CN110967755B - 基于单道数据的能量一致性匹配方法及系统 - Google Patents

基于单道数据的能量一致性匹配方法及系统 Download PDF

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Abstract

公开了一种基于单道数据的能量一致性匹配方法及系统。该方法可以包括：以实际观测数据的每一单道数据作为目标道，针对每一个目标道，进行以下步骤：根据目标道，计算匹配算子；根据匹配算子，将目标道对应的模拟数据中的地震道进行能量匹配，获得目标道对应的匹配道。本发明通过基于单道数据的能量一致性匹配，能够较为准确将模拟数据进行振幅矫正，使其与观测数据能量相当，从而提高方法技术收敛稳定性，为最小二乘偏移特别是实际资料的处理提供强有力的技术支撑。

Description

基于单道数据的能量一致性匹配方法及系统
技术领域
本发明涉及地球物理勘探技术领域，更具体地，涉及一种基于单道数据的能量一致性匹配方法及系统。
背景技术
最小二乘偏移算法核心是根据反偏移模拟数据与观测数据的匹配程度来判定成像的准确性，并根据残差对成像结果进行修正。而为了消除由于子波及其他因素带来的观测数据与反偏移模拟数据之间的振幅差异，需要对反偏移模拟数据进行振幅校正，使其振幅与观测数据处于同一量级，进而求取数据残差。
目前用于实际数据能量匹配的方法主要有以下几种：
方法一：归一化残差，如式(3)所示，
Figure BDA0001819350700000011
式中，
Figure BDA0001819350700000012
分别代表观测数据和反偏移模拟的数据归一化；
Figure BDA0001819350700000013
和
Figure BDA0001819350700000014
分别代表观测数据和其最大值；
Figure BDA0001819350700000015
和
Figure BDA0001819350700000016
分别代表反偏移数据和其最大值。
这种方法是各自将数据进行归一化，观测数据也进行了改变，无法均衡两数据之间的能量关系，不满足两套数据匹配要求。
方法二：能量一致性数据残差，如式(4)所示，将两套数据能量级进行调整匹配：
Figure BDA0001819350700000021
其中，Win代表分窗进行数据匹配相减，weight代表匹配因子。
这种方法根据两数据的整个道集的数据的二范数的关系进行能量匹配，匹配后的数据仍有可能振幅存在较大的差距。因此，有必要开发一种基于单道数据的能量一致性匹配方法及系统。
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
本发明提出了一种基于单道数据的能量一致性匹配方法及系统，其能够通过基于单道数据的能量一致性匹配，能够较为准确将模拟数据进行振幅矫正，使其与观测数据能量相当，从而提高方法技术收敛稳定性，为最小二乘偏移特别是实际资料的处理提供强有力的技术支撑。
根据本发明的一方面，提出了一种基于单道数据的能量一致性匹配方法。所述方法可以包括：以实际观测数据的每一单道数据作为目标道，针对每一个目标道，进行以下步骤：根据所述目标道，计算匹配算子；根据所述匹配算子，将所述目标道对应的模拟数据中的地震道进行能量匹配，获得所述目标道对应的匹配道。
优选地，根据所述目标道，计算匹配算子包括：计算所述目标道的最大值与最小值；计算与所述目标道对应的模拟数据中的地震道的最大值与最小值；计算所述匹配算子。
优选地，所述匹配算子为：
Figure BDA0001819350700000031
其中，
Figure BDA0001819350700000032
为匹配算子，
Figure BDA0001819350700000033
为模拟数据的地震道，
Figure BDA0001819350700000034
分别为模拟数据的地震道的最大值和最小值，
Figure BDA0001819350700000035
分别为目标道的最大值和最小值。
优选地，所述目标道对应的匹配道为：
Figure BDA0001819350700000036
其中，
Figure BDA0001819350700000037
为目标道，
Figure BDA0001819350700000038
为目标道对应的匹配道，符号
Figure BDA0001819350700000039
表示在同一幅值量级上或能量相当。
优选地，还包括：获得所述目标道对应的匹配道后，判断所述目标道是否为所述实际观测数据中的最后一道，若是，则所述实际观测数据的能量一致性匹配完成，若否，则对下一道作为目标道进行能量匹配。
根据本发明的另一方面，提出了一种基于单道数据的能量一致性匹配系统，其特征在于，该系统包括：存储器，存储有计算机可执行指令；处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：以实际观测数据的每一单道数据作为目标道，针对每一个目标道，进行以下步骤：根据所述目标道，计算匹配算子；根据所述匹配算子，将所述目标道对应的模拟数据中的地震道进行能量匹配，获得所述目标道对应的匹配道。
优选地，根据所述目标道，计算匹配算子包括：计算所述目标道的最大值与最小值；计算与所述目标道对应的模拟数据中的地震道的最大值与最小值；计算所述匹配算子。
优选地，所述匹配算子为：
Figure BDA0001819350700000041
其中，
Figure BDA0001819350700000042
为匹配算子，
Figure BDA0001819350700000043
为模拟数据的地震道，
Figure BDA0001819350700000044
分别为模拟数据的地震道的最大值和最小值，
Figure BDA0001819350700000045
分别为目标道的最大值和最小值。
优选地，所述目标道对应的匹配道为：
Figure BDA0001819350700000046
其中，
Figure BDA0001819350700000047
为目标道，
Figure BDA0001819350700000048
为目标道对应的匹配道，符号
Figure BDA0001819350700000049
表示在同一幅值量级上或能量相当。
优选地，还包括：获得所述目标道对应的匹配道后，判断所述目标道是否为所述实际观测数据中的最后一道，若是，则所述实际观测数据的能量一致性匹配完成，若否，则对下一道作为目标道进行能量匹配。
本发明的有益效果是：基于单道数据的能量匹配算子技术，最大程度的对模拟数据和实际数据进行能量匹配，以实际观测数据的每一单道数据作为目标道，基于归一化算子推导了模拟数据匹配实际数据的能量一致性匹配算子，然后将该算子应用到模拟数据上，可将模拟数据的振幅均衡到实际数据的能量级上，相比其他技术，模拟数据和观测数据得到了更好的匹配，避免了观测数据局部能量过强等异常振幅对数据匹配的影响，增强了由残差构建目标函数的求解稳定性，从而加速最小二乘的收敛速度。
本发明的方法和装置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方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式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示出了根据本发明的基于单道数据的能量一致性匹配方法的步骤的流程图。
图2示出了根据本发明的应用示例1的单炮观测数据的示意图。
图3示出了根据本发明的应用示例1的反偏移单炮数据的示意图。
图4a和图4b分别示出了图3根据现有技术方法二和本发明获得的单炮数据的示意图。
图5示出了根据本发明的应用示例2的单炮观测数据的示意图。
图6示出了根据本发明的应用示例2的反偏移单炮数据的示意图。
图7a和图7b分别示出了图6根据现有技术方法二和本发明获得的单炮数据的示意图。
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。
在该实施例中，根据本发明的基于单道数据的能量一致性匹配方法可以包括：以实际观测数据的每一单道数据作为目标道，针对每一个目标道，进行以下步骤：根据目标道，计算匹配算子；根据匹配算子，将目标道对应的模拟数据中的地震道进行能量匹配，获得目标道对应的匹配道。
在一个示例中，根据目标道，计算匹配算子包括：计算目标道的最大值与最小值；计算与目标道对应的模拟数据中的地震道的最大值与最小值；计算匹配算子。
在一个示例中，匹配算子为：
Figure BDA0001819350700000061
其中，
Figure BDA0001819350700000062
为匹配算子，
Figure BDA0001819350700000063
为模拟数据的地震道，
Figure BDA0001819350700000064
分别为模拟数据的地震道的最大值和最小值，
Figure BDA0001819350700000065
分别为目标道的最大值和最小值。
在一个示例中，目标道对应的匹配道为：
Figure BDA0001819350700000066
其中，
Figure BDA0001819350700000067
为目标道，
Figure BDA0001819350700000068
为目标道对应的匹配道，符号
Figure BDA0001819350700000069
表示在同一幅值量级上或能量相当。
在一个示例中，还包括：获得目标道对应的匹配道后，判断目标道是否为实际观测数据中的最后一道，若是，则实际观测数据的能量一致性匹配完成，若否，则对下一道作为目标道进行能量匹配。
具体地，基于归一化方法，反偏移数据和观测数据之间满足：
Figure BDA00018193507000000610
其中，符号
Figure BDA00018193507000000611
表示在同一幅值量级上或能量相当。在实际数据匹配过程中，不应该对两个数据分别做归一化，应把实际观测数据作为目标数据，然后求取对应的匹配算子，将模拟数据匹配到观测数据的量级上。
图1示出了根据本发明的基于单道数据的能量一致性匹配方法的步骤的流程图。
根据本发明的基于单道数据的能量一致性匹配方法可以包括：
以实际观测数据的每一单道数据作为目标道，针对每一个目标道，进行以下步骤：
计算目标道的最大值与最小值，计算与目标道对应的模拟数据中的地震道的最大值与最小值，进而通过公式(1)计算匹配算子。根据匹配算子，将目标道对应的模拟数据中的地震道进行能量匹配，通过公式(2)计算目标道对应的匹配道。
获得目标道对应的匹配道后，判断目标道是否为实际观测数据中的最后一道，若是，则实际观测数据的能量一致性匹配完成，若否，则对下一道作为目标道进行能量匹配，其流程图如图1所示。
本方法通过基于单道数据的能量一致性匹配，能够较为准确将模拟数据进行振幅矫正，使其与观测数据能量相当，从而提高方法技术收敛稳定性，为最小二乘偏移特别是实际资料的处理提供强有力的技术支撑。
为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。
应用示例1
模型试验
图2示出了根据本发明的应用示例1的单炮观测数据的示意图，纵坐标表示时间(s)，横坐标表示道数。
图3示出了根据本发明的应用示例1的反偏移单炮数据的示意图，纵坐标表示时间(s)，横坐标表示道数。对比图2，根据两数据的能量轴范围显示，可以看到，未经能量匹配得到反偏移记录能量和观测数据之间存在非常大的差异，直接进行最小二乘残差求取必然会降低目标函数的收敛速度。
图4a和图4b分别示出了图3根据现有技术方法二和本发明方法获得的能量匹配后的单炮数据的示意图，纵坐标表示时间(s)，横坐标表示道数。根据图中两数据的能量轴范围显示，可以看出，利用本发明进行能量匹配后得到的反偏移数据的能量已经达到了观测数据的能量水平，而利用传统方法得到数据虽然能量也与观测数据有了一定的匹配，但未能达到本发明的匹配程度，反映了本发明的能量匹配优势。
应用示例2
实际数据实验
图5示出了根据本发明的应用示例2的单炮观测数据的示意图，纵坐标表示时间(s)，横坐标表示道数。
图6示出了根据本发明的应用示例2的反偏移单炮数据的示意图，纵坐标表示时间(s)，横坐标表示道数。对比图5可以看到，反偏移数据与实际数据之间存在很大的能量差异。
图7a和图7b分别示出了图6根据现有技术方法二和本发明方法获得的能量匹配后的单炮数据的示意图，纵坐标表示时间(s)，横坐标表示道数。由图可以看出，利用本发明进行能量匹配后得到的反偏移数据的能量比起利用传统方法得到数据在能量匹配程度上更加接近于实际数据，这对于加速最小二乘反演有着较大的优势。
综上所述，本发明通过基于单道数据的能量一致性匹配，能够较为准确将模拟数据进行振幅矫正，使其与观测数据能量相当，从而提高方法技术收敛稳定性，为最小二乘偏移特别是实际资料的处理提供强有力的技术支撑。
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。
根据本发明的实施例，提供了一种基于单道数据的能量一致性匹配系统，其特征在于，该系统包括：存储器，存储有计算机可执行指令；处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：以实际观测数据的每一单道数据作为目标道，针对每一个目标道，进行以下步骤：根据目标道，计算匹配算子；根据匹配算子，将目标道对应的模拟数据中的地震道进行能量匹配，获得目标道对应的匹配道。
在一个示例中，根据目标道，计算匹配算子包括：计算目标道的最大值与最小值；计算与目标道对应的模拟数据中的地震道的最大值与最小值；计算匹配算子。
在一个示例中，匹配算子为：
Figure BDA0001819350700000091
其中，
Figure BDA0001819350700000092
为匹配算子，
Figure BDA0001819350700000093
为模拟数据的地震道，
Figure BDA0001819350700000094
分别为模拟数据的地震道的最大值和最小值，
Figure BDA0001819350700000095
分别为目标道的最大值和最小值。
在一个示例中，目标道对应的匹配道为：
Figure BDA0001819350700000096
其中，
Figure BDA0001819350700000097
为目标道，
Figure BDA0001819350700000098
为目标道对应的匹配道，符号
Figure BDA0001819350700000099
表示在同一幅值量级上或能量相当。
在一个示例中，还包括：获得目标道对应的匹配道后，判断目标道是否为实际观测数据中的最后一道，若是，则实际观测数据的能量一致性匹配完成，若否，则对下一道作为目标道进行能量匹配。
本系统通过基于单道数据的能量一致性匹配，能够较为准确将模拟数据进行振幅矫正，使其与观测数据能量相当，从而提高方法技术收敛稳定性，为最小二乘偏移特别是实际资料的处理提供强有力的技术支撑。
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。

Claims (6)

1.一种基于单道数据的能量一致性匹配方法，其特征在于，包括：
以实际观测数据的每一单道数据作为目标道，针对每一个目标道，进行以下步骤：
根据所述目标道，计算匹配算子；
根据所述匹配算子，将所述目标道对应的模拟数据中的地震道进行能量匹配，获得所述目标道对应的匹配道；
其中，根据所述目标道，计算匹配算子包括：
计算所述目标道的最大值与最小值；
计算与所述目标道对应的模拟数据中的地震道的最大值与最小值；
计算所述匹配算子；
其中，所述匹配算子为：
Figure FDA0003133518280000011
其中，
Figure FDA0003133518280000012
为匹配算子，
Figure FDA0003133518280000013
为模拟数据的地震道，
Figure FDA0003133518280000014
分别为模拟数据的地震道的最大值和最小值，
Figure FDA0003133518280000015
分别为目标道的最大值和最小值。
2.根据权利要求1所述的基于单道数据的能量一致性匹配方法，其中，所述目标道对应的匹配道为：
Figure FDA0003133518280000016
其中，
Figure FDA0003133518280000017
为目标道，
Figure FDA0003133518280000018
为目标道对应的匹配道，符号
Figure FDA0003133518280000019
表示在同一幅值量级上或能量相当。
3.根据权利要求1所述的基于单道数据的能量一致性匹配方法，其中，还包括：
获得所述目标道对应的匹配道后，判断所述目标道是否为所述实际观测数据中的最后一道，若是，则所述实际观测数据的能量一致性匹配完成，若否，则对下一道作为目标道进行能量匹配。
4.一种基于单道数据的能量一致性匹配系统，其特征在于，该系统包括：
存储器，存储有计算机可执行指令；
处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：
以实际观测数据的每一单道数据作为目标道，针对每一个目标道，进行以下步骤：
根据所述目标道，计算匹配算子；
根据所述匹配算子，将所述目标道对应的模拟数据中的地震道进行能量匹配，获得所述目标道对应的匹配道；
其中，根据所述目标道，计算匹配算子包括：
计算所述目标道的最大值与最小值；
计算与所述目标道对应的模拟数据中的地震道的最大值与最小值；
计算所述匹配算子；
其中，所述匹配算子为：
Figure FDA0003133518280000021
其中，
Figure FDA0003133518280000022
为匹配算子，
Figure FDA0003133518280000023
为模拟数据的地震道，
Figure FDA0003133518280000024
分别为模拟数据的地震道的最大值和最小值，
Figure FDA0003133518280000031
分别为目标道的最大值和最小值。
5.根据权利要求4所述的基于单道数据的能量一致性匹配系统，其中，所述目标道对应的匹配道为：
Figure FDA0003133518280000032
其中，
Figure FDA0003133518280000033
为目标道，
Figure FDA0003133518280000034
为目标道对应的匹配道，符号
Figure FDA0003133518280000035
表示在同一幅值量级上或能量相当。
6.根据权利要求4所述的基于单道数据的能量一致性匹配系统，其中，还包括：
获得所述目标道对应的匹配道后，判断所述目标道是否为所述实际观测数据中的最后一道，若是，则所述实际观测数据的能量一致性匹配完成，若否，则对下一道作为目标道进行能量匹配。
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