一種提高地震數據處理中面波衰減性能的方法
2023-10-07 05:43:14
專利名稱：一種提高地震數據處理中面波衰減性能的方法
技術領域：
本發明涉及地球物理勘探技術，是一種物探地震數據處理中提高地震數據處理信 噪比和解析度的方法。
背景技術：
在物探地震數據處理技術中，面波衰減是地震數據處理中的重要環節，也是提高 地震數據信噪比和解析度的重要措施，目前使用的面波衰減方法主要是採用高通濾波的方 法對局域分布的面波進行衰減。這種高通濾波面波衰減方法的主要原理是根據地震數據面 波頻率比較低的特點，一般地震數據面波頻率都集中在10赫茲左右，而有效反射地震數據 頻率一般在8到150赫茲左右，這樣就可以根據面波與有效波頻率分布的差異衰減面波，設 計一個10赫茲以上的高通濾波器，對10赫茲以下的地震數據進行衰減濾波，保留10赫茲 以上地震數據成分，這樣面波能量就被衰減了。這種衰減方法是對單個地震道面波進行處 理，衰減時不區分有效信號和面波，這樣在衰減面波的同時小於10赫茲的有效信號將不可 避免地被衰減，這限制了地震數據處理中信噪比和解析度的提高。
發明內容
本發明目的在於提供一種面波衰減方法，這種方法在面波衰減的同時能避免對有 效信號的衰減，從而實現地震數據信噪比和解析度的提高。本發明過程包括以下處理步驟1)激發地震波並採集單道地震數據，形成地震數據中的炮集記錄；2)根據單炮記錄確定面波的視速度；步驟2~)所述的確定面波的視速度是選取一段面波同相軸，同時以面波同相軸為 直角三角形的斜邊，然後用這段面波最後一個地震道所在的炮檢距減去第一個地震道所在 的炮檢距作為面波的傳播距離，同樣用這段面波最後一個地震道所在的時間減去第一個地 震道所在的時間作為面波的傳播時間，面波傳距離除以時間得到面波的視速度。3)對單炮地震記錄數據進行小的時間窗和空間窗劃分；步驟3所述的時間窗和空間窗劃分是時間窗取50毫秒，空間上選擇5-10個地震道。4)對劃分好了空間窗進行線性能量傾角掃描，選擇出最強線性能量的傾角；步驟4)的傾角掃描是以空間窗的第一個地震道的最大時間樣點為旋轉點，設為0 點，空間窗內最後一個地震道上任何一個樣點B，與0點連成直線0Β，Β在時間窗底形成一個 投影C點，這個投影點與0點形成直線0C，設OB與OC的夾角為Q，又設B到C的距離表示 的時間為T，算出面波在OB直線上傳播的面波速度為V = 0B*C0S0 /T，然後計算出經過 OB這條直線的所有樣點的振幅平方和，按照上述方法計算出空間窗最後一個地震道所有點 與0點連線所經過的樣點值的振幅平方和，然後搜索出振幅平方和的最大值。5)當振幅平方和的最大值的直線對應的速度V的大小在步驟2~)所確定的面波最大視速度和最小視速度之間的分布，確認是面波，需被衰減，反之為有效信號，不需要衰 減；6)根據步驟幻的結果，沿振幅平方和的最大值所對應的直線上地震數據用高通 濾波的方法進行面波衰減，同時能避免對有效信號的衰減，從而實現地震數據信噪比和分
辨率的提高。本發明通過線性能量掃描的方法，把面波與有效信號進行很好的分離，然後對面 波進行衰減，最終實現了對有效信號的保護，同時達到了地震數據處理中提高信噪和比分 辨率的目的，提高了面波衰減性能。
圖1是原始地震數據單炮記錄；圖2本發明對圖1進行了面波衰減後的單炮記錄。
具體實施例方式本發明的提高地震數據處理中面波衰減性能的方法，通過野外地震數據採集，形 成地震數據中的炮集記錄，根據這個炮集記錄，我們可以大致目測估計視速度範圍，然後根 據目測結果再精確計算具體的面波視速度範圍，這個速度範圍一般要求略大於真實面波的 視速度範圍，然後對單炮地震記錄數據進行很小的時間窗和空間窗劃分，如果面波比較弱， 且發散較厲害，那麼時間窗選取可以選擇小一點，如50毫秒，空間上選擇也相應小一點，可 以選擇5個地震道，如果面波能量比較強，且能量比較集中，那麼時間窗選取可以選擇大一 點，如100毫秒，空間上選擇也相應大一點，可以選擇9個地震道。對劃分好了的空間窗進 行線性能量傾角掃描，選擇出最強線性能量的傾角，如果最強線性能量的傾角正好位於最 大視速度和最小視速度之間的分布範圍內，則認為是面波，於是把面波同相軸的地震樣點 數據提取出來，用高通濾波對提取出來的樣點數據進行面波衰減，這樣就達到了衰減面波 的目的，同時提高了地震數據的信噪比和解析度。本發明具體實現過程包括以下處理步驟1)採集單道地震數據，形成地震數據中的炮集記錄，如圖1 ；2)根據單炮記錄圖1計算並獲得面波的大致視速度範圍為800米每秒-2200米每 秒這個速度範圍一般比面波視速度範圍略大；面波在傳播過程中不斷衰減，面波視速度不穩定，步驟2所估計的視速度只是較 強面波的視速度，本發明需要在以步驟2估計出的面波速度為中心給出一個浮動值來確定 面波最大視速度和最小視速度。如步驟2估計出來的面波速度為1000米/每秒，這時需要給出一個浮動值300 米/每秒，那麼本發明可以確定面波最大視速度是1000米/每秒+300米/每秒=1300米 /每秒，最小視速度為1000米/每秒-300米/每秒=700米/每秒。這樣可以方便確定面 波視速度的分布範圍為700米/每秒至1300米/每秒。3)然後對單炮地震記錄數據進行很小的時間窗和空間窗劃分，圖1面波強，不太 發散，時間窗可以定位100毫秒，空間上可以選擇9個地震道；4)對劃分好了空間窗進行線性能量傾角掃描，以空間窗的第一個地震道的最大時間樣點為旋轉點，設為0點，空間窗內最後一個地震道上任何一個樣點B，與0點連成直線 OB, B在時間窗底形成一個投影C點，這個投影點與0點形成直線0C，設OB與OC的夾角為 Q，又設B到C的距離表示的時間為T，那麼可以算出面波在OB這條直線上傳播的面波速度 為V = 0B*C0S0 /T，然後計算出經過OB這條直線的所有樣點的振幅平方和，按同樣的方 法計算出空間窗最後一個地震道所有點與0點連線所經過的樣點值的振幅平方和，然後搜 索出振幅平方和的最大值；5)如果這個振幅平方和的最大值的直線對應的速度V的大小在步驟幻所確定的 面波最大視速度和最小視速度之間的分布範圍內，則認為是面波，需要被衰減，反之為有效 信號，不需要衰減；6)由於面波被很好地與有效信號進行了分離，這時把沿振幅平方和的最大值所對 應的直線上地震數據用高通濾波的方法進行面波衰減，這樣就達到了既衰減面波同時又保 護了有效信號的目的；實施例1是本發明的提高地震數據處理中面波衰減性能的方法運用於實際地震 數據單炮記錄的過程，圖1是原始地震數據單炮記錄圖2是對圖1進行了面波衰減後的單 炮記錄。對圖1單炮記錄通過計算面波速度大致範圍為800米/秒-2200米/秒，面波能 量相對較強，且比較集中，所以時間窗選擇了 100毫秒，空間地震道選擇9個地震道。從圖1與圖2對比分析可以看到，圖1中的面波被有信效衰減，而有效信號的同相 軸在圖1中很模糊，但是在面波被衰減後的圖2中卻很清晰。本發明沿面波同相軸進行面 波衰減的方法的巨大優越性在於不僅能提高地震數據的信噪比和解析度，而且還能夠避免 有效信號被衰減。
權利要求
1.一種提高地震數據處理中面波衰減性能的方法，其特徵在於包括以下處理步驟1)激發地震波並採集單道地震數據，形成地震數據中的炮集記錄；2)根據單炮記錄確定面波的視速度；3)對單炮地震記錄數據進行小的時間窗和空間窗劃分；4)對劃分好了空間窗進行線性能量傾角掃描，選擇出最強線性能量的傾角；5)當振幅平方和的最大值的直線對應的速度V的大小在步驟幻所確定的面波最大視 速度和最小視速度之間的分布，確認是面波，需被衰減，反之為有效信號，不需要衰減；6)根據步驟幻的結果，沿振幅平方和的最大值所對應的直線上地震數據用高通濾波 的方法進行面波衰減，同時能避免對有效信號的衰減，從而實現地震數據信噪比和解析度 的提高。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於步驟幻所述的確定面波的視速度是選取一 段面波同相軸，同時以面波同相軸為直角三角形的斜邊，然後用這段面波最後一個地震道 所在的炮檢距減去第一個地震道所在的炮檢距作為面波的傳播距離，同樣用這段面波最後 一個地震道所在的時間減去第一個地震道所在的時間作為面波的傳播時間，面波傳距離除 以時間得到面波的視速度。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於步驟3)所述的時間窗和空間窗劃分是時間 窗取50毫秒，空間上選擇5-10個地震道。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於步驟4)的傾角掃描是以空間窗的第一個地 震道的最大時間樣點為旋轉點，設為0點，空間窗內最後一個地震道上任何一個樣點B，與0 點連成直線0B，B在時間窗底形成一個投影C點，這個投影點與0點形成直線0C，設OB與 OC的夾角為Q，又設B到C的距離表示的時間為T，算出面波在OB直線上傳播的面波速度 為V = 0B*C0S0 /T，然後計算出經過OB這條直線的所有樣點的振幅平方和，按照上述方 法計算出空間窗最後一個地震道所有點與0點連線所經過的樣點值的振幅平方和，然後搜 索出振幅平方和的最大值。
全文摘要
本發明涉及地球物理勘探地震數據處理提高地震數據處理信噪比和解析度的方法，根據單炮記錄確定面波的視速度，對單炮地震記錄數據進行小的時間窗和空間窗劃分，對劃分好了空間窗進行線性能量傾角掃描，選擇出最強線性能量的傾角，當振幅平方和的最大值的直線對應的速度的大小在面波最大視速度和最小視速度之間的分布，衰減面波，反之為有效信號。本發明通過線性能量掃描的方法，把面波與有效信號進行很好的分離，然後對面波進行衰減，實現了對有效信號的保護，同時達到了地震數據處理中提高信噪和比解析度的目的，提高了面波衰減性能。
文檔編號G01V1/36GK102081168SQ20091024139
公開日2011年6月1日 申請日期2009年12月1日 優先權日2009年12月1日
發明者熊定鈺, 趙波 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司