘法曲线拟合，得到第二拟合曲线，通过所述第二拟合曲线修正相邻的第2段的初至，后续均用前一段的初至做拟合来修正后一段的初至，直至n段单炮初至修正完成；
循环单元7404：重复所述计算单元、第一修正单元、第二修正单元直至所述原始初至修正完成。
时差校正模块750：获取修正后的初至值，计算出修正后的初至和所述原始初至之间的差值，根据所述差值修正地震数据，输出修正后的地震数据。
进一步的，所述时差校正模块中，所述根据所述差值修正地震数据具体为：若所述差值大于0，将地震数据整体下移，删除下方溢出数据，上方空缺部分补0；若所述差值小于0，将地震数据整体上移，删除上方溢出数据，下方空缺部分用复制的相邻的数据填充。
本发明实现了炮点和检波点之间的自动同步，即便在野外地形复杂的条件下也能自动校正初至波时差，并减小误差，提高测量精度。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种VSP地震资料的初至波时差校正方法，其特征在于，所述方法包括：
S1、采集VSP地震资料原始数据，拾取初至；
S2、将野外多炮记录组成一个新的炮集记录；
S3、提取拾取的初至，将初至时间按观测井深度排列，获得原始初至；
S4、采用最小二乘法进行单炮初至曲线拟合并分段修正所述原始初至，得到修正后的初至；
所述原始初至中，每条初至曲线对应n段单炮初至，所述步骤S4具体过程为：
S41、按照初至时间的先后顺序计算相邻两条初至曲线中第1段单炮初至之间的距离；
S42、若所述距离超过预设阈值，用第2段的初至的趋势做最小二乘法曲线拟合，得到第一拟合曲线，通过所述第一拟合曲线修正相邻的第1段和第3段的初至，通过修正后的第3段的初至做最小二乘法拟合，修正第4段的初至，后续均用前一段的初至做拟合来修正后一段的初至，直至n段单炮初至修正完成；
S43、若所述距离小于等于所述预设阈值，用第1段的初至趋势做最小二乘法曲线拟合，得到第二拟合曲线，通过所述第二拟合曲线修正相邻的第2段的初至，后续均用前一段的初至做拟合来修正后一段的初至，直至n段单炮初至修正完成；
S44、重复步骤S41～S43，直至所述原始初至修正完成；
S5、获取修正后的初至，计算出修正后的初至和所述原始初至之间的差值，根据所述差值修正地震数据，输出修正后的地震数据。
2.根据权利要求1所述VSP地震资料的初至波时差校正方法，其特征在于，所述步骤S2中，将n炮记录根据观测井的深度依次累加得到炮集记录，单炮对应16级或8级检波点，得到新的炮集的检波点级数为16*n或8*n级，n≥2。
3.根据权利要求1所述VSP地震资料的初至波时差校正方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述根据所述差值修正地震数据具体为：
若所述差值大于0，将地震数据整体下移，下方溢出数据删除，上方空缺部分补0；若所述差值小于0，将地震数据整体上移，上方溢出数据删除，下方空缺部分用复制的相邻的数据填充。
4.一种VSP地震资料的初至波时差校正装置，其特征在于，所述装置包括：
初至拾取模块：用于采集VSP地震资料原始数据，拾取初至；
炮集组合模块：用于将野外多炮记录组成一个新的单炮集记录；
重新排列模块：用于提取拾取的初至，将初至时间按观测井深度排列，获得原始初至；
初至修正模块：采用最小二乘法进行单炮初至曲线拟合并分段修正所述原始初至，得到修正后的初至；
设野外n炮记录组成一个新的单炮集记录，则所述原始初至中，每条初至曲线对应n段单炮初至，所述初至修正模块具体包括：
计算单元：按照初至时间的先后顺序计算相邻两条初至曲线中第1段单炮初至之间的距离；
第一修正单元：若所述距离超过预设阈值，用第2段的初至的趋势做最小二乘法曲线拟合，得到第一拟合曲线，通过所述第一拟合曲线修正相邻的第1段和第3段的初至，通过修正后的第3段的初至做最小二乘法拟合，修正第4段的初至，后续均用前一段的初至做拟合来修正后一段的初至，直至n段单炮初至修正完成；
第二修正单元：若所述距离小于等于所述预设阈值，用第1段的初至趋势做最小二乘法曲线拟合，得到第二拟合曲线，通过所述第二拟合曲线修正相邻的第2段的初至，后续均用前一段的初至做拟合来修正后一段的初至，直至n段单炮初至修正完成；
循环单元：重复所述计算单元、第一修正单元、第二修正单元直至所述原始初至修正完成；
时差校正模块：获取修正后的初至值，计算出修正后的初至和所述原始初至之间的差值，根据所述差值修正地震数据，输出修正后的地震数据。
5.根据权利要求4所述VSP地震资料的初至波时差校正装置，其特征在于，所述时差校正模块中，所述根据所述差值修正地震数据具体为：
若所述差值大于0，将地震数据整体下移，删除下方溢出数据，上方空缺部分补0；若所述差值小于0，将地震数据整体上移，删除上方溢出数据，下方空缺部分用复制的相邻的数据填充。
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| 初至折射波静校正技术在复杂探区地震数据处理中的应用;车建英 等;《中国煤田地质》;20060228;第18卷(第1期);第54-56页 * |
| 样条曲线拟合初至波剩余静校正方法;周强 等;《地球物理学进展》;20151231;第30卷(第3期);第1329-1332页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110568499A (zh) | 2019-12-13 |
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