CN111929726B - 地震相干数据体处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地震相干数据体处理方法及装置，其中方法包括：获取地震相干数据体，对所述地震相干数据进行重新排列，得到每一时刻对应的地震相干数据；对每一时刻对应的地震相干数据，沿地震测线方向进行波数域变换，对变换后的结果进行高通滤波；对滤波后的地震相干数据，沿地震测线方向进行波数域反变换，得到地震相干数据体处理结果。本发明可以有效压制地震相干数据体中因地层或岩性的变化、高倾角地层、低信噪比地震数据而产生的噪声，去噪后的地震相干数据体具有明显的断层特征，提高了断层的分辨率、识别能力和解释精度。
Description
技术领域
本发明涉及石油地球物理勘探地震数据处理技术领域，尤其涉及地震相干数据体处理方法及装置。
背景技术
断层是地壳岩层因受力达到一定强度而发生破裂，并沿破裂面有明显相对移动的构造。油气资源多分布在断层中。断层既是油气藏的边界，也是油气资源运移、聚集的通道，因此断层的识别与解释是油气勘探开发中非常重要的工作。在油气勘探开发过程中往往要对目的层段断层分布特征开展相关研究，明确断层对储层的破坏或聚集作用，进而在井位部署中合理地规避或利用断层。
地震相干数据体对断层的分辨能力远高于常规振幅数据体，因此被广泛应用到断层解释中。地震相干数据体是通过分析地震波形的相似性对三维数据体的不连续性进行成像得到的，其基本原理是在偏移后的三维数据体中，对每一道、每一样点求取与其周围数据(纵向和横向上)的相干性，即计算时窗内的数据相干性，把这一结果赋予时窗中心样点，进而得到一个只反映地震道相干性的新数据体，即三维的地震相干数据体，其中，三维分别为主测线维度，纵测线维度和时间维度。
当地下介质均匀、连续时，地震反射波在相邻地震道上具有相似的振幅、相位、频率等波形特征，表现为完全相干，相干值高。当地下存在断层时，地震反射波横向上不均匀、不连续，与来自界面连续处的地震波具有不同的波形特征，振幅、频率和相位等方面会产生不同程度的变化，表现为不相干，相干值较小。因此，通过地震相干数据体可以有效识别和解释断层。
但是，地震相干体数据中，除了断层具有低相干特征之外，地层或岩性的变化、高倾角地层、低信噪比地震数据同样也能产生类似的低相干值。这部分数据相当于噪声，在相干剖面和时间切片上与断层产生的低相干数据同时存在，局部叠加在一起掩盖了断层特征。现有技术通常采用改进相干算法或优化原始地震数据的方法克服上述问题，但是最终得到的地震相干体数据中仍存在大量噪声，无法保障断层的分辨率、识别能力和解释精度。
发明内容
本发明实施例提供一种地震相干数据体处理方法，用以对地震相干数据体进行处理，压制地震相干数据体中因地层或岩性的变化、高倾角地层、低信噪比地震数据而产生的噪声，有利于得到明显的断层特征，提高断层的分辨率、识别能力和解释精度，该方法包括：
获取地震相干数据体，对所述地震相干数据进行重新排列，得到每一时刻对应的地震相干数据；
对每一时刻对应的地震相干数据，沿地震测线方向进行波数域变换，对变换后的结果进行高通滤波；
对滤波后的地震相干数据，沿地震测线方向进行波数域反变换，得到地震相干数据体处理结果。
本发明实施例提供一种地震相干数据体处理装置，用以对地震相干数据体进行处理，压制地震相干数据体中因地层或岩性的变化、高倾角地层、低信噪比地震数据而产生的噪声，有利于得到明显的断层特征，提高断层的分辨率、识别能力和解释精度，该装置包括：
数据获取模块，用于获取地震相干数据体，对所述地震相干数据进行重新排列，得到每一时刻对应的地震相干数据；
数据滤波模块，用于对每一时刻对应的地震相干数据，沿地震测线方向进行波数域变换，对变换后的结果进行高通滤波；
结果获得模块，用于对滤波后的地震相干数据，沿地震测线方向进行波数域反变换，得到地震相干数据体处理结果。
本发明实施例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地震相干数据体处理方法。
本发明实施例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地震相干数据体处理方法。
相对于现有技术中改进相干算法或优化原始地震数据的方案而言，本发明实施例通过获取地震相干数据体，对所述地震相干数据进行重新排列，得到每一时刻对应的地震相干数据；对每一时刻对应的地震相干数据，沿地震测线方向进行波数域变换，对变换后的结果进行高通滤波；对滤波后的地震相干数据，沿地震测线方向进行波数域反变换，得到地震相干数据体处理结果。本发明实施例将地震相干数据变换到波数域，在变换到波数域上的信号中，因地层或岩性的变化、高倾角地层、低信噪比地震数据而产生的噪声与因断层而产生的信号位于不同的频段，不会混叠，从而通过滤波可以有效压制地震相干数据体中因地层或岩性的变化、高倾角地层、低信噪比地震数据而产生的噪声，去噪后的地震相干数据体具有明显的断层特征，提高了断层的分辨率、识别能力和解释精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本发明实施例中地震相干数据体处理方法示意图；
图2为本发明实施例中地震相干数据体处理装置结构图；
图3为本发明具体实施例中主测线100的地震相干数据体剖面示意图；
图4为本发明具体实施例中不同参数滤波器的波谱特征示意图；
图5为本发明具体实施例中主测线100的地震相干数据体剖面处理结果图。
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，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。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。
如前所述，地震相干体数据中，除了断层具有低相干特征之外，地层或岩性的变化、高倾角地层、低信噪比地震数据同样也能产生类似的低相干值。这部分数据相当于噪声，在相干剖面和时间切片上与断层产生的低相干数据同时存在，局部叠加在一起掩盖了断层特征。现有技术通常采用改进相干算法或优化原始地震数据的方法克服上述问题，但是最终得到的地震相干体数据中仍存在大量噪声，无法保障断层的分辨率、识别能力和解释精度。发明人发现，虽然不同地质因素都能形成低相干值，但是不同的地质因素对应不同低相干特征，特别是在波数域上的地震相干数据，地层或岩性的变化、高倾角地层、低信噪比等噪声引起的异常主要出现在低频段上，因断层而产生的信号处于高频段上，不会混叠，因此，本发明实施例通过滤波可以有效压制地震相干数据体中因地层或岩性的变化、高倾角地层、低信噪比地震数据而产生的噪声，去噪后的地震相干数据体具有明显的断层特征，提高了断层的分辨率、识别能力和解释精度。
为了对地震相干数据体进行处理，压制地震相干数据体中因地层或岩性的变化、高倾角地层、低信噪比地震数据而产生的噪声，有利于得到明显的断层特征，提高断层的分辨率、识别能力和解释精度，本发明实施例提供一种地震相干数据体处理方法，如图1所示，该方法可以包括：
步骤101、获取地震相干数据体，对所述地震相干数据进行重新排列，得到每一时刻对应的地震相干数据；
步骤102、对每一时刻对应的地震相干数据，沿地震测线方向进行波数域变换，对变换后的结果进行高通滤波；
步骤103、对滤波后的地震相干数据，沿地震测线方向进行波数域反变换，得到地震相干数据体处理结果。
由图1所示可以得知，本发明实施例通过获取地震相干数据体，对所述地震相干数据进行重新排列，得到每一时刻对应的地震相干数据；对每一时刻对应的地震相干数据，沿地震测线方向进行波数域变换，对变换后的结果进行高通滤波；对滤波后的地震相干数据，沿地震测线方向进行波数域反变换，得到地震相干数据体处理结果。本发明实施例将地震相干数据变换到波数域，在变换到波数域上的信号中，因地层或岩性的变化、高倾角地层、低信噪比地震数据而产生的噪声与因断层而产生的信号位于不同的频段，不会混叠，从而通过滤波可以有效压制地震相干数据体中因地层或岩性的变化、高倾角地层、低信噪比地震数据而产生的噪声，去噪后的地震相干数据体具有明显的断层特征，提高了断层的分辨率、识别能力和解释精度。
具体实施时，获取地震相干数据体，对所述地震相干数据进行重新排列，得到每一时刻对应的地震相干数据。
实施例中，获取的地震相干数据体可以是三维的地震相干数据体，其中，三维分别为主测线维度，纵测线维度和时间维度。对所述地震相干数据进行重新排列，可以得到每一时刻对应的二维地震相干数据。
具体实施时，对每一时刻对应的地震相干数据，沿地震测线方向进行波数域变换，对变换后的结果进行高通滤波。
实施例中，所述地震测线为：地震主测线或地震纵测线。实施时，可以设计为地震主测线走向垂直于主体断层走向，然后选择沿平行于主体断层走向的地震纵测线方向进行波数域变换，断层表现为波数最大、特征最明显。
实施例中，对每一时刻对应的地震相干数据，沿地震测线方向进行波数域变换包括：对每一时刻对应的地震相干数据，沿地震测线方向进行傅里叶变换。
实施例中，对变换后的结果进行高通滤波包括：根据预设截止波数，确定高通滤波器的系统函数；利用所述高通滤波器对变换后的结果进行高通滤波。其中，可以通过分析波数域特征，确定断层的有效波数范围，然后根据有效波数范围预设截止频率。
实施例中，按如下公式确定高通滤波器的系统函数：
其中，k0为截止波数，n为阶数，H为系统函数，x为地震测线序号，t为时间采样点序号。
本实施例中，随着k0增加，滤波器逐渐通带变小，随着n增加，滤波器过渡带变陡。理论上，k0和n越大，断层分辨率也高，同时随机噪声会增加。为了保证处理后一定的信噪比，可以设置n＝10、k0＝50。
实施例中，利用高通滤波器的系统函数按如下公式对变换后的结果进行高通滤波：
F'x，t(k)＝Fx，t(k)·Hx，t(k) (2)
其中，k为波数，H为系统函数，x为地震测线序号，t为时间采样点序号，F为波数域变换后的结果，F′为高通滤波后的结果。
具体实施时，对滤波后的地震相干数据，沿地震测线方向进行波数域反变换，得到地震相干数据体处理结果。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种地震相干数据体处理装置，如下面的实施例所述。由于这些解决问题的原理与地震相干数据体处理方法相似，因此装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
图2为本发明实施例中地震相干数据体处理装置的结构图，如图2所示，该装置包括：
数据获取模块201，用于获取地震相干数据体，对所述地震相干数据进行重新排列，得到每一时刻对应的地震相干数据；
数据滤波模块202，用于对每一时刻对应的地震相干数据，沿地震测线方向进行波数域变换，对变换后的结果进行高通滤波；
结果获得模块203，用于对滤波后的地震相干数据，沿地震测线方向进行波数域反变换，得到地震相干数据体处理结果。
一个实施例中，所述地震测线为：地震主测线或地震纵测线。
一个实施例中，所述数据滤波模块202进一步用于：
根据预设截止波数，确定高通滤波器的系统函数；
利用所述高通滤波器对变换后的结果进行高通滤波。
一个实施例中，所述数据滤波模块202进一步用于，按如下公式确定高通滤波器的系统函数：
其中，k0为截止波数，n为阶数，H为系统函数，x为地震测线序号，t为时间采样点序号。
下面给出具体实施例，说明本发明实施例中地震相干数据体处理方法的具体应用。在本具体实施例中，通过对东部某三维地震数据进行相干体计算，得到三维相干体。本实施例的地震网格为401×301，主测线范围为1～400，纵测线范围为1～300，时间长度为500ms～2500ms，采样率为4ms，采样点数为501。图3中为本实施例地震相干数据体中主测线100的地震相干体剖面。相干体剖面上断层主要表现为高角度线状低相干，图3中断层特征整体上比较清楚，但受其他地质等因素产生的低相干影响，局部断层清晰度、连续性不够理想。例如图3中可见1000ms以上道号300附近存在大面积的块状阴影，为复杂构造带地震成像差、地震资料信噪比产生，这些区域面积大，相干值低，断层的特征基本上被掩盖。图3中还可见到大量近似地层的低角度低相干，主要由于地层横向变话以及地层倾角对相干的影响。除此以外，图3中还包括一定数量的团块状阴影，实际上局部地质异常体或随机噪声产生。这些干扰和断层对应的相干值范围相同，难以通过门槛值进行消除。对地震相干数据进行重新排列，得到每一时刻对应的地震相干数据。对每一时刻对应的地震相干数据，沿地震测线方向进行波数域变换，对变换后的结果进行高通滤波，本实施例中，地震采集设计地震主测线走向方向垂直于三维区主体断层的走向，因此选择沿平行于主体断层走向方向的地震纵测线方向进行波数域变换，断层表现的波数最大、特征最明显。分析波数域特征，确定断层的有效波数范围，预设获取截止波数值，利用公式(1)和公式(2)进行高通滤波。图4中显示出不同参数滤波器的波谱特征。随着k0增加，滤波器逐渐通带变小，随着n增加，滤波器过渡带变陡。理论上，k0和n越大，断层分辨率也高，同时随机噪声会增加。为了保证处理后一定的信噪比，设置n＝10、k0＝50。对滤波后的地震相干数据，沿地震测线方向进行波数域反变换，得到地震相干数据体处理结果。图5为采用本发明处理后的主测线100地震相干体剖面图。对比图3，处理后的相干剖面，由于地质体变化和地震资料低信噪比产生的团块状低相干，以及部分地层产生的低角度层状低相干被大幅消除，断层发育轨迹、断层位置和断层空间组合更加清楚。
综上所述，本发明实施例通过获取地震相干数据体，对所述地震相干数据进行重新排列，得到每一时刻对应的地震相干数据；对每一时刻对应的地震相干数据，沿地震测线方向进行波数域变换，对变换后的结果进行高通滤波；对滤波后的地震相干数据，沿地震测线方向进行波数域反变换，得到地震相干数据体处理结果。本发明实施例将地震相干数据变换到波数域，在变换到波数域上的信号中，因地层或岩性的变化、高倾角地层、低信噪比地震数据而产生的噪声与因断层而产生的信号位于不同的频段，不会混叠，从而通过滤波可以有效压制地震相干数据体中因地层或岩性的变化、高倾角地层、低信噪比地震数据而产生的噪声，去噪后的地震相干数据体具有明显的断层特征，提高了断层的分辨率、识别能力和解释精度。
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 (10)
1.一种地震相干数据体处理方法，其特征在于，包括：
获取地震相干数据体，对所述地震相干数据进行重新排列，得到每一时刻对应的地震相干数据；
对每一时刻对应的地震相干数据，沿地震测线方向进行波数域变换，对变换后的结果进行高通滤波；
对滤波后的地震相干数据，沿地震测线方向进行波数域反变换，得到地震相干数据体处理结果。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地震测线为：地震主测线或地震纵测线。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对变换后的结果进行高通滤波包括：
根据预设截止波数，确定高通滤波器的系统函数；
利用所述高通滤波器对变换后的结果进行高通滤波。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，按如下公式确定高通滤波器的系统函数：
其中，k为波数，k0为截止波数，n为阶数，H为系统函数，x为地震测线序号，t为时间采样点序号。
5.一种地震相干数据体处理装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取地震相干数据体，对所述地震相干数据进行重新排列，得到每一时刻对应的地震相干数据；
数据滤波模块，用于对每一时刻对应的地震相干数据，沿地震测线方向进行波数域变换，对变换后的结果进行高通滤波；
结果获得模块，用于对滤波后的地震相干数据，沿地震测线方向进行波数域反变换，得到地震相干数据体处理结果。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述地震测线为：地震主测线或地震纵测线。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述数据滤波模块进一步用于：
根据预设截止波数，确定高通滤波器的系统函数；
利用所述高通滤波器对变换后的结果进行高通滤波。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述数据滤波模块进一步用于，按如下公式确定高通滤波器的系统函数：
其中，k为波数，k0为截止波数，n为阶数，H为系统函数，x为地震测线序号，t为时间采样点序号。
9.一种计算机设备，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4任一所述方法。
10.一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4任一所述方法的计算机程序。
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