CN112817046A - 一种obs数据气泡压制方法及处理终端 - Google Patents

一种obs数据气泡压制方法及处理终端 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种OBS数据气泡压制方法及处理终端,所述方法包括:对OBS数据预处理,得到水检P分量数据和陆检Z分量数据;筛选出一定偏移距范围内的若干水检P分量数据,得到筛选后的水检P分量数据;计算所有P分量地震子波的平均效应P分量地震子波;计算得到气泡压制后的P分量地震子波和气泡压制算子;对陆检Z分量数据重复子波获取步骤,得到平均效应Z分量地震子波;计算Z分量地震子波和P分量地震子波的匹配算子;将匹配算子和气泡压制算子应用于P分量数据,得到气泡压制后的水检P分量数据。本发明水检P分量数据与陆检Z分量数据的振幅、相位特征很好地保持一致性,消除气泡效应对P分量的影响。

Description

一种OBS数据气泡压制方法及处理终端
技术领域
本发明涉及地震数据处理技术领域,具体涉及一种OBS数据气泡压制方法及处理终端。
背景技术
海底地震仪是一种能够接收P、X、Y、Z四个分量信息的地震数据采集装置,海底地震仪亦称之为OBS,其采集到的地震数据称之为OBS数据。在实际使用时,通常将检波器放置于海底并采用海面放炮海底接收的观测方式。其中,P分量为水检分量,接收到纵波信息,X、Y、Z分量为陆检的三个分量,X、Y分量为水平分量,接收横波信息,而Z分量为垂直分量,接收纵波信息。
在实际OBS数据采集时,通常采用气枪作为震源,气枪在水中激发的瞬间,会产生气泡,气泡膨胀和破裂时会产生第二次冲击波,第二次冲击波会严重影响采集的地震子波质量,导致严重的地震子波相位延续,也即是所谓的气泡效应。OBS水检与海水直接接触,OBS陆检与海底存在一定的耦合性,且由于OBS水检和OBS陆检的仪器响应原理也不同,从而导致OBS数据中水检P分量受气泡影响严重。气泡的存在严重影响P分量的信噪比和分辨率,影响数据同相轴的识别和追踪,进而影响P分量和Z分量的联合分析,例如,P分量和Z分量的同相轴层位匹配的处理。因此,有必要消除气泡对OBS数据的影响,特别是对P分量的影响,以有利于后续P分量和Z分量的合并等处理。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的之一提供一种OBS数据气泡压制方法,其能够解决压制气泡对OBS数据影响的问题;
本发明的目的之二提供一种处理终端,其能够解决气泡对OBS数据影响的问题。
实现本发明的目的之一的技术方案为:一种OBS数据气泡压制方法,包括如下步骤:
步骤1:获得OBS数据并进行预处理,得到水检P分量数据和陆检Z分量数据,预处理后的水检P分量数据记为Pori(t);
步骤2:对每一个OBS数据,从当前OBS数据的水检P分量数据中筛选出一定偏移距范围内的若干水检P分量数据,得到筛选后的水检P分量数据,
以m水速分别对每一个筛选后的水检P分量数据进行动校正,得到动校正后的水检P分量数据,m为大于0的常数,将所有动校正后的水检P分量数据叠加成一个地震道,并将海底作为P分量地震子波的0时刻、延续若干毫秒后作为当前OBS数据的P分量地震子波;
步骤3:按公式①计算所有P分量地震子波的平均效应P分量地震子波wp(t):
Figure BDA0002934032450000021
其中,wpi(t)表示第i个P分量地震子波,t表示时间,N为P分量地震子波的总个数;
步骤4:按公式②计算得到气泡压制后的P分量地震子波w′p(t)和气泡压制算子ζ(l):
Figure BDA0002934032450000031
其中,l为ζ(l)的算子长度,m为算子总长度,α为预测步长;
以及:对步骤1中预处理后的陆检Z分量数据重复步骤2-步骤3进行处理,得到平均效应Z分量地震子波wz(t),
将wz(t)作为理想输出,对wz(t)与气泡压制后的P分量地震子波w′p(t)进行匹配,以获得匹配算子ξ(i),也即按公式③计算得到匹配算子ξ(i):
Figure BDA0002934032450000032
其中,i为ξ(i)的算子长度,n为算子总长度,w′p(t-i)表示变量为t-i的气泡压制后的P分量地震子波;
步骤6:按公式④计算得到气泡压制后的水检P分量数据Pdo-buble(t):
Figure BDA0002934032450000033
其中,Pori(t-l-i)表示变量为(t-l-i)的预处理后的水检P分量数据,ζ(l-i)表示变量为(l-i)的气泡压制算子。
进一步地,所述步骤1中,预处理包括数据观测系统定义、重定位和大值干扰压制。
进一步地,所述一定偏移距范围为300m偏移距范围。
进一步地,所述m=1500m/s。
实现本发明的目的之二的技术方案为:一种处理终端,其包括:
存储器,用于存储程序指令;
处理器,用于运行所述程序指令,以执行所述OBS数据气泡压制方法的步骤。
本发明的有益效果为:本发明利用多个OBS数据提取P和Z分量的平均地震子波,更具有平均效应。将Z分量提取的子波作为期望输出,在压制P分量气泡的同时,使得水检P分量数据与陆检Z分量数据的振幅、相位特征很好地保持一致性,很好地消除了气泡效应带来对P分量的影响,更有利于P分量与Z分量数据能量和相位的一致性处理。最终能有效实现OBS数据的气泡压制处理,利于凸出有效信号,也利于P分量与Z分量的同相轴的识别与追踪,更利于后续进一步的处理。
附图说明
图1为较佳实施例的流程示意图;
图2是预处理得到的水检P分量数据和陆检Z分量数据示意图,左半部分为水检P分量数据,右半部分为陆检Z分量数据示意图;
图3为对图2的水检P分量数据提取出的P分量地震子波示意图;
图4为对图2的水检P分量数据进行气泡压制后的P分量地震子波示意图;
图5为对图2的水检P分量数据计算得到的气泡压制算子ξ(i)示意图;
图6为对图2的陆检Z分量数据提取出的Z分量地震子波示意图;
图7为对图2的陆检Z分量数据进行气泡压制后的气泡压制后的Z分量地震子波示意图;
图8为对图2的陆检Z分量数据计算得到的匹配算子ζ(l)示意图;
图9为气泡压制之后的P分量数据和Z分量数据示意图;
图10为处理终端的示意图。
具体实施方式
下面,结合附图以及具体实施方案,对本发明做进一步描述。
如图1-图9所示,一种OBS数据气泡压制方法,包括如下步骤:
步骤1:对由海底地震仪实际采集得到的OBS数据进行预处理,得到预处理后数据质量较好的水检P分量数据和陆检Z分量数据,预处理后的水检P分量数据记为Pori(t)。其中,预处理包括数据观测系统定义、重定位和大值干扰压制等处理,目的在于获得质量更好的数据,例如活动信噪比更高的数据。
其中,每一个OBS数据均对应包括若干水检P分量数据,各个水检P分量数据处于不同偏移距范围内。
步骤2:对每一个OBS数据,从该OBS数据的水检P分量数据中筛选出一定偏移距范围内的若干水检P分量数据,得到筛选后的水检P分量数据。其中,一定偏移距范围可根据实际情况进行调整设置,本实施例优选为300m(米)偏移距范围内的水检P分量数据。以1500m/s(米/秒)的水速分别对每一个筛选后的水检P分量数据进行动校正,得到动校正后的水检P分量数据。当然,也可以采用其他数值的水速进行动校正,例如,采用1000m/s的水速对水检P分量数据进行动校正。
将所有动校正后的水检P分量数据进行叠加成一个地震道,并将海底作为起始时间、延续n ms(毫秒)后作为当前OBS数据的P分量地震子波,n为大于0的常数。通常延续500毫秒后作为当前OBS数据的P分量地震子波,也即n为500,以海底作为起始时间也即是地震道的起始时间在海底,该时间对应为0时刻,并从起始时间延续若干毫秒,0时刻也即是地震子波的0时刻。
对每一个OBS数据均做相同处理,从而使得每一个OBS数据对应得到一个P分量地震子波。
步骤3:按公式①计算所有P分量地震子波的平均效应P分量地震子波wp(t):
Figure BDA0002934032450000061
其中,wpi(t)表示第i个P分量地震子波,t表示时间,N为P分量地震子波的总个数,也即是OBS数据的总个数或者为OBS站点个数。
步骤4:按公式②计算得到气泡压制后的P分量地震子波w′p(t)和气泡压制算子ζ(l):
Figure BDA0002934032450000062
其中,*表示预测反褶积运算,预测反褶积运算可以转换为乘积累加运算,也即将上述等式中间部分转换为右侧部分进行计算,l为ζ(l)的算子长度,m为算子长度的最大值,也即是算子总长度,α表示预测步长。ζ(t)是以时间t为变量下的气泡压制算子,本质上与以算子长度l为变量下的气泡压制算子ζ(l)是一样的。wp(t-l)表示变量为t-l的P分量地震子波,同样是根据公式①得到的,wp(t+α)表示变量为t+α的P分量地震子波,同样是根据公式①得到的。
步骤5:对步骤1中预处理后的陆检Z分量数据重复步骤2-步骤3进行处理,得到平均效应Z分量地震子波wz(t)。将wz(t)作为理想输出,对wz(t)与气泡压制后的P分量地震子波w′p(t)进行匹配,以获得匹配算子ξ(i),也即可按公式③计算得到匹配算子ξ(i):
Figure BDA0002934032450000071
其中,*表示预测反褶积运算,同样的,预测反褶积运算可以转换为乘积累加运算,也即将上述等式中间部分转换为右侧部分进行计算,i为ξ(i)的算子长度,n为算子总长度。b(t)是以时间t为变量下的匹配算子,本质上与以算子长度i为变量下的匹配算子ξ(i)是一样的。w′p(t-i)表示变量为t-i的气泡压制后的P分量地震子波。
步骤6:将步骤1得到的预处理后的水检P分量数据Pori(t)、气泡压制算子ζ(l)、匹配算子ξ(i)依次进行褶积运算,得到气泡压制后的水检P分量数据Pdo-buble(t)。也即可按公式④计算得到气泡压制后的水检P分量数据Pdo-buble(t):
Figure BDA0002934032450000072
其中,*表示预测反褶积运算,同样的,预测反褶积运算可以转换为乘积累加运算,也即将上述等式中间部分转换为右侧部分进行计算。
经本步骤计算得到的Pdo-buble(t),实现了气泡压制,同时实现与陆检Z分量数据的振幅、相位特征保持一致性,从而有利于后续对水检P分量数据和陆检Z分量数据的合并等处理。
本发明能够很好地应用在海洋工程中的海底观测网络上,从而实现数据采集并对采集数据进行处理得到高质量的OBS数据,能够很好地消除气泡效应对P分量的影响,进而提高海底观测网络采集数据的能力和采集数据质量,综合提高海底观测网络性能。
图2是经过步骤1预处理后得到的水检P分量数据和陆检Z分量数据示意图,图中左半部分为水检P分量数据,右半部分为陆检Z分量数据示意图。
图3为对图2的水检P分量数据提取出的P分量地震子波示意图。图4为对图2的水检P分量数据按本实施例进行气泡压制后的P分量地震子波示意图。图5为对图2的水检P分量数据按本实施例计算得到的气泡压制算子ξ(i)示意图。
图6为对图2的陆检Z分量数据提取出的Z分量地震子波示意图。图7为对图2的陆检Z分量数据按本实施例进行气泡压制后的气泡压制后的Z分量地震子波示意图。图8为对图2的陆检Z分量数据按本实施例计算得到的匹配算子ζ(l)示意图。
其中,图3-图8中的横坐标均表示时间,纵坐标均表示振幅。
图9为按本实施进行处理得到的气泡压制之后的P分量数据和Z分量数据示意图。
从图2和图9对比来看,可以很好地看出经过本实施例处理后,水检P分量数据与陆检Z分量数据的振幅、相位特征很好地保持一致性,很好地消除了气泡效应带来对P分量的影响。
本发明利用多个OBS数据提取P和Z分量的平均地震子波,更具有平均效应。将Z分量提取的子波作为期望输出,在压制P分量气泡的同时,更有利于P分量与Z分量数据能量和相位的一致性处理。最终能有效实现OBS数据的气泡压制处理,利于凸出有效信号,也利于P分量与Z分量的同相轴的识别与追踪,更利于后续进一步的处理。
如图10所示,本发明还涉及一种处理终端100,其包括:
存储器101,用于存储程序指令;
处理器102,用于运行所述程序指令,以执行所述OBS数据气泡压制方法的步骤。
本说明书所公开的实施例只是对本发明单方面特征的一个例证,本发明的保护范围不限于此实施例,其他任何功能等效的实施例均落入本发明的保护范围内。对于本领域的技术人员来说,可根据以上描述的技术方案以及构思,做出其它各种相应的改变以及变形,而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种OBS数据气泡压制方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:获得OBS数据并进行预处理,得到水检P分量数据和陆检Z分量数据,预处理后的水检P分量数据记为Pori(t);
步骤2:对每一个OBS数据,从当前OBS数据的水检P分量数据中筛选出一定偏移距范围内的若干水检P分量数据,得到筛选后的水检P分量数据,
以m水速分别对每一个筛选后的水检P分量数据进行动校正,得到动校正后的水检P分量数据,m为大于0的常数,将所有动校正后的水检P分量数据叠加成一个地震道,并将海底作为P分量地震子波的0时刻、延续若干毫秒后作为当前OBS数据的P分量地震子波;
步骤3:按公式①计算所有P分量地震子波的平均效应P分量地震子波wp(t):
Figure FDA0002934032440000011
其中,wpi(t)表示第i个P分量地震子波,t表示时间,N为P分量地震子波的总个数;
步骤4:按公式②计算得到气泡压制后的P分量地震子波w′p(t)和气泡压制算子ζ(l):
Figure FDA0002934032440000012
其中,l为ζ(l)的算子长度,m为算子总长度,α为预测步长;
以及:对步骤1中预处理后的陆检Z分量数据重复步骤2-步骤3进行处理,得到平均效应Z分量地震子波wz(t),
将wz(t)作为理想输出,对wz(t)与气泡压制后的P分量地震子波w′p(t)进行匹配,以获得匹配算子ξ(i),也即按公式③计算得到匹配算子ξ(i):
Figure FDA0002934032440000021
其中,i为ξ(i)的算子长度,n为算子总长度,w′p(t-i)表示变量为t-i的气泡压制后的P分量地震子波;
步骤5:按公式④计算得到气泡压制后的水检P分量数据Pdo-buble(t):
Figure FDA0002934032440000022
其中,Pori(t-l-i)表示变量为(t-l-i)的预处理后的水检P分量数据,ζ(l-i)表示变量为(l-i)的气泡压制算子。
2.根据权利要求1所述的OBS数据气泡压制方法,其特征在于,所述步骤1中,预处理包括数据观测系统定义、重定位和大值干扰压制。
3.根据权利要求1所述的OBS数据气泡压制方法,其特征在于,所述一定偏移距范围为300m偏移距范围。
4.根据权利要求1所述的OBS数据气泡压制方法,其特征在于,所述m=1500m/s。
5.一种处理终端,其特征在于,其包括:
存储器,用于存储程序指令;
处理器,用于运行所述程序指令,以执行如权利要求1-4任一项所述OBS数据气泡压制方法的步骤。
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