地震资料信噪比提高方法、计算机存储介质及系统

摘要

本发明公开一种地震资料信噪比提高方法、计算机存储介质及系统，该方法包括：根据获得的源数据和目标数据对应道上的多个数据点，确定与预设的最小二乘法拟合表达式的最小值对应的滤波器目标函数；根据滤波器目标函数对源数据点逐一进行子波匹配，获得多个与源数据点逐一子波匹配后的目标数据点；将获得的多个子波匹配后的目标数据点进行排序，获得目标数据道；该计算机存储介质中存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时执行该方法，该系统包括处理器和存储器，处理器在执行存储器中存储的计算机程序时执行该方法。本发明通过单道计算后得到的滤波因子更加可靠，解决了不同数据间因子波不一致带来的差异，进而提高了地震资料的信噪比。

说明书

技术领域

本发明涉及地震勘探资料处理技术领域，特别是涉及一种地震资料信噪比提高方法、计算机存储介质及系统。

背景技术

在地震勘探中，由于地表复杂，野外采集采用多种类型震源混合施工，不同的激发方式造成震源记录间振幅、相位、频率存在较大差异，造成地震资料的不一致性，这些不一致性带来的差异使得当同时使用这多个数据一起进行偏移成像时，所得到的地震剖面中存在道间能量等的差异，且同样造成地震资料的不一致性，这些不一致性严重地降低了地震记录的信噪比。

地震资料处理中需要经常处理来自相邻区块或者同一区块不同年份采集得到的数据，基于地球物理研究现在越来越复杂，越来越精细，有时候对这些数据做同一处理的时候发现彼此之间存在振幅、相位或者频谱上的差异，需要对不同数据之间进行处理。

目前，实际生产中解决不同资料一致性问题的主要方法有时移法、调整反褶积参数法和匹配滤波法。时移法将两组或多组待拼接数据分别采用不同的流程进行处理，然后分析重叠部分的时差变化，并将一组数据相对另一组数据作整体的时移校正，以实现数据的拼接。这种方法的实现较为简单，但只能部分改善两组地震资料的一致性，难以兼顾浅、中、深层时差的变化，应用效果较差。调整反褶积参数法主要通过合理选择反褶积参数来改善地震资料的一致性，可以较好的消除不同数据之间的频率差异，并提高资料的信噪比，具有一定的效果，但实际应用中如何准确选择反褶积参数比较困难。实际生产中的几种相位校正技术在应用中都存在着局限性，以致使校正过的记录不能恢复到最理想的形态。匹配滤波法是消除地震资料一致性问题的一种较好的方法，子波匹配技术直接利用重复地震道(可分别称为源数据道集和目标数据道集)设计匹配滤波器，然后对源数据道集进行匹配滤波使其最大限度地接近目标数据道集。目前地球物理领域中，子波匹配通常都是设计一个滤波算子，来达到数据之间振幅、相位或者频谱的一致性。

然而，现有技术中进行子波匹配时，求取滤波因子有时会在一个记录时窗内选择几道对比性强的记录道来求取目标数据道集与源数据道集的一个匹配因子，这种基于多道集所得到的匹配因子，存在可靠性低的问题，导致处理的地震资料的信噪比偏低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：现有技术中基于多道集所得到的匹配因子，存在因可靠性低而导致地震资料的信噪比偏低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种地震资料信噪比提高方法、计算机存储介质及系统。

根据本发明的第一个方面，提供了一种基于地震资料信噪比提高方法，其包括以下步骤：

获得源数据和目标数据的多组对应道数据点；

针对每一组对应道数据点，确定该组对应道数据点与预设的最小二乘法拟合表达式的最小值对应的滤波器目标函数；

根据所述滤波器目标函数对该组对应道数据点的源数据点进行子波匹配，获得与该源数据点子波匹配后的源数据点；

将所述多组对应道数据点获得的多个子波匹配后的源数据点进行排序，获得子波匹配后的源数据，以消除子波不一致性所带来的差异，提高地震资料的信噪比。

优选的是，所述的地震资料信噪比提高方法还包括，构建所述最小二乘法拟合表达式，其包括：

对所述源数据进行滤波处理得到滤波后的源数据；

对所述目标数据进行反滤波处理得到反滤波后的目标数据；

将所述目标数据与滤波后的源数据两者之差的平方作为第一表达式；

将所述源数据与反滤波后的目标数据两者之差的平方作为第二表达式；

将所述第一表达式与所述第二表达式之和构建为所述最小二乘法拟合表达式。

优选的是，所述最小二乘法拟合表达式满足：

E＝(F·X-Y)

其中，F为频域中的滤波器目标函数，X为源数据，Y为目标数据。

优选的是，所述滤波器目标函数对应的滤波器为常相位滤波器。

优选的是，所述滤波器目标函数满足：

F＝A

其中，P

优选的是，通过第一预设表达式计算所述相位系数，其中，所述第一预设表达式为：

P

xcor(Y,X)是零延迟时刻所估计的时移后的源数据和目标数据的互相关函数，hilbert(xcor(Y,X))是零延迟时刻所估计的时移后的源数据和目标数据的互相关的希尔伯特变换函数。

优选的是，通过第二预设表达式计算所述振幅系数，其中，所述第二预设表达式为：

acor(X)是零延迟时刻的源数据自相关函数，acor(Y)是零延迟时刻的目标数据自相关函数。

优选的是，通过将所述滤波器目标函数与源数据点作褶积实现子波匹配。

根据本发明的第二个方面，提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序被一个或多个处理器执行时实现如上所述的地震资料信噪比提高方法。

根据本发明的第三个方面，提供了一种计算机系统，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的地震资料信噪比提高方法。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

应用本发明的地震资料信噪比提高方法，通过单道计算后得到的滤波因子更加可靠，解决了子波间振幅、相位和频谱的不一致性所带来的差异，进而提高了地震资料的信噪比，可应用于不同激发、接收等条件下的地震数据的匹配滤波。

附图说明

通过结合附图阅读下文示例性实施例的详细描述可更好地理解本公开的范围。其中所包括的附图是：

图1为本发明实施例的整体方法流程图；

图2为与图1对应的结果示意图；

图3为本发明构建构建最小二乘法拟合表达式的方法流程图；

图4为西北某探区源数据示意图；

图5为图4中的目标数据示意图；

图6为应用本发明地震资料信噪比提高方法后的源数据示意图；

图7为图5中的目标数据与图4中的源数据的差异剖面示意图；

图8为图5中的目标数据与图6中应用本发明地震资料信噪比提高方法后源数据的差异剖面示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方法，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。

在现有技术中，基于多道集所得到的匹配因子，存在因可靠性低而导致地震资料的信噪比偏低的问题。

本实施例提供一种地震资料信噪比提高方法，其主要包括以下步骤S101至步骤S105。

图1示出了本发明实施例的整体方法流程图，图2示出了与图1对应的结果示意图，图2中所示的源数据和目标数据为步骤S101所得，所示的互相关算子设计对应于步骤S102和步骤S103，所示的算子应用到源数据对应于步骤S104，示出的输出结果对应于步骤S105。

具体的，如图1和图2所示：

在步骤S101中，获得源数据和目标数据的多组对应道数据点，三维数据的第一维是测线，第二维是沿着测线的每一道，第三维根据所在的域不同，可以是时间域或者是深度域，而本发明所在的域为时间域，本申请中所述的源数据即指代源数据道集，目标数据即指代目标数据道集，均是地震道，首先需要读取第二维的源数据道集与目标数据道集的相对应的某个数据点，以能够对地震道进行单道计算，该单道计算即为针对每一组对应的源数据道集和目标数据道集，都需要重新计算对应的滤波器目标函数，才能进行子波匹配工作。

进一步的，该地震资料信噪比提高方法还包括步骤S102，图3示出了构建所述最小二乘法拟合表达的方法流程图，如图3所示，构建最小二乘法拟合表达式，其主要包括以下步骤S1021至步骤S1025。

在步骤S1021中，对源数据进行滤波处理得到滤波后的源数据。

在步骤S1022中，对目标数据进行反滤波处理得到反滤波后的目标数据，由于实际的地震记录受吸收的影响，使震源脉冲损失了高频成分，加长了延续时间，通过将目标数据进行反滤波可以压缩地震波的时间长度，提高地震资料的分辨率。

在步骤S1023中，将目标数据与滤波后的源数据两者之差的平方作为第一表达式。

在步骤S1024中，将源数据与反滤波后的目标数据两者之差的平方作为第二表达式。

在步骤S1035中，将第一表达式与第二表达式之和构建为最小二乘法拟合表达式。

则最小二乘法拟合表达式满足：

E＝(F·X-Y)

其中，F为频域中的滤波器目标函数，X为源数据，Y为目标数据。

进一步的，滤波器目标函数对应的滤波器为常相位滤波器，则F是一个常相位的滤波器，也就是一个关于相位谱和振幅谱的表达式。

进一步的，滤波器目标函数满足：

F＝A

其中，P

具体的，通过第一预设表达式计算相位系数，其中，第一预设表达式为：

P

xcor(Y,X)是零延迟时刻所估计的时移后的源数据和目标数据的互相关函数，hilbert(xcor(Y,X))是零延迟时刻所估计的时移后的源数据和目标数据的互相关的希尔伯特变换函数。

通过希尔伯特变换函数可以建立它们傅里叶变换的幅频和相频、实部和虚部之间的联系；构建相应的解析信号，使其仅包含正频率成分，从而可以降低地震信号的抽样率。

通过第二预设表达式计算振幅系数，其中，第二预设表达式为：

acor(X)是零延迟时刻的源数据自相关函数，acor(Y)是零延迟时刻的目标数据自相关函数。

则可利用相位系数P

在步骤S103中，针对每一组对应道数据点，确定该组对应道数据点与预设的最小二乘法拟合表达式的最小值对应的滤波器目标函数，以便能够通过该滤波器目标函数处理子波，进而进行子波匹配工作。

在步骤S104中，根据滤波器目标函数对该组对应道数据点的源数据点进行子波匹配，获得与该源数据点子波匹配后的源数据点。

具体的，通过将滤波器目标函数与源数据点作褶积实现子波匹配，计算方式简单。

在步骤S105中，将多组对应道数据点获得的多个子波匹配后的源数据点进行排序，即可获得子波匹配后的源数据。

因此，本方法利用振幅系数A

本实施例针对实际资料进行计算，以验证本方法算子的正确性。

图4示出了西北某探区源数据示意图，图5示出了图4中的目标数据示意图，则本发明的目标就是要使得该西北探区的源数据和目标数据在振幅、相位上匹配。

依据步骤S101，先读取源数据的一条纵测线所对应的横线上的第一道X

依据步骤S102，将源数据点X

依据步骤S104，将滤波器目标函数F

依据步骤S105，将这一条纵测线的计算得到的子波匹配后的源数据点Z根据道顺序进行排序，也就得到了应用算子后的源数据，即图6示出的该探区应用本发明地震资料信噪比提高方法后的源数据示意图。

将图4中的源数据和图5中的目标数据做减法，得到源数据与目标数据的差，即为图7示出的图5中的目标数据与图4中的源数据的差异剖面示意图。

然后，再将图6中应用本发明地震资料信噪比提高方法后的源数据和图5中的目标数据做减法，得到了匹配后的源数据与目标数据的差，即为图8示出的图5中的目标数据与图6中应用本发明地震资料信噪比提高方法后源数据的差异剖面示意图。

通过图7和图8可以发现，应用本发明地震资料信噪比提高方法后的源数据与目标数据的差异变小，则通过该西北探区的实际资料说明了本发明地震资料信噪比提高方法在地震资料处理中的有效性和正确性。

通过对该实际资料处理前后的效果分析可以看出，该地震资料信噪比提高方法可以实现不同数据间子波振幅、相位或频谱的一致性调整，解决了子波间振幅、相位和频谱的不一致性所得到的剖面道间差异。

本实施例提供一种计算机存储介质，计算机存储介质中存储有计算机程序，当计算机程序被一个或多个处理器执行时实现如实施例一所述的地震资料信噪比提高方法。

具体的，该计算机程序被处理器执行的过程包括如下执行步骤A101至步骤A105。

在执行步骤A101时，获得源数据和目标数据的多组对应道数据点，以能够对地震道进行单道计算。

进一步的，该处理方法还包括执行步骤A102，构建最小二乘法拟合表达式，其主要包括以下执行步骤A1021至执行步骤A1025。

在执行步骤A1021时，对源数据进行滤波处理得到滤波后的源数据。

在执行步骤A1022时，对目标数据进行反滤波处理得到反滤波后的目标数据。

在执行步骤A1023时，将目标数据与滤波后的源数据两者之差的平方作为第一表达式。

在执行步骤A1024时，将源数据与反滤波后的目标数据两者之差的平方作为第二表达式。

在执行步骤A1035时，将第一表达式与第二表达式之和构建为最小二乘法拟合表达式。

则最小二乘法拟合表达式满足：

E＝(F·X-Y)

其中，F为频域中的滤波器目标函数，X为源数据，Y为目标数据。

进一步的，滤波器目标函数对应的滤波器为常相位滤波器，则F是一个常相位的滤波器，也就是一个关于相位谱和振幅谱的表达式。

进一步的，滤波器目标函数满足：

F＝A

其中，P

具体的，通过第一预设表达式计算相位系数，其中，第一预设表达式为：

P

xcor(Y,X)是零延迟时刻所估计的时移后的源数据和目标数据的互相关函数，hilbert(xcor(Y,X))是零延迟时刻所估计的时移后的源数据和目标数据的互相关的希尔伯特变换函数。

通过第二预设表达式计算振幅系数，其中，第二预设表达式为：

acor(X)是零延迟时刻的源数据自相关函数，acor(Y)是零延迟时刻的目标数据自相关函数。

则可利用相位系数P

在执行步骤A103时，针对每一组对应道数据点，确定该组对应道数据点与预设的最小二乘法拟合表达式的最小值对应的滤波器目标函数，以便能够通过该滤波器目标函数处理子波，进而进行子波匹配工作。

在执行步骤A104时，根据滤波器目标函数对该组对应道数据点的源数据点进行子波匹配，获得与该源数据点子波匹配后的源数据点。

具体的，通过将滤波器目标函数与源数据点作褶积实现子波匹配，计算方式简单。

在执行步骤A105时，将多组对应道数据点获得的多个子波匹配后的源数据点进行排序，即可获得子波匹配后的源数据。

本实施例提供一种计算机系统，包括处理器和存储器，存储器中存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如实施例一所述的地震资料信噪比提高方法，具体过程参见实施例二。

以上详细说明了本发明的技术方案，考虑到相关技术中，在进行子波匹配工作时，求取滤波因子有时会在一个记录时窗内选择几道对比性强的记录道来求取目标数据道集与源数据道集的一个匹配因子，这种基于多道集所得到的匹配因子，存在可靠性低的问题，导致处理的地震资料的信噪比偏低。而本发明提供的地震资料信噪比提高方法、存储介质及系统，利用振幅系数A

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，本发明地震资料信噪比提高方法可存储在一个计算机可读取存储介质或计算机系统中，这是以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质或计算机系统中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。