CN112034510B - 低频补偿方法及低频补偿装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了低频补偿方法及低频补偿装置,低频补偿方法包括如下步骤:S10:设计低频补偿因子,低频补偿因子为将频率域中各频率点所对应的能量补偿倍数;S20:将地震数据由第一时间域转换到频率域,与低频补偿因子相乘后,由频率域转换至第二时间域,以得到低频补偿后的第二时间域;S30:利用二元全区间插值方法计算出地层特征开始发生变化的起始时间值,将起始时间值后的地震数据与S20中的地震数据进行替换,以得到补偿后的地震数据,以解决现有技术中的地震数据中深层信噪比技术会使高频信号损失的问题。
Description
技术领域
本发明涉及石油地震勘探技术领域,具体而言,涉及一种低频补偿方法及低频补偿装置。
背景技术
地震数据在采集过程中接收有效信号的同时,也会接收到大量噪声,有效信号能量会随着地震波传播距离的增强而变弱,而噪声能量尤其是高频噪声能量不会发生变化。这样就会造成地震数据中深层信噪比偏低。而大部分地震数据中深层地层结构复杂,反射波场杂乱,信噪比低,难以建立精细的速度场,偏移成像困难。
目前,解决上述技术问题主要通过低通滤波将地震数据高频噪声滤除,提高地震数据中深层信噪比,通过设计一个滤波因子,该因子在低频端系数为A=1,高频端系数为0,低频端到高频端过渡带系数从1逐渐过渡到0;滤波因子通过快速傅里叶正变换从频率域变换到时间域,然后与地震数据进行褶积,得到低通滤波后的地震数据。
但是,现有的方法虽然滤掉了高频噪声,但同时也滤除了高频有效信号,不利于地震数据的提高分辨率处理。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种低频补偿方法及低频补偿装置,以解决现有技术中的地震数据中深层信噪比技术会使高频信号损失的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种低频补偿方法,包括如下步骤:S10:设计低频补偿因子,低频补偿因子为将频率域中各频率点所对应的能量补偿倍数;S20:将地震数据由第一时间域转换到频率域,与低频补偿因子相乘后,由频率域转换至第二时间域,以得到低频补偿后的第二时间域;S30:利用二元全区间插值方法计算出地层特征开始发生变化的起始时间值,将起始时间值后的地震数据与S20中的地震数据进行替换,以得到补偿后的地震数据。
进一步地,低频补偿方法还包括如下步骤:S40:将S30中的起始时间值与S20中的第二时间域数据进行合并,以得到补偿后的地震数据。
进一步地,将起始时间值与第二时间域数据进行合并的公式为:
其中,
D(t)为合并后的数据;
B(t)为补偿前的时间域数据;
A(t)为补偿后的时间域数据;
T为时间起始点,L为常数。
进一步地,在频率域中,将频率f划分为三个范围,分别为0<f≤f1,f1<f≤f2,f>f2;其中,f1为低频补偿起始频率,f2为低频补偿截止频率,f2大于f1。
进一步地,当0<f≤f1时,低频补偿因子为A,其中,A为常数,A大于1.0。
进一步地,当f>f2时,低频补偿因子为1.0。
进一步地,在S20步骤中:在地震数据内取n个采样点,第一时间域的地震数据为实数数组,变换到频率域后为n个采样点的复数数组,低频补偿因子为与地震数据频率域点数相同的实数数组,低频补偿因子各点频率大小与频率域地震数据相同;将频率域地震数据复数数组与低频补偿因子实数数组相乘后,得到补偿后的频率域数据;将补偿后的频率域数据通过快速傅里叶逆变换转换回第二时间域,以得到低频补偿后的第二时间域的地震数据。
进一步地,起始时间值的算法为:给定矩形域上的n’*m个结点在两个方向上的坐标分别为:
x0<x1<u<xn′-1与y0<y1<v<ym-1
相应的函数值为:
zkj=z(xk,yj),k=0,1,…,n′-1;j=0,1,…,m-1
在X方向与Y方向上,以插值点(u,v)为中心,前后各取4个坐标,分别为:
xp<xp+1<xp+2<xp+3<u<xp+4<xp+5<xp+6<xp+7和
yq<yq+1<yq+2<yq+3<v<yq+4<yq+5<yq+6<yq+7;
然后,利用二元插值公式:
计算插值点(u,v)处的函数近似值,插值点(u,v)处的函数近似值为中深层层位发生变化点的起始时间值。
进一步地,S30步骤中,将地层特征开始发生变化的多个时间起始点信息,通过二元全区间插值方法插出空间上相对应的时间起始点,以将插出后的空间上的每个点的时间起始点后的地震数据与低频补偿后的地震数据进行替换。
根据本发明的另一方面,提供了一种低频补偿装置,包括:低频补偿因子设计模块,以用于设计低频补偿因子;低频补偿模块,与低频补偿因子设计模块连接,以根据低频补偿因子设计模块中设计出的低频补偿因子对地震数据进行低频补偿,以得到低频补偿后的第二时间域数据;中深层地震数据合并模块,与低频补偿模块连接,以将时间起始值与低频补偿模块中得到的补偿后的第二时间域数据进行合并,以得到补偿后的地震数据。
应用本发明的技术方案,低频补偿方法包括如下步骤:S10:设计低频补偿因子,低频补偿因子为将频率域中各频率点所对应的能量补偿倍数;S20:将地震数据由第一时间域转换到频率域,与低频补偿因子相乘后,由频率域转换至第二时间域,以得到低频补偿后的第二时间域;S30:利用二元全区间插值方法计算出地层特征开始发生变化的起始时间值,将起始时间值后的地震数据与S20中的地震数据进行替换,以得到补偿后的地震数据;S40:将S30中的起始时间值与S20中的第二时间域数据进行合并,以得到补偿后的地震数据;其中,地层特征开始发生变化的地层位置一般位于地层中深层,在进行地震数据采集时,对中深层处的地震数据进行采集,利用本发明提供的低频补偿方法,对地震波低频端进行补偿,以解决地震数据中深层低频有效波能量弱,信噪比偏低的问题,使深层不整合面以下的石炭系成像明显改善,提高了石炭系成像品质,有利于识别石炭系勘探目标。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本发明的低频补偿方法的流程示意图;以及
图2示出了根据本发明的低频因子补偿系数与频率之间的函数关系图;
图3示出了根据本发明的低频补偿装置的示意图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明还提供了一种低频补偿方法,请参考图1,包括如下步骤:S10:设计低频补偿因子,低频补偿因子为将频率域中各频率点所对应的能量补偿倍数;S20:将地震数据由第一时间域转换到频率域,与低频补偿因子相乘后,由频率域转换至第二时间域,以得到低频补偿后的第二时间域;S30:利用二元全区间插值方法计算出地层特征开始发生变化的起始时间值,将起始时间值后的地震数据与S20中的地震数据进行替换,以得到补偿后的地震数据。
根据本发明提供的低频补偿方法,包括如下步骤:S10:设计低频补偿因子,低频补偿因子为将频率域中各频率点所对应的能量补偿倍数;S20:将地震数据由第一时间域转换到频率域,与低频补偿因子相乘后,由频率域转换至第二时间域,以得到低频补偿后的第二时间域;S30:利用二元全区间插值方法计算出地层特征开始发生变化的起始时间值,将起始时间值后的地震数据与S20中的地震数据进行替换,以得到补偿后的地震数据;S40:将S30中的起始时间值与S20中的第二时间域数据进行合并,以得到补偿后的地震数据;其中,地层特征开始发生变化的地层位置一般位于地层中深层,在进行地震数据采集时,对中深层处的地震数据进行采集,利用本发明提供的低频补偿方法,对地震波低频端进行补偿,以解决地震数据中深层低频有效波能量弱,信噪比偏低的问题,使深层不整合面以下的石炭系成像明显改善,提高了石炭系成像品质,有利于识别石炭系勘探目标。
在具体实施过程中,为了减少时间方向上的拼接痕迹,在时间起始点T上下选择一个过渡带范围,针对补偿前时间数据B(t)和补偿后时间数据A(t)进行合并,将起始时间值与第二时间域数据进行合并的公式为:
其中,D(t)为合并后的数据;
B(t)为补偿前的时间域数据;
A(t)为补偿后的时间域数据;
T为时间起始点,L为常数。
如图2所示,在频率域中,将频率f划分为三个范围,分别为0<f≤f1,f1<f≤f2,f>f2;其中,f1为低频补偿起始频率,f2为低频补偿截止频率,f2大于f1。
当0<f≤f1间时,低频补偿因子为A,其中,A为常数,A大于1.0。
当f>f2时,低频补偿因子为1.0。
具体地,在S20步骤中:在地震数据内取n个采样点,n为2的整数幂,第一时间域的地震数据为实数数组,变换到频率域后为n个采样点的复数数组,低频补偿因子为与地震数据频率域点数相同的实数数组,低频补偿因子各点频率大小与频率域地震数据相同;将频率域地震数据复数数组与低频补偿因子实数数组相乘后,得到补偿后的频率域数据;将补偿后的频率域数据通过快速傅里叶逆变换转换回第二时间域,以得到低频补偿后的第二时间域的地震数据;上述时间域与频率域之间的转换通过傅里叶变换实现。
由于地震数据中深层层位往往空间变化剧烈,为了针对中深层进行低频补偿处理,需要时间随空间变化的插值处理技术,对于三维地震数据就需要使用二元差值方法,具体为:起始时间值的算法为:给定矩形域上的n’*m个结点在两个方向上的坐标分别为:
x0<x1<u<xn′-1与y0<y1<v<ym-1
相应的函数值为:zkj=z(xk,yj),k=0,1,…,n′-1;j=0,1,…,m-1
在X方向与Y方向上,以插值点(u,v)为中心,前后各取4个坐标,分别为:xp<xp+1<xp+2<xp+3<u<xp+4<xp+5<xp+6<xp+7和yq<yq+1<yq+2<yq+3<v<yq+4<yq+5<yq+6<yq+7;
计算插值点(u,v)处的函数近似值,插值点(u,v)处的函数近似值为中深层层位发生变化点的起始时间值。
由用户提供地震数据中几个中深层层位发生变化点的起始时间值,这些点的(x,y)坐标已知,根据上述插值公式即可以得到每个点的起始时间值。
S30步骤中,将地层特征开始发生变化的多个时间起始点信息,通过二元全区间插值方法插出空间上相对应的时间起始点,以将插出后的空间上的每个点的时间起始点后的地震数据与低频补偿后的地震数据进行替换。
如图3所示,本发明还提供了一种低频补偿装置,包括:低频补偿因子设计模块,以用于设计低频补偿因子;低频补偿模块,与低频补偿因子设计模块连接,以根据低频补偿因子设计模块中设计出的低频补偿因子对地震数据进行低频补偿,以得到低频补偿后的第二时间域数据;中深层地震数据合并模块,与低频补偿模块连接,以将时间起始值与低频补偿模块中得到的补偿后的第二时间域数据进行合并,以得到补偿后的地震数据。
通过本实施中的低频补偿装置能够对近地表的地震数据中深层的低频能量进行补偿,提高中深层地震数据信噪比,缓解现有低通滤波技术造成的高频有效信号损失的问题。
从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:
根据本发明提供的低频补偿方法,包括如下步骤:S10:设计低频补偿因子,低频补偿因子为将频率域中各频率点所对应的能量补偿倍数;S20:将地震数据由第一时间域转换到频率域,与低频补偿因子相乘后,由频率域转换至第二时间域,以得到低频补偿后的第二时间域;S30:利用二元全区间插值方法计算出地层特征开始发生变化的起始时间值,将起始时间值后的地震数据与S20中的地震数据进行替换,以得到补偿后的地震数据;S40:将S30中的起始时间值与S20中的第二时间域数据进行合并,以得到补偿后的地震数据;其中,地层特征开始发生变化的地层位置一般位于地层中深层,在进行地震数据采集时,对中深层处的地震数据进行采集,利用本发明提供的低频补偿方法,对地震波低频端进行补偿,以解决地震数据中深层低频有效波能量弱,信噪比偏低的问题,使深层不整合面以下的石炭系成像明显改善,提高了石炭系成像品质,有利于识别石炭系勘探目标。
为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种低频补偿方法,其特征在于,包括如下步骤:
S10:设计低频补偿因子,所述低频补偿因子为将频率域中各频率点所对应的能量补偿倍数;
S20:将地震数据由第一时间域转换到频率域,与所述低频补偿因子相乘后,由频率域转换至第二时间域,以得到低频补偿后的第二时间域;
S30:利用二元全区间插值方法计算出地层特征开始发生变化的起始时间值,将所述起始时间值后的地震数据与S20中补偿后的地震数据进行合并,以得到补偿后的地震数据;
将起始时间值后的地震数据与第二时间域数据进行合并的公式为:
其中,
D(t)为合并后的数据;
B(t)为补偿前的时间域数据;
A(t)为补偿后的时间域数据;
T为时间起始点,L为常数;
在频率域中,将频率f划分为三个范围,分别为0<f≤f1,f1<f≤f2,f>f2;
其中,f1为低频补偿起始频率,f2为低频补偿截止频率,f2大于f1;
当0<f≤f1时,低频补偿因子为A,其中,A为常数,A大于1.0;
当f>f2时,低频补偿因子为1.0。
2.根据权利要求1所述的低频补偿方法,其特征在于,在S20步骤中:
在地震数据内取n个采样点,第一时间域的地震数据为实数数组,变换到频率域后为n个采样点的复数数组,所述低频补偿因子为与地震数据频率域点数相同的实数数组,低频补偿因子各点频率大小与频率域地震数据相同;将频率域地震数据复数数组与低频补偿因子实数数组相乘后,得到补偿后的频率域数据;
将补偿后的频率域数据通过快速傅里叶逆变换转换回第二时间域,以得到低频补偿后的第二时间域的地震数据。
3.根据权利要求1所述的低频补偿方法,其特征在于,所述起始时间值的算法为:
给定矩形域上的n’*m个结点在两个方向上的坐标分别为:
x0<x1<u<xn′-1与y0<y1<v<ym-1
相应的函数值为:
zkj=z(xk,yj),k=0,1,…,n′-1;j=0,1,…,m-1
在X方向与Y方向上,以插值点(u,v)为中心,前后各取4个坐标,分别为:
xp<xp+1<xp+2<xp+3<u<xp+4<xp+5<xp+6<xp+7和
yq<yq+1<yq+2<yq+3<v<yq+4<yq+5<yq+6<yq+7;
然后,利用二元插值公式:
计算插值点(u,v)处的函数近似值,所述插值点(u,v)处的函数近似值为中深层层位发生变化点的起始时间值。
4.根据权利要求1所述的低频补偿方法,其特征在于,所述S30步骤中,将地层特征开始发生变化的多个时间起始点信息,通过二元全区间插值方法插出空间上相对应的时间起始点,以将插出后的空间上的每个点的时间起始点后的地震数据与低频补偿后的地震数据进行替换。
5.一种低频补偿装置,适用于权利要求1至4中任一项所述的低频补偿方法,其特征在于,所述低频补偿装置包括:
低频补偿因子设计模块,以用于设计低频补偿因子;
低频补偿模块,与所述低频补偿因子设计模块连接,以根据低频补偿因子设计模块中设计出的低频补偿因子对地震数据进行低频补偿,以得到低频补偿后的第二时间域数据;
中深层地震数据合并模块,与所述低频补偿模块连接,以将时间起始值与低频补偿模块中得到的补偿后的第二时间域数据进行合并,以得到补偿后的地震数据。
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Cobb et al. | Omega-k quadtree UWB SAR focusing |
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Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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