專利名稱：基于樣條擬合的真三維地震數(shù)據(jù)噪聲壓制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油地震勘探，屬于地震勘探資料處理與解釋領(lǐng)域，具體地說，涉及一種針對(duì)復(fù)雜山地低信噪比資料中的噪聲進(jìn)行壓制的基于樣條擬合的真三維地震數(shù)據(jù)噪聲壓制方法。
背景技術(shù)：
復(fù)雜山地地震資料噪聲來源十分復(fù)雜，噪聲對(duì)有效波有較強(qiáng)的干擾，尤其是無處不在的隨機(jī)干擾，導(dǎo)致地震資料的信噪比低，嚴(yán)重影響了地震數(shù)據(jù)的分析、處理。而在地震資料處理中，信噪比和分辨率問題又一直是關(guān)注的焦點(diǎn)，這兩者具有相輔相成、互為依賴的 特點(diǎn)，提高地震資料的信噪比是提高地震勘探數(shù)據(jù)處理質(zhì)量的ー個(gè)關(guān)鍵步驟，而提高分辨率在很大程度上又受到地震數(shù)據(jù)信噪比的限制，所以人們追求ー種在不損害信號(hào)分辨率的前提下提高資料的信噪比的新技術(shù)。隨著地震勘探技術(shù)的發(fā)展，三維地震資料采集在地震勘探中所占的比例逐漸增大。但是，目前對(duì)于三維數(shù)據(jù)的擬合方法大多是在ニ維上進(jìn)行處理的，對(duì)于三維疊后數(shù)據(jù)體來說，ニ維擬合的方法只能在縱測(cè)線方向或者是橫測(cè)線方向單獨(dú)進(jìn)行處理，而并不能對(duì)地震資料數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)整體的擬合。這樣往往會(huì)產(chǎn)生ー些問題當(dāng)在地震資料的ー個(gè)方向上進(jìn)行擬合時(shí)，可以使該方向的同相軸更加平滑，但是可能會(huì)引起垂直于該方向的疊加剖面產(chǎn)生突跳現(xiàn)象，也就是某些地震道的能量會(huì)突然上移或者下移，形成ー個(gè)垂直的斷點(diǎn)，這樣就影響了剖面的效果。因此，基于上面提到的ニ維擬合產(chǎn)生的問題，以及三維地震資料在地震勘探中的普遍使用，對(duì)三維地震資料進(jìn)行真三維處理，是有效利用三維資料采集的信息來獲得更好地質(zhì)成果的根本途徑，同時(shí)也是三維采集對(duì)數(shù)據(jù)處理的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面在于提供了針對(duì)三維地震進(jìn)行真三維處理的樣條擬合技術(shù)，該技術(shù)不但能夠提高同相軸的連續(xù)性，而且有效地解決了傳統(tǒng)ニ維擬合后疊加剖面可能產(chǎn)生突跳現(xiàn)象的缺陷，提高了疊加剖面的質(zhì)量。本發(fā)明的另一方面在于提供了ー種新的三維數(shù)據(jù)窗ロ的掃描方法，從而有效地確定三維數(shù)據(jù)體中同相軸的擬合多項(xiàng)式的系數(shù)。本發(fā)明的另一方面在于提供了一種基于能量加權(quán)法的技術(shù)來處理窗口重疊部隊(duì)發(fā)的三維數(shù)據(jù)的方法。根據(jù)本發(fā)明的多方面，提供了一種基于樣條擬合的真三維地震數(shù)據(jù)噪聲壓制方法，所述方法包括(I)對(duì)三維疊加數(shù)據(jù)體以窗ロ處理方式進(jìn)行相位時(shí)間多項(xiàng)式的擬合處理；(2)在窗口內(nèi)，利用正交多項(xiàng)式擬合縱橫測(cè)線方向上各道的均方根振幅；(3)把窗口內(nèi)縱橫測(cè)線方向上的數(shù)據(jù)沿同相軸走向進(jìn)行疊加，疊加后的結(jié)果再歸ー化得到擬合信號(hào)的期望波形；(4)將期望波形乘以各道擬合的均方根振幅，并放到計(jì)算出的相位時(shí)間位置上，從而得到了ー個(gè)窗口內(nèi)模擬的地震剖面；(5)把窗ロ按縱橫測(cè)線方向和時(shí)間方向同時(shí)移動(dòng)半個(gè)窗ロ步長，并重復(fù)步驟(I)至步驟(4) ；(6)利用能量加權(quán)法對(duì)窗ロ的重疊部分的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；(7)確定是否完成似合，如果沒有完成擬合，則重復(fù)步驟(5)至步驟(6)的操作，如果完成擬合，則進(jìn)行步驟(8) ；(8)對(duì)擬合后的疊加數(shù)據(jù)進(jìn)行混波處理。根據(jù)本發(fā)明的基于樣條擬合的真三維地震數(shù)據(jù)噪聲壓制方法能夠有效地壓制實(shí)際地震資料中的噪聲，并使有效信號(hào)更加 突出，很好地保持實(shí)際地震記錄所反映的地層信息和地質(zhì)特征，提供了信噪比高的疊加剖面。根據(jù)本發(fā)明的基于樣條擬合的真三維地震數(shù)據(jù)噪聲壓制方法不但能夠提高同相軸的連續(xù)性，還有效地解決了傳統(tǒng)ニ維擬合后疊加剖面產(chǎn)生突跳現(xiàn)象的缺陷，提高了疊加剖面的質(zhì)量。尤其是對(duì)山地資料中信噪比較低的地震數(shù)據(jù)，根據(jù)本發(fā)明的基于樣條擬合的真三維地震數(shù)據(jù)噪聲壓制方法的去噪效果較好，保真度更高。


從以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例進(jìn)行的描述中，本發(fā)明的這些和/或其它方面及優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚，并且更易于理解，其中圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的基于樣條擬合的真三維地震數(shù)據(jù)噪聲壓制方法的流程圖；圖2是在圖I所示的方法中多道互相關(guān)系數(shù)掃描范圍選取示圖；圖3A是根據(jù)實(shí)施例的某地區(qū)三維疊后原始資料中橫測(cè)線方向(CrossLine線)上的疊加剖面；圖3B是根據(jù)實(shí)施例的在某地區(qū)三維疊后原始資料的縱測(cè)線方向(InLine線)上做了常規(guī)ニ維擬合后橫測(cè)線方向上的疊加剖面；圖3C是根據(jù)實(shí)施例的對(duì)某地區(qū)三維疊后原始資料做了根據(jù)本發(fā)明的真三維擬合后橫測(cè)線方向上的疊加剖面；圖4A是根據(jù)另ー實(shí)施例的某地區(qū)三維疊后原始資料中縱測(cè)線方向上的疊加剖面；圖4B是根據(jù)另ー實(shí)施例的對(duì)某地區(qū)三維疊后原始資料做了根據(jù)本發(fā)明的真三維擬合后縱測(cè)線方向上的疊加剖面；圖4C是根據(jù)另ー實(shí)施例的在某地區(qū)三維疊后原始資料中橫測(cè)線方向上的疊加剖面；圖4D是根據(jù)另ー實(shí)施例的對(duì)某地區(qū)三維疊后原始資料做了根據(jù)本發(fā)明的真三維擬合后橫測(cè)線方向上的疊加剖面。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖來詳細(xì)描述示例性實(shí)施例以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更易于理解。目前聲明于此的發(fā)明的示例性實(shí)施例實(shí)際上可包含各種形式，并不局限于顯示和描述于此的示例。為了清晰，對(duì)公知的結(jié)構(gòu)和功能的描述可被省略，并且在整個(gè)描述中，相同的標(biāo)號(hào)表示相同的元件。多項(xiàng)式擬合技術(shù)在提高信噪比的同時(shí)基本上不降低地震資料的分辨率，即信號(hào)的高頻成分盡可能不受損失，也能保持各道的相對(duì)振幅，所以此方法在ニ維地震資料的處理上得到廣泛的應(yīng)用。本發(fā)明提出一種基于樣條擬合的真三維地震數(shù)據(jù)噪聲壓制方法，該方法基于地震道數(shù)據(jù)具有橫向相干性的原理，用波形相似性準(zhǔn)則假設(shè)地震記錄相位時(shí)間橫向變化可用一個(gè)二次多項(xiàng)式表示，沿著相位時(shí)間變化的各道振幅變化也可用一個(gè)待定系數(shù)多項(xiàng)式表示，通過多項(xiàng)式擬合求出地震信號(hào)相位時(shí)間，標(biāo)準(zhǔn)波形和振幅加權(quán)系數(shù)，然后將它們組合成擬合地震道，擬合地震道與原始道混波后得到最終信噪比、分辨率及保真度較高的地震數(shù)據(jù)。圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的基于樣條擬合的真三維地震數(shù)據(jù)噪聲壓制方法的流程圖。參照?qǐng)D1，在步驟101，對(duì)三維疊加數(shù)據(jù)體以窗ロ處理方式進(jìn)行相位時(shí)間多項(xiàng)式的擬合處理。在步驟102，在窗口內(nèi)，利用正交多項(xiàng)式擬合縱橫測(cè)線方向上各道的均方根振幅。
在步驟103，把窗口內(nèi)縱橫測(cè)線方向上的數(shù)據(jù)沿同相軸走向進(jìn)行疊加，疊加后的結(jié)果再歸一化得到擬合信號(hào)的期望波形。在步驟104，將期望波形乘以各道擬合的均方根振幅，并放到計(jì)算出的相位時(shí)間位置上，從而得到了 ー個(gè)窗口內(nèi)模擬的地震剖面。在步驟105，把窗ロ按縱橫測(cè)線方向和時(shí)間方向同時(shí)移動(dòng)半個(gè)窗ロ步長，并重復(fù)步驟 101 至 104。在步驟106，利用能量加權(quán)法對(duì)窗ロ的重疊部分的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。在步驟107，確定是否完成似合。如果沒有完成擬合，則重復(fù)步驟105至步驟106的操作，如果完成擬合，則可得到噪聲壓制后的三維擬合疊后數(shù)據(jù)，并進(jìn)入步驟108。在步驟108，對(duì)擬合后的疊加數(shù)據(jù)進(jìn)行混波處理，最終得到信噪比、分辨率及保真度較高的地震數(shù)據(jù)。以下將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的基于樣條擬合的真三維地震數(shù)據(jù)噪聲壓制方法的各步驟?，F(xiàn)在對(duì)圖I的步驟101 (即，對(duì)三維疊加數(shù)據(jù)體以窗ロ處理方式進(jìn)行相位時(shí)間多項(xiàng)式的擬合處理)進(jìn)行詳細(xì)描述。在三維疊后地震資料上任取ー個(gè)區(qū)域，對(duì)該區(qū)域按照時(shí)間軸劃分一系列的窗ロ。設(shè)某ー窗ロ W內(nèi)橫測(cè)線方向有2N+1個(gè)地震道，縱測(cè)線方向有2M+1個(gè)地震道，對(duì)該窗ロ在xy方向即縱橫測(cè)線方向建立離散坐標(biāo)系如下等式(I)D= {(X, y) I X e [-M, M], y e [-N, N] ；x, y e Z} ·(I)在窗ロ W內(nèi)，可用ニ元三次多項(xiàng)式來表示地震信號(hào)的到達(dá)時(shí)間(或窗ロ的中點(diǎn)時(shí)間)，如下等式(2):T(x, y) = a00+a10x+a11y+a20x2+a21xy+a22y2+a30x3+a31x"y+a32xy2+a33y3 (2)其中，x、y為某一道位置的相對(duì)道序號(hào)，Bij為時(shí)間多項(xiàng)式系數(shù)，i為X項(xiàng)的乘方次數(shù)與I項(xiàng)的乘方次數(shù)之和，j為I項(xiàng)的乘方次數(shù)。設(shè)窗ロ W時(shí)間長度為2L，采樣時(shí)間間隔為At，則相關(guān)樣點(diǎn)所在的空間為如下等式
(3)
權(quán)利要求
1.一種基于樣條擬合的真三維地震數(shù)據(jù)噪聲壓制方法，所述方法包括 (1)對(duì)三維疊加數(shù)據(jù)體以窗ロ處理方式進(jìn)行相位時(shí)間多項(xiàng)式的擬合處理； (2)在窗口內(nèi)，利用正交多項(xiàng)式擬合縱橫測(cè)線方向上各道的均方根振幅； (3)把窗口內(nèi)縱橫測(cè)線方向上的數(shù)據(jù)沿同相軸走向進(jìn)行疊加，疊加后的結(jié)果再歸ー化得到擬合信號(hào)的期望波形； (4)將期望波形乘以各道擬合的均方根振幅，并放到計(jì)算出的相位時(shí)間位置上，從而得到了ー個(gè)窗口內(nèi)模擬的地震剖面； (5)把窗ロ按縱橫測(cè)線方向和時(shí)間方向同時(shí)移動(dòng)半個(gè)窗ロ步長，并重復(fù)步驟(I)至步驟⑷； (6)利用能量加權(quán)法對(duì)窗ロ的重疊部分的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行處理； (7)確定是否完成似合，如果沒有完成擬合，則重復(fù)步驟(5)至步驟(6)的操作，如果完成擬合，則進(jìn)行步驟(8)； (8)對(duì)擬合后的疊加數(shù)據(jù)進(jìn)行混波處理。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，步驟(I)包括以下步驟 在三維疊后地震資料上任取ー個(gè)區(qū)域，對(duì)該區(qū)域按照時(shí)間軸劃分一系列的窗ロ，設(shè)某ー窗ロ W內(nèi)橫測(cè)線方向有2N+1個(gè)地震道，縱測(cè)線方向有2M+1個(gè)地震道，對(duì)該窗ロ在xy方向即縱橫測(cè)線方向建立離散坐標(biāo)系如下等式(I)
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，步驟(I)還包括 如果沿同相軸方向?qū)ν粫r(shí)間層的各道數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性計(jì)算，則等式(9)為如下等式(10)
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，步驟(2)包括以下步驟 用以下多項(xiàng)式(12)來對(duì)所述窗口內(nèi)地震信號(hào)的振幅進(jìn)行多項(xiàng)式擬合A(x, y) = boo+biox+bny+b^x^b^xy+b^y^bgox^bgixv+bsaxy^bggy3(12) 在所述窗口內(nèi)，各點(diǎn)的輸出振幅通過對(duì)原始道振幅分別沿縱橫測(cè)線的同相軸方向按距離加權(quán)疊加得到，如下
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，當(dāng)多項(xiàng)式次數(shù)較高時(shí)，將振幅多項(xiàng)式(12)改寫成A (x , y ) = d00pQ (X) qQ (y) +(IltlP1 (X)+(I11Q1 (y) +d2(lp2 (X)+(I21P1 (X)q! (y) +d22q2 (y) +......(14) 其中，P0, q0, Pl, Q1......為等式(4)所描述的正交多項(xiàng)式，采用最小二乗法確定系數(shù)doo，d10 dn......。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，Wxyij為點(diǎn)(i，j)和點(diǎn)(X，y)的距離d((x，y)，(i，j))的倒數(shù)函數(shù)。
7.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，步驟(6)包括以下步驟 對(duì)于窗ロ沿時(shí)間方向移動(dòng)的情況，把窗ロ分成上下兩個(gè)窗ロ，將上窗口中擬合的波形乘以權(quán)系數(shù)，其中，上窗ロ的權(quán)系數(shù)從上到下由I按樣點(diǎn)數(shù)線性地減小到0，將下窗口中擬合的波形也乘以與上窗ロ的權(quán)系數(shù)的大小的方向相反的權(quán)系數(shù)，將得到的兩個(gè)新波形相加來得到重疊部分波形； 對(duì)于窗ロ沿縱橫測(cè)線方向移動(dòng)的情況，把窗ロ分成左右兩個(gè)窗ロ，加權(quán)方式采用能量加權(quán)平均方式，其某道的權(quán)系數(shù)由左右兩個(gè)窗ロ在該道的能量值決定，左窗ロ某重疊道權(quán)系數(shù)為左窗ロ在該道的能量比前一個(gè)右窗ロ在該道的能量與左窗ロ在該道的能量之和，右窗ロ某重疊道權(quán)系數(shù)為右窗ロ在該道的能量比后一個(gè)左窗ロ在該道的能量與右窗ロ在該道的能量之和，將得到的兩個(gè)新波形相加即得到重疊部分波形。
8.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，步驟(8)包括 利用等式(15)將擬合出來的疊加數(shù)據(jù)與原始輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行混波處理 S1 (x, y, t) = S(x, y, t) XP+T(x, y, t) (I-P)(15) 其中，S' (x, y, t)為輸出記錄，S(x, y, t)為原始輸入記錄，T(x, y, t)為擬合記錄，P為混波比。
全文摘要
一種基于樣條擬合的真三維地震數(shù)據(jù)噪聲壓制方法，所述方法包括(1)對(duì)三維疊加數(shù)據(jù)體以窗口處理方式進(jìn)行相位時(shí)間多項(xiàng)式的擬合處理；(2)利用正交多項(xiàng)式擬合縱橫測(cè)線方向上各道的均方根振幅；(3)把窗口內(nèi)縱橫測(cè)線方向上的數(shù)據(jù)沿同相軸走向進(jìn)行疊加，疊加后的結(jié)果再歸一化；(4)將期望波形乘以各道擬合的均方根振幅；(5)把窗口按縱橫測(cè)線方向和時(shí)間方向同時(shí)移動(dòng)半個(gè)窗口步長，并重復(fù)步驟(1)至步驟(4)；(6)利用能量加權(quán)法對(duì)窗口的重疊部分的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；(7)確定是否完成似合，如果沒有完成擬合，則重復(fù)步驟(5)至步驟(6)的操作，如果完成擬合，則進(jìn)行步驟(8)；(8)對(duì)擬合后的疊加數(shù)據(jù)進(jìn)行混波處理。
文檔編號(hào)G01V1/36GK102736108SQ201210175690
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月31日
發(fā)明者何光明, 尹陳, 張華 , 曹中林, 王瓏, 羅紅明, 金德剛, 陳愛萍 申請(qǐng)人:中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司