地震数据分频初至层析静校正方法、存储介质和计算设备

摘要

本发明公开了一种地震数据分频初至层析静校正方法、存储介质和计算设备，方法包括：直达波谱分析及频率分解步骤，用于针对地震数据的直达波数据进行频谱分析，并且基于频谱分析结果，将地震数据划分为多个频段；分频初至拾取及优化步骤，用于分别针对所述多个频段中的每一个频段的地震数据的直达波数据进行初至拾取，并且针对每一个频段所拾取的初至数据进行优化；以及分频初至层析静校正步骤，用于针对优化后的初至数据进行层析静校正处理。

说明书

技术领域

本发明涉及石油地球物理勘探技术，具体地涉及一种地震数据分频初至层析静校正方法、存储介质和计算设备。

背景技术

对于地震油气勘探而言，近地表效应影响因素强烈且不可避免。“近地表效应”是指地震表层存在厚薄不均的低速层和降速层，严重影响到地震激发和接收。在处理中，如果不彻底解决近地表效应，会给地层的精确成像带来负面影响，甚至导致构造异常或地质假象。在许多地震勘探中均出现过这样问题。

常规的“近地表效应”消除方法一般采用层析静校正方法，该方法通过反演近地表速度场，继而求取静校正。目前常用的静校正方法包括高程静校正、折射静校正以及层析静校正。层析静校正主要是基于地震初至波射线的走势和路径，反演出近地表各层的速度结构，其优点是利用初至波的距离短、能量损失小易于识别，不受地表及近地表结构纵横变化的限制，通过射线追踪反演出地表和近地表地层中不同介质的速度模型。从而，得到近地表的速度变化信息，消除后续处理中的近地表效应。

目前初至层析静校正技术发展比较成熟，反演精度也很高。

虽然初至层析静校正技术应用效果大部分比较理想，但也有一部分反演效果不够理想。主要原因在于初至存在不确定性。分析初至特征发现，地震初至拾取的依据——直达波由于地表岩性的变化较大，直达波是多种频率成分的地震信号综合记录。直达波中既有低频也有中频以及高频。这些频段的速度存在着明显的差异，总体上表现为低频成分线性速度偏低，高频成分线性速度偏高。初至拾取时只拾取其能量最强的频率振幅值。不同频率值的波形差异明显，拾取后变化较大，这是引起层析静校正反演效果不够理想的重要原因。

发明内容

鉴于以上问题，本发明提出了针对油气勘探地震数据处理中“近地表效应”影响的解决方法。该方法针对地震数据的直达波分频初至拾取优化后，进行层析静校正，从而提高层析静校正的处理精度。

具体地，分频初至层析静校正是在常规初至层析静校正基础上，将直达波分频拾取高中低频段的初至，并将各初至之间不同偏移距特征属性进行优化组合，获得一个相对合理的初至数据，用该初至数据进行分频初至层析静校正，反演求取炮点和检波点层析量，对层析量进行质控，并将收敛后的层析量应用于地震数据。

本发明的地震数据分频初至层析静校正方法已在多个地震探区应用，并取得了良好的应用效果。该方法对于精细勘探尤其是高度复杂的工区能够起到了较为明显的作用，效果较为突出。

根据本发明的一方面，提出了一种地震数据分频初至层析静校正方法，包括：

直达波谱分析及频率分解步骤，用于针对地震数据的直达波数据进行频谱分析，并且基于频谱分析结果，将地震数据划分为多个频段；

分频初至拾取及优化步骤，用于分别针对所述多个频段中的每一个频段的地震数据的直达波数据进行初至拾取，并且针对每一个频段所拾取的初至数据进行优化；以及

分频初至层析静校正步骤，用于针对优化后的初至数据进行层析静校正处理。

根据实施例，其中，所述多个频段包括低频段、中频段和高频段。

根据实施例，其中，所述分别针对所述多个频段中的每一个频段的地震数据的直达波数据进行初至拾取，包括：

以至少95％的准确度分别拾取所述低频段、所述中频段和所述高频段的地震数据的直达波数据的初至时间值作为所述初至数据。

根据实施例，其中，所述针对每一个频段所拾取的初至数据进行优化，包括：

使用相应的偏移距，针对所拾取的所述低频段、所述中频段和所述高频段的地震数据的直达波数据的初至时间值进行分析和优化。

根据实施例，其中，所述使用相应的偏移距，针对所拾取的所述低频段、所述中频段和所述高频段的地震数据的直达波数据的初至时间值进行分析和优化，包括：

使用近偏移距，对所述低频段的地震数据的直达波数据的初至时间值进行分析和优化；

使用中偏移距，对所述中频段的地震数据的直达波数据的初至时间值进行分析和优化；以及

使用远偏移距，对所述高频段的地震数据的直达波数据的初至时间值进行分析和优化。

根据实施例，其中，分频初至层析静校正步骤包括：

将优化后的所述低频段、所述中频段和所述高频段的地震数据的直达波数据的初至时间值进行层析反演计算。

根据实施例，上述方法，还包括：

质量控制步骤，用于将层析反演计算的层析量应用于原始的地震数据，如果层析量收敛并且应用效果佳，则输出层析静校正量；否则，返回到所述分频初至拾取及优化步骤。

根据本发明的另一方面，提供了一种存储介质，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被电子设备的处理器执行时实现如上所述的地震数据分频初至层析静校正方法。

根据本发明的又一方面，提供了一种计算设备，包括：

处理器；以及

存储器，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被所述处理器执行时实现如上所述的地震数据分频初至层析静校正方法。

如上所述，本发明根据地震数据直达波记录的频率综合特征，将直达波分频拾取各频段的初至时间，将各频段初至优化分析后，进行层析静校正，反演计算炮点检波点的层析校正量，由此消除数据处理中的近地表效应。该方法具有较强的稳定性和适应性，能较好实现地震数据近地表效应的精确处理。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及说明书附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1示出根据本发明实施例的地震数据分频初至层析静校正方法的流程图；

图2示出应用根据本发明实施例的地震数据分频初至层析静校正方法的地震数据及直达波频谱分析图；

图3示出应用根据本发明实施例的地震数据分频初至层析静校正方法的地震数据及直达波分频初至拾取对比分析图；以及

图4示出应用根据本发明实施例的地震数据分频初至层析静校正方法的地震数据及直达波的三频段初至优化分析图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，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。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不必用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。

以下参照附图具体描述根据本发明实施例的地震数据分频初至层析静校正方法及其应用。

图1示出根据本发明实施例的地震数据分频初至层析静校正方法的流程图。

如图1所示，根据本发明实施例的地震数据分频初至层析静校正方法，包括：

直达波谱分析及频率分解步骤，用于针对地震数据的直达波数据进行频谱分析，并且基于频谱分析结果，将地震数据划分为多个频段；

分频初至拾取及优化步骤，用于分别针对所述多个频段中的每一个频段的地震数据的直达波数据进行初至拾取，并且针对每一个频段所拾取的初至数据进行优化；以及

分频初至层析静校正步骤，用于针对优化后的初至数据进行层析静校正处理。

其中，地震数据的频谱分析是一种将复杂地震信号分解为简单信号的地震信号处理技术。地震信号均可以表示为许多不同频率简单信号的综和显示。将综合的信号分解成单一信号在不同频率下的信息(如振幅、功率、能量或相位等)的分解方法即为频谱分析。

在进一步的实施例中，所述多个频段包括低频段、中频段和高频段。各个频段的划分是根据频率范围的宽度人为设定的。根据每个频段的振幅能量所代表的主要信号特征确定的，频段间重叠是保证各频段是连续的数据，振幅能量等特征具有持续性。

在进一步的实施例中，上述分别针对所述多个频段中的每一个频段的地震数据的直达波数据进行初至拾取，包括：

以至少95％的准确度分别拾取所述低频段、所述中频段和所述高频段的地震数据的直达波数据的初至时间值作为所述初至数据。换言之，对各频段的直达波数据进行初至精确拾取。

在进一步的实施例中，上述针对每一个频段所拾取的初至数据进行优化，包括：

使用相应的偏移距，针对所拾取的所述低频段、所述中频段和所述高频段的地震数据的直达波数据的初至时间值进行分析和优化。

在进一步的实施例中，使用相应的偏移距，针对所拾取的所述低频段、所述中频段和所述高频段的地震数据的直达波数据的初至时间值进行分析和优化，包括：

使用近偏移距，对所述低频段的地震数据的直达波数据的初至时间值进行分析和优化；

使用中偏移距，对所述中频段的地震数据的直达波数据的初至时间值进行分析和优化；以及

使用远偏移距，对所述高频段的地震数据的直达波数据的初至时间值进行分析和优化。

其中，近偏移距、中偏移距以及远偏移距是根据地震采集时，接收点与激发点之间距离的大小确定的。一般是根据具体采集设计来划分。通常小于500米为近偏移距；大于3000米为远偏移距；中偏移距介于二者之间。

在进一步的实施例中，分频初至层析静校正步骤包括：

将优化后的所述低频段、所述中频段和所述高频段的地震数据的直达波数据的初至时间值进行层析反演计算。

其中，优化后的各频段的地震数据的直达波数据的初至时间值是对原始地震信号的直达波进行分频、人工拾取直达信号起跳时间值并优化后的时间值，用作初始输入数据，用于层析反演计算。

在实施例中，本发明的方法还包括：

质量控制步骤，用于将层析反演计算的层析量应用于原始的地震数据，如果层析量收敛并且应用效果佳，则输出层析静校正量；否则，返回到所述分频初至拾取及优化步骤。

具体地，通过针对上述初至时间值进行层析反演模块，获得层析量，将计算得到的层析量加载应用到原始地震数据，通过人工观察对比，加载前后地震剖面上的反射同相轴有没有变的更同向，有没有起到改善剖面上质量不好的区段。

如果应用层析量后明显变好，则说明该轮层析量是有效的，如果不好，则需要返回重新修改初至时间拾取方法。然后重新计算层析量，再加载应用，并且对比。直到本次应用的层析量和前次应用的层析量应用前后剖面都变好，而且两次剖面差别很小，层析量之间相差1-2％之间，这说明拾取的初至、层析量的计算是收敛的，稳定的并且可靠的。

根据本发明的另一实施例，根据本发明的地震数据分频初至层析静校正方法，包括：

针对地震数据的直达波数据进行频谱分析，并且基于频谱分析结果，将地震数据划分为低频段、中频段和高频段；

分频初至拾取及优化步骤，用于分别针对低频段、中频段和高频段的地震数据的直达波数据进行初至精确拾取，并且针对每一个频段所拾取的初至数据进行优化；

将优化后的所述低频段、所述中频段和所述高频段的地震数据的直达波数据的初至时间值进行层析反演计算；以及

将层析反演计算的层析量应用于地震数据，如果层析量收敛并且应用效果佳，则输出层析静校正量；否则，返回到所述分频初至拾取及优化步骤。

根据实施例，其中，所述针对每一个频段所拾取的初至数据进行优化，包括：

使用近偏移距，对所述低频段的地震数据的直达波数据的初至时间值进行分析和优化；

使用中偏移距，对所述中频段的地震数据的直达波数据的初至时间值进行分析和优化；以及

使用远偏移距，对所述高频段的地震数据的直达波数据的初至时间值进行分析和优化。

根据本发明的另一方面，提供了一种存储介质，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被电子设备的处理器执行时实现如上所述的地震数据分频初至层析静校正方法。

根据本发明的又一方面，提供了一种计算设备，包括：

处理器；以及

存储器，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被所述处理器执行时实现如上所述的地震数据分频初至层析静校正方法。

如上所述，本发明的地震数据分频初至层析静校正方法，能够实现复杂频率组分的初至的层析反演计算及优化利用，它具有以下优点：

1)方法可靠，思路明确，针对性强，实现精度高；

2)能够提高初至层析反演的精度，精准消除近地表效应；

3)避免了常规方法的局限性，适应了多种条件下的层析静校正计算，算法收敛，结果可靠。

以下参照图2至图4具体描述应用根据本发明实施例的地震数据分频初至层析静校正方法的示例。

选取某地震勘探工区数据记录进行试验对比。选取该典型地震数据，对初至进行频谱分析并且分为低、中、高三个频段，其中低频段设定为5至20Hz，中频段设定为15至30Hz，高频段设定为25至40Hz(参见图2)。分频初至拾取及对比分析(参见图3)。其中，图2和图3的线性动校正是一种质控手段，是利用地震数据的直达波线性速度检查拾取的初至时间值是否准确。图3的低频、中频和高频分别选用的是对应低频、中频、高频直达波的速度来判断分别对低频、中频、高频拾取的初至数据是否准确可靠。如果偏离则说明拾取的不够准确。

对高中低频的拾取的初至进行优化分析(参见图4)，将优化后的初至输入层析静校正进行层析反演计算，计算结果应用到地震数据质控对比分析。若反演层析量收敛及应用效果佳则应用输出到地震数据。图4中的1、2、3区分别表示对应的低频、中频、高频部分，代表的是原地震数据按低中高频段分别拾取的初至时间值与对应偏移距的区带平面分布关系。能够清晰表明不同频带的初至时间值与偏移距呈现线性关系。

该方法的结果表明应用效果较为理想，采用这种方法不仅消除了近地表效应问题，而且提高了常规初至层析静校正精度不高的问题。地震数据较常规方法有较明显的改善，验证了此方法的可行性。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“实施例”并不一定均指同一个实施例。

本领域的技术人员应该明白，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域的技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

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。