CN112731524B - 一种面向弱反射信号地区地震信号优选的数据规则化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向弱反射信号地区地震信号优选的数据规则化处理方法，通过数据分选模块分别获得单炮检距数据和全炮检距数据；通过全炮检数据处理单元对全炮检距数据进行叠加获得第一模型道数据；通过单炮检数据处理单元对每个单炮检距数据进行叠加获得第二模型道数据；计算地震资料中地震道与第一模型道数据、第二模型道数据之间的互相关，求得地震信号的相关系数和相关时移量；将相关系数和相关时移量应用于地震道获得对应炮检距处理后的地震道；本发明可以利用地震资料相关时差进行空间时差校正提高地震数据信噪比，利用地震资料相关系数进行地震数据优化选择和加权叠加提高局部反射信号能量，从而提高地震资料中弱反射振幅区域的成像质量。

Description

一种面向弱反射信号地区地震信号优选的数据规则化方法

技术领域

本发明属于地震资料处理方法领域，尤其涉及一种面向弱反射信号地区地震信号优选的数据规则化方法。

背景技术

在地震资料处理中,很多处理方法如偏移成像、去噪等都要求规则网格采样。但是野外数据空间采样常常是不规则的，在陆上地震资料采集中，由于建筑物、河流等特殊的地貌，无法做到数据空间采样完全规则；在海上地震资料采集中，由于洋流的作用，拖缆漂移产生羽角，数据空间分布会出现缺失、叠置等现象，一些地区覆盖次数很低，一些地区覆盖次数又很高。这些不规则的覆盖次数，会严重影响地震数据偏移成像振幅的保真度，因此需要在地震偏移前进行数据规则化处理，以满足地震偏移成像的振幅保真要求。

常规的数据规则化方法(如图1所示)通常在共炮检距域进行计算，对每一组炮检距面元内的数据进行部分叠加使多覆盖的面元变成一次覆盖，或者进行插值使空面元得到补充，这样所有的炮检距组合并后可以变成一个几乎等覆盖次数的叠前道集数据，达到了规则化面元和覆盖次数的目的。常规三维插值技术在横向、纵向、时间三个方向上实现道内插，忽略数据不同面元之间炮检距和方位角的影响。而五维插值技术是三维插值技术上加上方位角信息和炮检距信息,对炮点、检波点位置规则化，减少炮检点分布不规则对振幅特征的影响，改善振幅的一致性。这些规则化技术要么采用反距离加权技术要么采用三维或五维插值技术实现面元规则化，对于同一面元内的所有地震数据采用无差别的处理方法，虽然对于大部分地震资料是适用的，但对于弱反射信号地区，没有对地震数据的不同信噪比进行信号优选，因此不利于改善弱反射信号地区的地震数据成像品质。

对于岩性地层圈闭为地质目标的精细处理来说，在数据规则化时使用什么标准保留和舍弃地震道，对处理成果最终成像品质的影响至关重要。在同一个CDP点的各道具有很大的相对时移，这种时移可以用求互相关函数的办法来测定，估算出来的时移包括了前期处理所遗留的问题如炮点和检波点的剩余校正量、剩余动校正量、噪声以及上覆地层速度剧烈变化所引起的畸变效应。

发明内容

为了解决现有处理方法存在的技术问题，本发明提供一种面向弱反射信号地区地震信号优选的数据规则化方法；该方法可以在对地震资料中数据进行规则化处理过程中提高信噪比，准确地处理地震资料局部弱反射信号信息，解决提高地震资料中弱反射振幅区域的成像质量。本发明在模型道选取时，对于一个面元来说，综合利用两个模型道，分别是单炮检距内的道的常规叠加以及全炮检距的常规叠加，这使得结果稳健可靠；同时，在地震道规则化的加权和舍取时在反距离加权的基础上考虑时移以及相关系数，使得弱信号能量得以合理恢复与增强，因此，本发明特别适用于弱反射信号地区域能量恢复处理。

本发明采用如下技术方案予以实施，包括如下步骤：

通过数据分选模块对共炮检距道集数据计算分别获得单炮检距数据和全炮检距数据；

通过全炮检数据处理单元对全炮检距数据进行叠加获得地震数据信号优选相关分析模型道数据，即第一模型道；

通过单炮检数据处理单元对每个单炮检距数据进行叠加获得地震数据加权叠加相关分析模型道数据，即第二模型道；

通过互相关单元计算地震资料中地震道与第一模型道数据、第二模型道数据之间的互相关，求得地震信号相关时移量以及相关系数；

通过空间时差校正单元对地震信号相关时移量进行校正处理获得地震信号质量改善；

通过相关系数加权叠加完成单个炮检距道集内的数据规则化；

单炮检数据处理单元还包括对单个炮检距面元内缺失地震数据时采用插值方法进行数据补充处理，根据扩展面元道集叠加道与第一模型道相关结果确定面元扩展最佳方案；

根据扩展面元内单个炮检距地震道与扩展面元道集叠加模型道相关系数进行加权插值处理，获得最佳叠加成像质量的插值地震数据。

进一步，所述地震信号相关时移量τ及相关系数f_t通过如下公式获得：

其中：f_t是相关系数，τ为时移值，h_t模型道，x_t地震道，L为时窗长度。

进一步，所述地震信号校正时移量过程：

所述空间时差校正单元对同一面元内经过空间时差校正的地震信号进行优选，保留信噪比较高的地震道，舍去信噪比较低的地震道，不让它参加后期的信号加权或插值处理；信号优选的原则是单个地震道与信号优选模型道之间互相关，相关系数不符合规定条件的进行剔除，符合的规定条件的进行加权叠加；即：

其中，面元中心地震道输出r，依赖于来自不同方向的地震道输入d_i；输出r是输入d_i的加权求和；加权因子是w_i；i为地震道编号，N为面元内地震总道数。

有益效果

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1)在模型道选取时，对于一个面元来说，综合利用两个模型道，分别是单炮检距内的道的常规叠加以及全炮检距的常规叠加，这使得结果稳健可靠。对同一面元内不同炮检距的数据进行空间时差校正时，精细准确的速度有利于改善地震信号的同相性，为后期地震信号的同相叠加，提高信噪比打下基础。

2)在地震道规则化的加权和舍取时在反距离加权的基础上考虑时移以及相关系数，使得弱信号能量得以合理恢复与增强。对经过空间时差校正的地震信号进行信号优选，保留信噪比较高的地震道，舍去信噪比较低的地震道，不让它参加后期的信号加权或插值处理，以此提高规则化数据的地震信噪比。

3)本方法特别适用于弱反射信号地区域能量恢复处理。(效果如图5)采用信号加权技术实现面元归一化处理。在信噪比较高的地区使用插值技术实现面元归一化处理是没有问题的，但对于弱信号的地区，由于噪声较重，有效信号被噪声所埋没，通过多次覆盖来提高信噪比是常用的手段，而常规的三维或五维插值技术没有利用好这个提高信噪比的手段，不利于弱信号地区提高信噪比，本发明在信号优选和保证信号同相的基础上，采用信号加权叠加技术将有利于改善弱信号地区的信噪比，提高弱信号成像质量。

附图说明

图1是传统规则化流程示意图；

图2是本发明的规则化流程示意图；

图3是面元中心道输出r，依赖于来自不同方向的地震输入；

图4互相关信号优选示意图；

图5(a)不同规则化方法后的偏移剖面对比：常规规则化方法；

图5(b)不同规则化方法后的偏移剖面对比：本发明方法。

具体实施方式：

以下结合实施案例和附图，对本发明的技术和方法进行详细描述，以下案例和附图用于说明本发明的构成，但不是用来限定本发明的范围。

如图2所示，本发明是面向弱信号地区地震资料的精细数据规则化方法，包括以下步骤：

通过数据分选模块对共炮检距道集数据计算分别获得单炮检距数据和全炮检距数据，(见流程框图2共炮检距道集数据分选)；

通过全炮检数据处理单元对全炮检距数据进行叠加获得地震数据信号优选相关分析模型道数据，即第一模型道(见流程框图3a全炮检距数据叠加)；

通过单炮检数据处理单元对每个单炮检距数据进行叠加获得地震数据加权叠加相关分析模型道数据，即第二模型道(见流程框图3b单炮检距数据叠加)；所述单炮检数据处理单元对模型道选取是基于一个地震资料的面元来说，选用单炮检距常规叠加作为地震信号模型道。通过互相关单元采用如下公式计算地震资料中地震道与第一模型道数据、第二模型道数据之间的互相关，求得地震信号的相关时移量τ以及相关系数f_t，(见流程4a地震信号互相关)。

其中：f_t是相关系数，τ为时移值，h_t模型道，x_t地震道，L为时窗长度。本发明在某一个记录道的时移，采用单个炮检距的叠加道与模型道进行相关运算，得到这一道相对于模型道的时移值τ以及地震信号相关系数f_t。

通过空间时差校正单元对地震信号相关时移量进行校正处理获得地震信号校正时移量。(见流程5空间时差校正)；

地震信号校正时移量是通过地震面元内时移的处理，即根据当前地震道与模型道互相关得到时差以及总体时差分布，结合相关系数决定时移量获得的。

如图3所示，通过相关系数加权叠加模块对地震信号校正时移量信号进行优选加权叠加处理，(见流程框图6相关系数加权叠加)。

所述空间时差校正单元对同一面元内经过空间时差校正的地震信号进行优选，保留信噪比较高的地震道，舍去信噪比较低的地震道，不让它参加后期的信号加权或插值处理；信号优选的原则是单个地震道与信号优选模型道之间互相关，相关系数不符合规定条件的进行剔除，符合的规定条件的进行加权叠加：

其中，面元中心地震道输出r，依赖于来自不同方向的地震道输入d_i。输出r是输入d_i的加权求和。加权因子是w_i。i为地震道编号，N为面元内地震总道数。

权重因子的求取

根据上述时移后的资料以及相关系数结合道在面元中的位置，求取权重因子w_i，这里利用反距离加权与地震信号相关系数的乘积：

其中，d_i是地震道在面元内距离面元中心点的距离，f_i是与相关系数有关的量。图4展示了本发明中一个炮检距道集内进行空间时差校正和地震信号优选处理后地震数据质量改善示意图。

根据面元内单个炮检距地震道与扩展面元道集叠加模型道相关系数进行加权插值处理，获得最佳叠加成像质量的插值地震数据输出。(见流程框图8相关系数加权插值)。其中：

所述扩展面元道集叠加模型处理过程：

通过单炮检数据处理单元对单个炮检距面元内地震数据采用插值方法进行补充处理，包括：

①进行扩展面元处理，(见流程框图7a扩展面元处理)；

②进行扩展面元叠加处理，(见流程框图7b扩展面元道集叠加)；

③进行地震信号互相关分析，(见流程框图4b地震信号互相关)，根据扩展面元道集叠加与全炮检距叠加道优选面元扩展方案。

本发明并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本发明的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本发明的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种面向弱信号地区地震数据优选方法，包括如下步骤：

通过数据分选模块对共炮检距道集数据计算分别获得单炮检距数据和全炮检距数据；

通过全炮检数据处理单元对全炮检距数据进行叠加获得地震数据信号优选相关分析模型道数据，即第一模型道；

通过单炮检数据处理单元对每个单炮检距数据进行叠加获得地震数据加权叠加相关分析模型道数据，即第二模型道；

通过互相关单元计算地震资料中地震道与第一模型道数据、第二模型道数据之间的互相关，求得地震信号的相关系数和相关时移量；

通过空间时差校正单元对地震信号相关时移量进行校正获得高品质的地震数据；

通过相关系数加权叠加单元完成单个炮检距道集内的数据规则化；

单炮检距数据处理单元还包括对单个炮检距面元内缺失地震数据时采用插值方法进行数据补充处理，根据扩展面元道集叠加道与第一模型道相关结果确定扩展面元最佳方案；

根据面元内单个炮检距地震道与扩展面元道集叠加道相关系数进行加权插值处理，获得最佳叠加成像质量的插值地震数据；

地震信号相关系数f_t通过如下公式获得:

其中：f_t是相关系数，τ为时移值，h_t+τ为模型道，x_t为地震道，L为时窗长度。

2.根据权利要求1所述的一种面向弱信号地区地震数据优选方法，其特征在于：通过空间时差校正单元对地震信号相关时移量进行校正过程：

所述空间时差校正单元对同一面元内经过空间时差校正的地震信号进行优选，保留信噪比较高的地震道，舍去信噪比较低的地震道，不让它参加后期的信号加权或插值处理；信号优选的原则是单个地震道与信号优选模型道之间互相关，相关系数不符合规定条件的进行剔除，符合的规定条件的进行加权叠加；即：

其中，面元中心地震道输出r，依赖于来自不同方向的地震道输入d_i；输出r是输入d_i的加权求和；加权因子是w_i；i为地震道编号，N为面元内地震总道数。

Images