CN112748459B - 频散曲线自动拾取方法及装置 - Google Patents
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Abstract
申请提供一种频散曲线自动拾取方法及装置,利用面波频散谱上基阶、1阶、2阶等各阶面波的谱振幅值和相速度分布特征,建立了一套能自动区分各阶面波的频率‑相速度对的方法,可以区分出不同阶的面波分量,也能准确找到相邻阶之间频率重叠部分的频散点,比人工交互拾取的速度快,拾取的频散点准确,能够满足油气勘探地震数据处理效率的要求。
Description
技术领域
本发明涉及油田的勘探技术领域,更具体的,涉及一种频散曲线自动拾取方法及装置。
背景技术
接近地表的地下地层被称为风化层,通常是由低速、未压实的物质构成的薄层。油气勘探关注的近地表模型可简化为三层结构,即低速带、降速带和高速层,有的地区没有降速带,大多数地区都属于地层硬度随深度逐层增加的分层结构模型,只是在盐沼泽区等比较特别的地区可能在地表有一层较硬的覆盖层,从而出现近地表中含低速夹层的现象。众所周知,为了获得地下深部岩层和储层的准确成像,必须消除近地表异常对地震反射数据的影响;此外,近地表也是叠前深度偏移的速度场建模中重要而具有挑战性的对象。在油气地震勘探过程中,震源激发产生的地震波,除了朝地下传播的纵波、横波外,还有一种沿着近地表传播、能量强、速度较慢的面波。由于近地表属于垂向非均匀的半空间,因此不同频率的面波分量以各异的相速度传播,即发生频散,面波频散的规律与近地表介质的结构有密切关系。人们最早在天然地震记录中发现了面波,并根据其频散特征来研究地球内部构造。近年来,面波勘探也被广泛用于工程地质勘查中调查地球近地表几十米深度范围内的地层结构。
面波法探测地层结构就是通过对采集的原始面波数据作处理来获取地层的频散特征,即采用一定的处理算法,从原始面波数据中提取频散曲线,也就是面波的相速度随频率变化的关系曲线。
石油勘探主要使用反射波地震采集方法,无论二维还是三维勘探,都可在以震源为中心、向外的任何角度射线方向上切出一条二维接收线,然后在此直线排列上分析地震面波波场的传播情况,这种分析方法类似于工程地质勘探中的多道瞬态面波分析技术。
多道瞬态面波的频散特征可以通过对相移法、频率波数分析法和倾斜叠加法等方式计算出的频率-相速度频散谱进行分析得到,无论采用什么计算方式得到的频率-相速度频散谱都是一幅二维图像,需要从图上去读取面波频率与相速度的关系曲线。对于天然地震和工程地质勘查而言,数据量相对于油气地震勘探少得多,采用人工的方式从频散谱上读取面波频率与相速度的关系曲线是完全能够满足实际生产需要的。对于油气勘探而言,若采用人工读取频散谱来获取频散曲线,将是一项工作量巨大的工作,在地震数据的处理效率方面会严重影响后续的一系列处理工作。因此,油气勘探的面波分析技术需要一种能自动从频散谱中提取面波频散曲线的方法。
发明内容
为了解决上述不足的至少一个,本申请实施例提供一种频散曲线自动拾取方法,包括:
根据采集的地震数据,生成面波频散谱,所述面波频散谱上包括有多个频率采样点;
依次从每个频率采样点上的谱线中选取设定数量的相速度点,每个选取的相速度点的谱振幅值大于对应谱线上其他相速度点的谱振幅值;
根据每个选取的相速度点的频率和对应的谱振幅值确定各阶面波的频散点;
拾取各阶面波的频散点生成频散曲线。
在某些实施例中,所述根据每个选取的相速度点的频率和对应的谱振幅值确定各阶面波的频散点,包括:
根据选取的所述相速度点的频率和对应的谱振幅值确定基阶面波的起点;
从所述基阶面波分量的起点开始,按照频率从小到大的顺序,依次根据每个频率采样点对应的相速度样点确定各阶面波的频散点。
在某些实施例中,所述根据所述相速度样点的频率和对应的谱振幅值确定基阶面波的起点,包括:
选取频率小于6Hz的频率采样点;
从所有选取频率采样点所对应的设定数量的相速度点中,选取出谱振幅值最大的一个相速度点确定为所述基阶面波的起点。
在某些实施例中,所述从所述基阶面波分量的起点开始,按照频率从小到大的顺序,依次根据每个频率采样点对应的相速度样点确定各阶面波的频散点,包括:
对每个选取的频率采样点对应设定数量的相速度点按照谱振幅值从大到小进行排序,生成对应每个频率采样点的谱振幅值序列;
根据所述谱振幅值序列的顺序,依次确定每个谱振幅值序列中各相速度点对应所属的面波,其中各阶面波对应确定的相速度点为各阶面波的频散点。
在某些实施例中,所述拾取各阶面波的频散点生成频散曲线,包括:
剔除未确定出对应所属面波的相速度点,以及每个频率采样点对应谱线上其余未被选取的其他相速度点,形成频散曲线。
在某些实施例中,所述根据所述谱振幅值序列的顺序,依次确定每个谱振幅值序列中各相速度点对应所属的面波,其中各阶面波对应确定的相速度点为各阶面波的频散点,包括:
针对每个谱振幅值序列,从基阶面波开始,判断其中谱振幅值最大的相速度点是否在当前面波对应当前频率采样点的频率分量相速度所确定的第一设定范围内;若判断为是,将该谱振幅值最大的相速度点记为与当前面波相邻的下一阶面波的频散曲线的起点;
针对每个谱振幅值序列,从基阶面波开始,判断除已被记入各阶面波之外的所有相速度点各自是否处于当前面波对应当前频率采样点的频率分量相速度所确定的第二设定范围内;若判断为是,将该相速度点记入对应面波的频散曲线中,进而确定每个谱振幅值序列中各相速度点对应所属的面波。
在某些实施例中,所述第一设定范围根据第一公式确定,所述第一公式为:
|G″j,1,3-Vm,i1<Dv
其中,G″j,1,3表示对应的谱振幅值序列中谱振幅值最大的相速度点的相速度值,j=1,2,…,J表示频散谱图中频率轴从最小频率开始,以频率采样间隔Δf为增量,到最大频率为止的频率点序号,Vm,i表示各阶面波频率分量的相速度,Dv表示从地震面波频散谱上人工读取相邻两阶面波之间在同一个频率处的相速度的平均差值。
在某些实施例中,所述第二设定范围根据第二公式确定,所述第二公式为:
其中,G″j,r,3表示对应的谱振幅值序列中每个相速度点的相速度值,j=1,2,…,J表示频散谱图中频率轴从最小频率开始,以频率采样间隔Δf为增量,到最大频率为止的频率点序号,Vm,i表示各阶面波频率分量的相速度,表示从地震面波频散谱上人工读取同一阶的相邻面波频率分量间相速度的平均差值。
本申请还提供一种频散曲线自动拾取装置,包括:
频散谱生成模块,根据采集的地震数据,生成面波频散谱,所述面波频散谱上包括有多个频率采样点;
相速度点选取模块,依次从每个频率采样点上的谱线中选取设定数量的相速度点,每个选取的相速度点的谱振幅值大于对应谱线上其他相速度点的谱振幅值;
频散点确定模块,根据每个选取的相速度点的频率和对应的谱振幅值确定各阶面波的频散点;
频散曲线生成模块,拾取各阶面波的频散点生成频散曲线。
在某些实施例中,所述频散点确定模块,包括:
基阶面波起点确定单元,根据选取的所述相速度点的频率和对应的谱振幅值确定基阶面波的起点;
各阶面波频散点确定单元,从所述基阶面波分量的起点开始,按照频率从小到大的顺序,依次根据每个频率采样点对应的相速度样点确定各阶面波的频散点。
在某些实施例中,所述基阶面波频散点确定单元,包括:
频率采样点选取单元,选取频率小于6Hz的频率采样点;
基阶面波起点选取单元,从所有选取频率采样点所对应的设定数量的相速度点中,选取出谱振幅值最大的一个相速度点确定为所述基阶面波的起点。
在某些实施例中,所述各阶面波频散点确定单元,包括:
谱振幅值序列生成单元,对每个选取的频率采样点对应设定数量的相速度点按照谱振幅值从大到小进行排序,生成对应每个频率采样点的谱振幅值序列;
相速度点归属确定单元,根据所述谱振幅值序列的顺序,依次确定每个谱振幅值序列中各相速度点对应所属的面波,其中各阶面波对应确定的相速度点为各阶面波的频散点。
在某些实施例中,所述频散曲线生成模块剔除未确定出对应所属面波的相速度点,以及每个频率采样点对应谱线上其余未被选取的其他相速度点,形成频散曲线。
在某些实施例中,所述相速度点归属确定单元,包括:
下一阶面波起点确定单元,针对每个谱振幅值序列,从基阶面波开始,判断其中谱振幅值最大的相速度点是否在当前面波对应当前频率采样点的频率分量相速度所确定的第一设定范围内;若判断为是,将该谱振幅值最大的相速度点记为与当前面波相邻的下一阶面波的频散曲线的起点;
各相速度点归属单元,针对每个谱振幅值序列,从基阶面波开始,判断除已被记入各阶面波之外的所有相速度点各自是否处于当前面波对应当前频率采样点的频率分量相速度所确定的第二设定范围内;若判断为是,将该相速度点记入对应面波的频散曲线中,进而确定每个谱振幅值序列中各相速度点对应所属的面波。
在某些实施例中,所述第一设定范围根据第一公式确定,所述第一公式为:
|G″j,1,3-Vm,i1<Dv
其中,G″j,1,3表示对应的谱振幅值序列中谱振幅值最大的相速度点的相速度值,j=1,2,…,J表示频散谱图中频率轴从最小频率开始,以频率采样间隔Δf为增量,到最大频率为止的频率点序号,Vm,i表示各阶面波频率分量的相速度,Dv表示从地震面波频散谱上人工读取相邻两阶面波之间在同一个频率处的相速度的平均差值。
在某些实施例中,所述第二设定范围根据第二公式确定,所述第二公式为:
其中,G″j,r,3表示对应的谱振幅值序列中每个相速度点的相速度值,j=1,2,…,J表示频散谱图中频率轴从最小频率开始,以频率采样间隔Δf为增量,到最大频率为止的频率点序号,Vm,i表示各阶面波频率分量的相速度,表示从地震面波频散谱上人工读取同一阶的相邻面波频率分量间相速度的平均差值。
本申请第三方面实施例提供一种电子设备,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程序时实现如上所述的频散曲线自动拾取方法的步骤。
本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现如上所述的频散曲线自动拾取方法的步骤。
本申请的有益效果如下:
本申请提供的频散曲线自动拾取方法及装置,利用面波频散谱上基阶、1阶、2阶等各阶面波的谱振幅值和相速度分布特征,建立了一套能自动区分各阶面波的频率-相速度对的方法,可以区分出不同阶的面波分量,也能准确找到相邻阶之间频率重叠部分的频散点,比人工交互拾取的速度快,拾取的频散点准确,能够满足油气勘探地震数据处理效率的要求。
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。
图1示出本申请实施例中油气勘探三维地震采集观测系统图。
图2示出本申请实施例中沿接收排列方向切出的一条二维接收线地震记录示意图。
图3示出本申请实施例中接收排列的相移法面波频散谱图。
图4示出本申请实施例中每个频率点的10个有序谱振幅点。
图5示出本申请实施例中计算得到的基阶、1阶、2阶面波频散曲线。
图6示出本申请实施例中计算得到的各阶面波频散曲线数值。
图7示出本申请实施例中频散曲线自动拾取方法流程示意图。
图8示出本申请实施例中频散曲线自动拾取装置结构示意图。
图9示出适于用来实现本申请实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。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他实施例,都属于本发明保护的范围。
图7示出了本申请实施例中一种频散曲线自动拾取方法的流程示意图,如图7所示,具体包括:
S100:根据采集的地震数据,生成面波频散谱,所述面波频散谱上包括有多个频率采样点;
S200:依次从每个频率采样点上的谱线中选取设定数量的相速度点,每个选取的相速度点的谱振幅值大于对应谱线上其他相速度点的谱振幅值;
S300:根据每个选取的相速度点的频率和对应的谱振幅值确定各阶面波的频散点;
S400:拾取各阶面波的频散点生成频散曲线。
本申请的频散曲线自动拾取方法,利用面波频散谱上基阶、1阶、2阶等各阶面波的谱振幅值和相速度分布特征,建立了一套能自动区分各阶面波的频率-相速度对的方法,可以区分出不同阶的面波分量,也能准确找到相邻阶之间频率重叠部分的频散点,比人工交互拾取的速度快,拾取的频散点准确,能够满足油气勘探地震数据处理效率的要求。
一些实施例中,步骤S100具体为:野外采集的地震数据建立观测系统后,以震源为中心,在向外的任意角度射线方向上切出一条二维接收线(如图1所示),然后在此直线排列上选取炮检距在10倍道距至50倍道距范围内的地震道做相移法频散谱(如图2、图3所示),横轴为频率轴,按照等采样间隔Δf频率从小到大依次为f1<f2<…<fj<…<fJ-1<fJ,其中f1是最小频率,fJ是最大频率,采样间隔Δf按照(1)式确定
其中,n为地震道的样点个数,Δt为时间采样间隔。
纵轴为相速度轴,其采样间隔根据地震数据的特点和频散谱的精度要求确定,采样间隔越小,谱的精度越高。
用一个二维数组Am,i表示各阶面波频率分量在频散谱上的谱振幅值,其中m=0,1,2,…,M表示面波的阶数,即0阶(基阶)、1阶、2阶,最大M阶;i=1,2,…,I表示每阶面波具有的频率分量序号。
用一个二维数组Vm,i表示各阶面波频率分量的相速度;用一个二维数组Fm,i表示各阶面波频率分量的频率;用一个一维数组Km表示各阶面波具有的频率分量个数的计数器。
从地震面波频散谱上人工读取同一阶的相邻面波频率分量间相速度的平均差值
从地震面波频散谱上人工读取相邻两阶面波之间在同一个频率处的相速度的平均差值Dv。
一些实施例中,步骤S300具体包括:
S301:根据选取的所述相速度点的频率和对应的谱振幅值确定基阶面波的起点;
S302:从所述基阶面波分量的起点开始,按照频率从小到大的顺序,依次根据每个频率采样点对应的相速度样点确定各阶面波的频散点。
在具体实施时,步骤S301具体包括:
S3011:选取频率小于6Hz的频率采样点;
S3012:从所有选取频率采样点所对应的设定数量的相速度点中,选取出谱振幅值最大的一个相速度点确定为所述基阶面波的起点。
本实施例中,从频散谱频率轴上第一个频率f1开始,依次对每个频率点fj上的谱线利用穷举法找出谱振幅值最大的10个相速度点,并对这些点按照谱振幅值从大到小排序。用一个三维数组Gj,r,l表示从频散谱图中找出的这些点的信息,即:
j=1,2,…,J表示频散谱图中频率轴从最小频率开始,以频率采样间隔Δf为增量,到最大频率为止的频率点序号。
r=1,2,3,…,9,10表示按照谱振幅值从大到小排序后的结果,即Gj,1,2>Gj,2,2>…>Gj,9,2>Gj,10,2。
l=1,2,3表示选出的频散谱点的信息,Gj,r,1表示频散谱点的频率值,Gj,r,2表示频散谱点的谱振幅值,Gj,r,3表示频散谱点的相速度值。
利用油气勘探地震数据中面波基阶分量在6Hz以下的低频段能量最强,而且此频率段没有高阶面波分量的特点,从所有小于6Hz的频率谱线的10个有序相速度点集合{G′j,r,l}(其中频率G′j,r,1<6Hz)中采用冒泡法快速找到谱振幅值最大的点,此点就是基阶面波分量的起点。
从基阶面波分量的起点频率ft开始,把当前面波阶数设为基阶,即0→m,基阶面波分量的起点频散曲线信息设置如下,
此外,在一些实施例中,步骤S302具体包括:
S3021:对每个选取的频率采样点对应设定数量的相速度点按照谱振幅值从大到小进行排序,生成对应每个频率采样点的谱振幅值序列;
S3022:根据所述谱振幅值序列的顺序,依次确定每个谱振幅值序列中各相速度点对应所属的面波,其中各阶面波对应确定的相速度点为各阶面波的频散点。
一些实施例中,步骤S3021中,按照频散谱图频率轴上频率从小到大的顺序,依次对每个频率fj的10个有序相速度点集合{G″j,r,l}按照谱振幅值从大到小的顺序执行后续处理。
此外,步骤S3022包括:
S3022-1:针对每个谱振幅值序列,从基阶面波开始,判断其中谱振幅值最大的相速度点是否在当前面波对应当前频率采样点的频率分量相速度所确定的第一设定范围内;若判断为是,将该谱振幅值最大的相速度点记为与当前面波相邻的下一阶面波的频散曲线的起点;
S3022-2:针对每个谱振幅值序列,从基阶面波开始,判断除已被记入各阶面波之外的所有相速度点各自是否处于当前面波对应当前频率采样点的频率分量相速度所确定的第二设定范围内;若判断为是,将该相速度点记入对应面波的频散曲线中,进而确定每个谱振幅值序列中各相速度点对应所属的面波。
该实施例中,判断集合{G″j,r,l}中谱振幅值最大的相速度G″j,1,3是否在当前m阶面波第i个频率分量相速度根据式(3)确定的范围内,即
|G″j,1,3-Vm,i|<Dv (3)
如果(3)式成立,就找到了m+1阶面波分量频散曲线的起点,即
而且把m+1阶面波频散曲线的频率分量计数器设置为1,即1→Km+1。
然后继续按照谱振幅值从大到小的顺序依次判断集合{G″j,r,l}剩余的相速度G″j,w,3(其中w=2,3,4,…,9,10)中哪一个在当前m阶面波第i个频率分量相速度根据式(4)确定的范围内,即
如果找到,就把该频散点记入m阶面波的频散曲线中,即
同时把m阶面波频散曲线的频率分量计数器设置加1,即i+1→Km。
如果没有找到满足(4)式的频散点,不作任何处理。
执行完上述步骤后,进行下一个频率的循环处理。
如果没有找到满足(3)式的频散点,就根据谱振幅值从大到小的顺序依次循环判断集合{G″j,r,l}中相速度G″j,r,3(其中r=1,2,3,…,9,10)是否在当前m阶面波第i个频率分量相速度Vm,i根据式(6)确定的范围内
如果式(6)成立,就把该频散点记入m阶面波的频散曲线中,即
同时把m阶面波频散曲线的频率分量计数器设置加1,即i+1→Km,然后退出关于相速度G″j,r,3(其中r=1,2,3,…,9,10)的循环回到第5)步继续频散谱图频率轴上下一个频率点的处理。
如果没有找到满足(6)式的频散点,不作任何处理,关于相速度G"j,r,3(其中r=1,2,3,…,9,10)的10次循环结束后返回继续频散谱图频率轴上下一个频率点的处理。
把频散谱图频率轴上的每个频率点按照上述步骤循环处理一遍后就可以准确地拾取出各阶面波的频散曲线。
在一些实施例中,步骤S400具体为剔除未确定出对应所属面波的相速度点,以及每个频率采样点对应谱线上其余未被选取的其他相速度点,形成频散曲线。
下面以具体实例说明本申请的核心构思。
1、采集并记录地震数据,建立观测系统,在以震源为中心、向外的射线方向上切出一条二维接收线,然后在此直线排列选取一定炮检距范围内的地震道做相移法频散谱。
在某沙漠地区采集了一炮三维测线地震数据,道距25m,每炮10000道,每道5s长度,时间采样间隔2ms,即每道2500个采样点,接收排列如图1所示。图2为沿接收排列方向切出的一条二维接收线对应的地震记录,共79道,炮检距从975m到2925m。图3为用相移法做出的面波频散谱,频率轴从1Hz到33Hz,频率采样间隔相速度轴从0.7Km/s~1.64Km/s,速度间隔为0.2Km/s。
2、从频散谱频率轴上第一个频率1Hz开始,依次对每个频率点上的谱线利用穷举法找出谱振幅值最大的10个相速度点,并对这些点按照谱振幅值从大到小排序。图4中的黑点展示了每个频率点的10个谱振幅有序速度点。
3、确定基阶面波分量的起点。从图4所示的频散谱可以看到6Hz以下都是谱振幅值很大的基阶面波的频率点,在1-6Hz范围采用冒泡法可以找到频率=5.2Hz,速度=1.18Km/s点为谱振幅值最大的位置,此点即为面波基阶分量的起点。
4、从基阶面波分量的起点开始,按照频率从小到大的顺序,依次对每个频率点的10个有序相速度点进行处理,从而找到0阶、1阶和2阶面波分量的各点。图5中的黑点就为本算法找到的各阶面波频散点,图6列出了相应的数值。
可以理解,本申请利用面波频散谱上基阶、1阶、2阶等各阶面波的谱振幅值和相速度分布特征,建立了一套能自动区分各阶面波的频率-相速度对的方法,可以区分出不同阶的面波分量,也能准确找到相邻阶之间频率重叠部分的频散点,比人工交互拾取的速度快,拾取的频散点准确,能够满足油气勘探地震数据处理效率的要求。
基于相同的发明构思,本申请在虚拟装置层面还提供一种频散曲线自动拾取装置,如图8所示,包括:
频散谱生成模块100,根据采集的地震数据,生成面波频散谱,所述面波频散谱上包括有多个频率采样点;
相速度点选取模块200,依次从每个频率采样点上的谱线中选取设定数量的相速度点,每个选取的相速度点的谱振幅值大于对应谱线上其他相速度点的谱振幅值;
频散点确定模块300,根据每个选取的相速度点的频率和对应的谱振幅值确定各阶面波的频散点;
频散曲线生成模块400,拾取各阶面波的频散点生成频散曲线。
基于相同的发明构思,在某些实施例中,所述频散点确定模块,包括:
基阶面波起点确定单元,根据选取的所述相速度点的频率和对应的谱振幅值确定基阶面波的起点;
各阶面波频散点确定单元,从所述基阶面波分量的起点开始,按照频率从小到大的顺序,依次根据每个频率采样点对应的相速度样点确定各阶面波的频散点。
基于相同的发明构思,在某些实施例中,所述基阶面波频散点确定单元,包括:
频率采样点选取单元,选取频率小于6Hz的频率采样点;
基阶面波起点选取单元,从所有选取频率采样点所对应的设定数量的相速度点中,选取出谱振幅值最大的一个相速度点确定为所述基阶面波的起点。
基于相同的发明构思,在某些实施例中,所述各阶面波频散点确定单元,包括:
谱振幅值序列生成单元,对每个选取的频率采样点对应设定数量的相速度点按照谱振幅值从大到小进行排序,生成对应每个频率采样点的谱振幅值序列;
相速度点归属确定单元,根据所述谱振幅值序列的顺序,依次确定每个谱振幅值序列中各相速度点对应所属的面波,其中各阶面波对应确定的相速度点为各阶面波的频散点。
基于相同的发明构思,在某些实施例中,所述频散曲线生成模块剔除未确定出对应所属面波的相速度点,以及每个频率采样点对应谱线上其余未被选取的其他相速度点,形成频散曲线。
基于相同的发明构思,在某些实施例中,所述相速度点归属确定单元,包括:
下一阶面波起点确定单元,针对每个谱振幅值序列,从基阶面波开始,判断其中谱振幅值最大的相速度点是否在当前面波对应当前频率采样点的频率分量相速度所确定的第一设定范围内;若判断为是,将该谱振幅值最大的相速度点记为与当前面波相邻的下一阶面波的频散曲线的起点;
各相速度点归属单元,针对每个谱振幅值序列,从基阶面波开始,判断除已被记入各阶面波之外的所有相速度点各自是否处于当前面波对应当前频率采样点的频率分量相速度所确定的第二设定范围内;若判断为是,将该相速度点记入对应面波的频散曲线中,进而确定每个谱振幅值序列中各相速度点对应所属的面波。
基于相同的发明构思,在某些实施例中,所述第一设定范围根据第一公式确定,所述第一公式为:
|G″j,1,3-Vm,i|<Dv
其中,G″j,1,3表示对应的谱振幅值序列中谱振幅值最大的相速度点的相速度值,j=1,2,…,J表示频散谱图中频率轴从最小频率开始,以频率采样间隔Δf为增量,到最大频率为止的频率点序号,Vm,i表示各阶面波频率分量的相速度,Dv表示从地震面波频散谱上人工读取相邻两阶面波之间在同一个频率处的相速度的平均差值。
基于相同的发明构思,在某些实施例中,所述第二设定范围根据第二公式确定,所述第二公式为:
其中,G″j,r,3表示对应的谱振幅值序列中每个相速度点的相速度值,j=1,2,…,J表示频散谱图中频率轴从最小频率开始,以频率采样间隔Δf为增量,到最大频率为止的频率点序号,Vm,i表示各阶面波频率分量的相速度,表示从地震面波频散谱上人工读取同一阶的相邻面波频率分量间相速度的平均差值。
可以理解,申请提供的频散曲线自动拾取装置,利用面波频散谱上基阶、1阶、2阶等各阶面波的谱振幅值和相速度分布特征,建立了一套能自动区分各阶面波的频率-相速度对的方法,可以区分出不同阶的面波分量,也能准确找到相邻阶之间频率重叠部分的频散点,比人工交互拾取的速度快,拾取的频散点准确,能够满足油气勘探地震数据处理效率的要求。
本申请的实施例还提供能够实现上述实施例中的方法中全部步骤的一种电子设备的具体实施方式,参见图9,所述电子设备具体包括如下内容:
处理器(processor)601、存储器(memory)602、通信接口(CommunicationsInterface)603和总线604;
其中,所述处理器601、存储器602、通信接口603通过所述总线604完成相互间的通信;
所述处理器601用于调用所述存储器602中的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例中的方法中的全部步骤,例如,所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤:
S100:根据采集的地震数据,生成面波频散谱,所述面波频散谱上包括有多个频率采样点;
S200:依次从每个频率采样点上的谱线中选取设定数量的相速度点,每个选取的相速度点的谱振幅值大于对应谱线上其他相速度点的谱振幅值;
S300:根据每个选取的相速度点的频率和对应的谱振幅值确定各阶面波的频散点;
S400:拾取各阶面波的频散点生成频散曲线。
从上述描述可知,本申请提供的电子利用面波频散谱上基阶、1阶、2阶等各阶面波的谱振幅值和相速度分布特征,建立了一套能自动区分各阶面波的频率-相速度对的方法,可以区分出不同阶的面波分量,也能准确找到相邻阶之间频率重叠部分的频散点,比人工交互拾取的速度快,拾取的频散点准确,能够满足油气勘探地震数据处理效率的要求。
本申请的实施例还提供能够实现上述实施例中的方法中全部步骤的一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的方法的全部步骤,例如,所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤:
S100:根据采集的地震数据,生成面波频散谱,所述面波频散谱上包括有多个频率采样点;
S200:依次从每个频率采样点上的谱线中选取设定数量的相速度点,每个选取的相速度点的谱振幅值大于对应谱线上其他相速度点的谱振幅值;
S300:根据每个选取的相速度点的频率和对应的谱振幅值确定各阶面波的频散点;
S400:拾取各阶面波的频散点生成频散曲线。
从上述描述可知,本申请提供的计算机可读存储介质利用面波频散谱上基阶、1阶、2阶等各阶面波的谱振幅值和相速度分布特征,建立了一套能自动区分各阶面波的频率-相速度对的方法,可以区分出不同阶的面波分量,也能准确找到相邻阶之间频率重叠部分的频散点,比人工交互拾取的速度快,拾取的频散点准确,能够满足油气勘探地震数据处理效率的要求。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于硬件+程序类实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。虽然本说明书实施例提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤,但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式,不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或终端产品执行时,可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境,甚至为分布式数据处理环境)。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。为了描述的方便,描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然,在实施本说明书实施例时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现,也可以将实现同一功能的模块由多个子模块或子单元的组合实现等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。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。本领域技术人员应明白,本说明书的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此,本说明书实施例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,本说明书实施例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。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。以上所述仅为本说明书实施例的实施例而已,并不用于限制本说明书实施例。对于本领域技术人员来说,本说明书实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本说明书实施例的权利要求范围之内。
Claims (12)
1.一种频散曲线自动拾取方法,其特征在于,包括:
根据采集的地震数据,生成面波频散谱,所述面波频散谱上包括有多个频率采样点;
依次从每个频率采样点上的谱线中选取设定数量的相速度点,每个选取的相速度点的谱振幅值大于对应谱线上其他相速度点的谱振幅值;
根据每个选取的相速度点的频率和对应的谱振幅值确定各阶面波的频散点;
拾取各阶面波的频散点生成频散曲线;
所述根据每个选取的相速度点的频率和对应的谱振幅值确定各阶面波的频散点,包括:
根据选取的所述相速度点的频率和对应的谱振幅值确定基阶面波的起点;
从所述基阶面波的起点开始,按照频率从小到大的顺序,依次根据每个频率采样点对应的相速度点确定各阶面波的频散点;
所述从所述基阶面波的起点开始,按照频率从小到大的顺序,依次根据每个频率采样点对应的相速度点确定各阶面波的频散点,包括:
对每个选取的频率采样点对应设定数量的相速度点按照谱振幅值从大到小进行排序,生成对应每个频率采样点的谱振幅值序列;
根据所述谱振幅值序列的顺序,依次确定每个谱振幅值序列中各相速度点对应所属的面波,其中各阶面波对应确定的相速度点为各阶面波的频散点;
所述根据所述谱振幅值序列的顺序,依次确定每个谱振幅值序列中各相速度点对应所属的面波,其中各阶面波对应确定的相速度点为各阶面波的频散点,包括:
针对每个谱振幅值序列,从基阶面波开始,判断其中谱振幅值最大的相速度点是否在当前面波对应当前频率采样点的频率分量相速度所确定的第一设定范围内;若判断为是,将该谱振幅值最大的相速度点记为与当前面波相邻的下一阶面波的频散曲线的起点;
针对每个谱振幅值序列,从基阶面波开始,判断除已被记入各阶面波之外的所有相速度点各自是否处于当前面波对应当前频率采样点的频率分量相速度所确定的第二设定范围内;若判断为是,将该相速度点记入对应面波的频散曲线中,进而确定每个谱振幅值序列中各相速度点对应所属的面波。
2.根据权利要求1所述的频散曲线自动拾取方法,其特征在于,所述根据所述相速度点的频率和对应的谱振幅值确定基阶面波的起点,包括:
选取频率小于6Hz的频率采样点;
从所有选取频率采样点所对应的设定数量的相速度点中,选取出谱振幅值最大的一个相速度点确定为所述基阶面波的起点。
3.根据权利要求1所述的频散曲线自动拾取方法,其特征在于,所述拾取各阶面波的频散点生成频散曲线,包括:
剔除未确定出对应所属面波的相速度点,以及每个频率采样点对应谱线上其余未被选取的其他相速度点,形成频散曲线。
4.根据权利要求1所述的频散曲线自动拾取方法,其特征在于,所述第一设定范围根据第一公式确定,所述第一公式为:
|G″j,1,3-Vm,i|<Dv
其中,G″j,1,3表示对应的谱振幅值序列中谱振幅值最大的相速度点的相速度值,j=1,2,…,J表示频散谱图中频率轴从最小频率开始,以频率采样间隔Δf为增量,到最大频率为止的频率点序号,Vm,i表示各阶面波频率分量的相速度,m=0,1,2,…,M表示面波的阶数,i=1,2,…,I表示每阶面波具有的频率分量序号,Dv表示从地震面波频散谱上人工读取相邻两阶面波之间在同一个频率处的相速度的平均差值。
5.根据权利要求1所述的频散曲线自动拾取方法,其特征在于,所述第二设定范围根据第二公式确定,所述第二公式为:
其中,G″j,r,3表示对应的谱振幅值序列中每个相速度点的相速度值,j=1,2,…,J表示频散谱图中频率轴从最小频率开始,以频率采样间隔Δf为增量,到最大频率为止的频率点序号,r=1,2,3,…,9,10表示按照谱振幅值从大到小排序后的结果,Vm,i表示各阶面波频率分量的相速度,m=0,1,2,…,M表示面波的阶数,i=1,2,…,I表示每阶面波具有的频率分量序号,表示从地震面波频散谱上人工读取同一阶的相邻面波频率分量间相速度的平均差值。
6.一种频散曲线自动拾取装置,其特征在于,包括:
频散谱生成模块,根据采集的地震数据,生成面波频散谱,所述面波频散谱上包括有多个频率采样点;
相速度点选取模块,依次从每个频率采样点上的谱线中选取设定数量的相速度点,每个选取的相速度点的谱振幅值大于对应谱线上其他相速度点的谱振幅值;
频散点确定模块,根据每个选取的相速度点的频率和对应的谱振幅值确定各阶面波的频散点;
频散曲线生成模块,拾取各阶面波的频散点生成频散曲线;
所述频散点确定模块,包括:
基阶面波起点确定单元,根据选取的所述相速度点的频率和对应的谱振幅值确定基阶面波的起点;
各阶面波频散点确定单元,从所述基阶面波的起点开始,按照频率从小到大的顺序,依次根据每个频率采样点对应的相速度点确定各阶面波的频散点;
所述各阶面波频散点确定单元,包括:
谱振幅值序列生成单元,对每个选取的频率采样点对应设定数量的相速度点按照谱振幅值从大到小进行排序,生成对应每个频率采样点的谱振幅值序列;
相速度点归属确定单元,根据所述谱振幅值序列的顺序,依次确定每个谱振幅值序列中各相速度点对应所属的面波,其中各阶面波对应确定的相速度点为各阶面波的频散点;
所述相速度点归属确定单元,包括:
下一阶面波起点确定单元,针对每个谱振幅值序列,从基阶面波开始,判断其中谱振幅值最大的相速度点是否在当前面波对应当前频率采样点的频率分量相速度所确定的第一设定范围内;若判断为是,将该谱振幅值最大的相速度点记为与当前面波相邻的下一阶面波的频散曲线的起点;
各相速度点归属单元,针对每个谱振幅值序列,从基阶面波开始,判断除已被记入各阶面波之外的所有相速度点各自是否处于当前面波对应当前频率采样点的频率分量相速度所确定的第二设定范围内;若判断为是,将该相速度点记入对应面波的频散曲线中,进而确定每个谱振幅值序列中各相速度点对应所属的面波。
7.根据权利要求6所述的频散曲线自动拾取装置,其特征在于,所述基阶面波频散点确定单元,包括:
频率采样点选取单元,选取频率小于6Hz的频率采样点;
基阶面波起点选取单元,从所有选取频率采样点所对应的设定数量的相速度点中,选取出谱振幅值最大的一个相速度点确定为所述基阶面波的起点。
8.根据权利要求6所述的频散曲线自动拾取装置,其特征在于,所述频散曲线生成模块剔除未确定出对应所属面波的相速度点,以及每个频率采样点对应谱线上其余未被选取的其他相速度点,形成频散曲线。
9.根据权利要求6所述的频散曲线自动拾取装置,其特征在于,所述第一设定范围根据第一公式确定,所述第一公式为:
|G″j,1,3-Vm,i|<Dv
其中,G″j,1,3表示对应的谱振幅值序列中谱振幅值最大的相速度点的相速度值,j=1,2,…,J表示频散谱图中频率轴从最小频率开始,以频率采样间隔Δf为增量,到最大频率为止的频率点序号,Vm,i表示各阶面波频率分量的相速度,m=0,1,2,…,M表示面波的阶数,i=1,2,…,I表示每阶面波具有的频率分量序号,Dv表示从地震面波频散谱上人工读取相邻两阶面波之间在同一个频率处的相速度的平均差值。
10.根据权利要求6所述的频散曲线自动拾取装置,其特征在于,所述第二设定范围根据第二公式确定,所述第二公式为:
其中,G″j,r,3表示对应的谱振幅值序列中每个相速度点的相速度值,j=1,2,…,J表示频散谱图中频率轴从最小频率开始,以频率采样间隔Δf为增量,到最大频率为止的频率点序号,r=1,2,3,…,9,10表示按照谱振幅值从大到小排序后的结果,Vm,i表示各阶面波频率分量的相速度,m=0,1,2,…,M表示面波的阶数,i=1,2,…,I表示每阶面波具有的频率分量序号,表示从地震面波频散谱上人工读取同一阶的相邻面波频率分量间相速度的平均差值。
11.一种电子设备,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程序时实现权利要求1至5任一项所述的方法。
12.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5任一项所述的方法。
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瑞雷波勘探的f-k域能量最大模方法;凡友华;刘雪峰;陈晓非;刘家琦;《哈尔滨工业大学学报》;第41卷(第01期);第105-107页 * |
频率―波数域频散曲线提取方法及程序设计;李杰;陈宣华;张交东;周琦;刘刚;刘志强;徐燕;李冰;杨婧;《物探与化探》;第35卷(第05期);第684-688页 * |
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CN112748459A (zh) | 2021-05-04 |
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