一種地震數(shù)據(jù)處理方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N地震數(shù)據(jù)處理方法、裝置及系統(tǒng)。所述方法包括：S1：獲取地震數(shù)據(jù)記錄中地震道的初至走時(shí)Ts；S2：根據(jù)所述初至走時(shí)Ts，采用走時(shí)層析反演得到地震數(shù)據(jù)記錄的速度模型和初至波射線底；S3：根據(jù)所述速度模型和初至波射線底確定所述地震數(shù)據(jù)記錄的時(shí)間截取長(zhǎng)度TL；S4：截取所述初至走時(shí)Ts至Ts+TL范圍內(nèi)的地震數(shù)據(jù)記錄作為反演數(shù)據(jù)。利用本申請(qǐng)各實(shí)施例，可以有效選取波形反演的優(yōu)質(zhì)地震數(shù)據(jù)，提高波形反演速度和精度。
【專利說(shuō)明】一種地震數(shù)據(jù)處理方法、裝置及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)屬于石油地震勘探地震資料處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及波形反演中的一種地 震數(shù)據(jù)處理方法、裝置及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 近百年來(lái)，地球物理學(xué)得到了迅猛的發(fā)展，尤其是以地震波為研究背景的地震勘 探技術(shù)，為能源的開(kāi)發(fā)和地下結(jié)構(gòu)的探索創(chuàng)造了便利的條件。地震勘探中在地表收集采集 的觀測(cè)數(shù)據(jù)都可以由地震波形反演的求解來(lái)解釋，并且地震波形反演可以應(yīng)用不同的數(shù)值 方法得到所需的物性參數(shù)。近些年來(lái)，地震波形反演在地震勘探中的應(yīng)用越來(lái)越深入，地震 波波形反演已成為一種使用地震數(shù)據(jù)獲取地下速度模型，進(jìn)一步獲取地下構(gòu)造，探測(cè)地下 油氣資源的有力工具。
[0003] 地震勘探的最終目的是尋找、定位地下分布的油氣資源。一般的做法是在地面上 人工的激發(fā)地震波，由于介質(zhì)的非均勻性，當(dāng)?shù)卣鸩ㄔ诘貙咏橘|(zhì)中向各方向傳播時(shí)會(huì)產(chǎn)生 反射、衍射、散射和透射，部分的地震波返回到地面接收點(diǎn)設(shè)置的數(shù)據(jù)采集裝置就構(gòu)成了所 接收的地震觀測(cè)數(shù)據(jù)。然后從這些地震觀測(cè)數(shù)據(jù)中提取地層剖面及介質(zhì)的物性參數(shù)，進(jìn)而 確定油氣藏的位置。地震觀測(cè)數(shù)據(jù)可由波動(dòng)方程的正演來(lái)模擬，而后可以用地震波形反演 來(lái)重構(gòu)地層剖面及物性參數(shù)?，F(xiàn)有技術(shù)中常用的波形反演方法主要包括全波形反演，其主 要是利用疊前地震波長(zhǎng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)信息，計(jì)算地下介質(zhì)參數(shù)（通常包括地下速度參 數(shù)）的一種方法。
[0004] 但上述全波形反演方法在波形反演時(shí)通常使用的是采集地震數(shù)據(jù)記錄的全部數(shù) 據(jù)，使得反演速度較低。對(duì)于近地表結(jié)構(gòu)復(fù)雜的地形，采集的地震數(shù)據(jù)包括更多的隨機(jī)干擾 信息，信噪比波動(dòng)較大，采用全波形反演的過(guò)程中容易得到局部參數(shù)極小等異常結(jié)果，數(shù)據(jù) 穩(wěn)定性較差，降低了反演精度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本申請(qǐng)目的在于提供一種地震數(shù)據(jù)處理方法、裝置及系統(tǒng)，可以選取地震數(shù)據(jù)記 錄中的先達(dá)波部分作為波形反演的反演數(shù)據(jù)，可以為提高后續(xù)地震波形反演速度和反演精 度，獲得穩(wěn)定可靠的反演結(jié)果。
[0006] 本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N地震數(shù)據(jù)處理方法、裝置及系統(tǒng)是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0007] -種地震數(shù)據(jù)處理方法，所述方法包括：
[0008] Sl :獲取地震數(shù)據(jù)記錄中地震道的初至走時(shí)Ts ;
[0009] S2 :根據(jù)所述初至走時(shí)Ts，采用走時(shí)層析反演得到地震數(shù)據(jù)記錄的速度模型和初 至波射線底；
[0010] S3:根據(jù)所述速度模型和初至波射線底確定所述地震數(shù)據(jù)記錄的時(shí)間截取長(zhǎng)度 Tl;
[0011] S4 :截取所述初至走時(shí)Ts至TS+IY范圍內(nèi)的地震數(shù)據(jù)記錄作為反演數(shù)據(jù)。
[0012] 一種地震數(shù)據(jù)處理裝置，所述裝置包括：
[0013] 數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取需要處理的地震數(shù)據(jù)記錄；
[0014] 初至計(jì)算模塊，用于計(jì)算獲取地震數(shù)據(jù)記錄中地震道的初至走時(shí)Ts ;
[0015] 層析反演模塊，用于根據(jù)所述初至走時(shí)Ts，采用走時(shí)層析反演得到地震數(shù)據(jù)記錄 的速度模型和初至波射線底；
[0016] 截取長(zhǎng)度計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述速度模型和初至波射線底確定所述地震數(shù)據(jù)記 錄的時(shí)間截取長(zhǎng)度IY ;
[0017] 數(shù)據(jù)截取模塊，用于截取所述初至走時(shí)Ts至TS+IY范圍內(nèi)的地震數(shù)據(jù)。
[0018] 一種包括上述所述的一種地震數(shù)據(jù)處理裝置的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)用于對(duì)所述地震數(shù) 據(jù)處理裝置截取的反演數(shù)據(jù)進(jìn)行波形反演，獲取地下介質(zhì)參數(shù)。
[0019] 本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N地震數(shù)據(jù)處理方法、裝置及系統(tǒng)，采用預(yù)定算法可以選出地震 波形記錄數(shù)據(jù)中具有較高信噪比的先達(dá)波部分作為波形反演的使用數(shù)據(jù)，可以使后續(xù)波形 反演計(jì)算過(guò)程中的非線性程度降低，收斂速度加快，使整個(gè)波形反演過(guò)程速度加快，并且可 以獲得更穩(wěn)定可靠的反演結(jié)果。本申請(qǐng)所述的方法中，提供了一種有效可行的選取地震數(shù) 據(jù)中先達(dá)波的方法，為后續(xù)利用所述先達(dá)波部分的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行波形反演提供了基礎(chǔ)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020] 為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 申請(qǐng)中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提 下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021] 圖1是本申請(qǐng)一種地震數(shù)據(jù)處理方法的一種實(shí)施例的方法流程示意圖；
[0022] 圖2是本申請(qǐng)一種地震數(shù)據(jù)處理方法的另一種實(shí)施例的方法流程示意圖；
[0023] 圖3是本申請(qǐng)所述方法一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)例中一道數(shù)據(jù)波形圖；
[0024] 圖4是本申請(qǐng)圖3所述數(shù)據(jù)波形的包絡(luò)線圖；
[0025] 圖5是本申請(qǐng)圖3所述的一道波形各采樣點(diǎn)的R值；
[0026] 圖6是本申請(qǐng)本申請(qǐng)所述方法一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)例反演結(jié)果示意圖；
[0027] 圖7是本申請(qǐng)應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)例中第80炮第96道波形記錄最終截取的波形范圍；
[0028] 圖8為本申請(qǐng)所述一種地震數(shù)據(jù)處理裝置的模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖9為本申請(qǐng)所述一種地震數(shù)據(jù)處理裝置的另一種實(shí)施例的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030] 為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本申請(qǐng)中的技術(shù)方案,下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí) 施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施 例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請(qǐng)保護(hù) 的范圍。
[0031] 通常在實(shí)際采集獲取的地震數(shù)據(jù)記錄中包括有噪聲干擾信息，而地震數(shù)據(jù)記錄中 從初至波開(kāi)始后的一段距離內(nèi)的波形信噪比高，抗干擾能力強(qiáng)。本申請(qǐng)可以截取包含初至 波在內(nèi)的先達(dá)波部分進(jìn)行波形反演，比常規(guī)的使用全波形反演可以取得更高的反演精度。 下面是本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N地震數(shù)據(jù)處理方法，圖1是本申請(qǐng)所述一種地震數(shù)據(jù)處理方法一個(gè) 實(shí)施例的方法流程圖。如圖1所示，所述的一種地震數(shù)據(jù)處理方法可以包括：
[0032] Sl :獲取地震數(shù)據(jù)記錄中的初至走時(shí)Ts。
[0033] 獲取所需處理的地震數(shù)據(jù)記錄，提取所述地震數(shù)據(jù)記錄的初至走時(shí)Ts。采集的地 震數(shù)據(jù)記錄中可以包括多個(gè)地震道數(shù)據(jù)的集合，每一地震道數(shù)據(jù)可以由設(shè)置在近地表上的 檢波器等間隔時(shí)間采樣獲得。通常所述地震數(shù)據(jù)記錄中的地震道有相應(yīng)的地震道號(hào)，每個(gè) 地震道的采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)也可以有相應(yīng)的樣點(diǎn)編號(hào)，例如距離震源激發(fā)炮點(diǎn)的第100個(gè)檢波器 記錄的地震道數(shù)據(jù)的地震道號(hào)可以為設(shè)置為100,間隔2ms采集一次，在地震數(shù)記錄開(kāi)始采 集后1秒后采集的樣的數(shù)據(jù)可以表示為A 5tltl, A可以為該采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的振幅。
[0034] 本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N地震數(shù)據(jù)記錄中初至走時(shí)的獲取方法，可以計(jì)算得出每一地震道 的初至走時(shí)，進(jìn)而獲取整個(gè)地震數(shù)據(jù)記錄的初至走時(shí)。所述的初至走時(shí)在本實(shí)施例中可以 表示為震源激發(fā)的初至波首次到達(dá)檢波器的時(shí)間。本申請(qǐng)所述獲取地震數(shù)據(jù)記錄中地震道 初至走時(shí)Ts的方法具體的可以包括以下步驟：
[0035] SlOl :獲取所述地震數(shù)據(jù)記錄上地震道的包絡(luò)線；
[0036] 本實(shí)施例中所述的包絡(luò)線可以將地震道中采樣點(diǎn)正值的振幅連接起來(lái)形成的線。 當(dāng)然，也可以為采樣點(diǎn)負(fù)值的振幅的連接線?？梢垣@取地震道的包絡(luò)線上第i個(gè)采樣點(diǎn)的 振幅值A(chǔ) (i)，I < i < N，N為所述地震道中采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)。
[0037] S102 :采樣下式計(jì)算所述包絡(luò)線上第i個(gè)采樣點(diǎn)的地震道前后k個(gè)采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的 振幅平方和的比值R (i):
[0038] R(i) = (B+入）/(F+入）

【權(quán)利要求】
1. 一種地震數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述方法包括： 51 :獲取地震數(shù)據(jù)記錄中地震道的初至走時(shí)Ts ; 52 :根據(jù)所述初至走時(shí)Ts，采用走時(shí)層析反演得到地震數(shù)據(jù)記錄的速度模型和初至波 射線底； 53 :根據(jù)所述速度模型和初至波射線底確定所述地震數(shù)據(jù)記錄的時(shí)間截取長(zhǎng)度IY ; 54 :截取所述初至走時(shí)Ts至TS+IY范圍內(nèi)的地震數(shù)據(jù)記錄作為反演數(shù)據(jù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種地震數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述獲取地震數(shù)據(jù)記錄 中地震道初至走時(shí)Ts包括以下步驟： 5101 :獲取所述地震數(shù)據(jù)記錄上地震道的包絡(luò)線； 5102 :采樣下式計(jì)算所述包絡(luò)線上第i個(gè)采樣點(diǎn)的地震道前后k個(gè)采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的振幅 平方和的比值R (i):
上式中，所述B為所述第i個(gè)采樣點(diǎn)之后的k個(gè)采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的振幅平方和，所述F為所 述第i個(gè)采樣點(diǎn)之前的k個(gè)采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的振幅平方和，I < i < N，N為所述包絡(luò)線上采樣 點(diǎn)的個(gè)數(shù)，所述λ為修正量； 5103 :選取地震道中R(i)值最大的采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間為該地震道的初至走時(shí)Ts。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種地震數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述選取的地震數(shù)據(jù)記 錄的時(shí)間截取長(zhǎng)度?Υ包括以下步驟： 5301 :在所述速度模型中從數(shù)據(jù)接收點(diǎn)所在深度向下到所述初至波射線底作垂直連 線，獲取所述垂直連線的長(zhǎng)度L ; 5302 :在所述垂直連線L上等間隔分出P個(gè)點(diǎn)，獲取P個(gè)點(diǎn)在所述速度模型中的速度 值，計(jì)算所述P個(gè)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的速度值的平均值?，P > 2 ; 5303 :采用下式計(jì)算所述地震數(shù)據(jù)記錄的時(shí)間截取長(zhǎng)度IY : Tl = 2 X L/V。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種地震數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述方法還包括： 55 :對(duì)與所述截取的反演數(shù)據(jù)相鄰的數(shù)據(jù)進(jìn)行余弦衰減； 相應(yīng)的，所述截取的反演數(shù)據(jù)包括所述余弦衰減后的數(shù)據(jù)。
5. 如權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的一種地震數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，所述方法 還包括： 56 :對(duì)在所述地震數(shù)據(jù)記錄中截取的反演數(shù)據(jù)進(jìn)行波形反演，獲取地下介質(zhì)參數(shù)。
6. -種地震數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述裝置包括： 數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取需要處理的地震數(shù)據(jù)記錄； 初至計(jì)算模塊，用于計(jì)算獲取地震數(shù)據(jù)記錄中地震道的初至走時(shí)Ts ; 層析反演模塊，用于根據(jù)所述初至走時(shí)Ts，采用走時(shí)層析反演得到地震數(shù)據(jù)記錄的速 度模型和初至波射線底； 截取長(zhǎng)度計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述速度模型和初至波射線底確定所述地震數(shù)據(jù)記錄的 時(shí)間截取長(zhǎng)度IV; 數(shù)據(jù)截取模塊，用于截取所述初至走時(shí)Ts至TS+IY范圍內(nèi)的地震數(shù)據(jù)。
7. 如權(quán)利要求6所述的一種地震數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述初至計(jì)算模塊包括： 包絡(luò)線計(jì)算模塊，用于獲取所述地震數(shù)據(jù)記錄上地震道的包絡(luò)線； 比值計(jì)算模塊，用于采樣下式計(jì)算所述包絡(luò)線上第i個(gè)采樣點(diǎn)的地震道前后k個(gè)采樣 點(diǎn)數(shù)據(jù)的振幅平方和的比值R(i):
上式中，所述B為所述第i個(gè)采樣點(diǎn)之后的k個(gè)采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的振幅平方和，所述F為所 述第i個(gè)采樣點(diǎn)之前的k個(gè)采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的振幅平方和，I < i < N，N為所述包絡(luò)線上采樣 點(diǎn)的個(gè)數(shù)，所述λ為修正量； 初至選取模塊，用于選取地震道中R(i)值最大的采樣點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間為該地震道的 初至走時(shí)Ts。
8. 如權(quán)利要求6所述的一種地震數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述截取長(zhǎng)度計(jì)算模塊 包括： 垂直連線模塊，用于在所述速度模型中從數(shù)據(jù)接收點(diǎn)所在深度向下到所述初至波射線 底作垂直連線，獲取所述垂直連線的長(zhǎng)度L ; 平均速度計(jì)算模塊，用于在所述垂直連線L上等間隔分出P個(gè)點(diǎn)，獲取P個(gè)點(diǎn)在所述速 度模型中的速度值，計(jì)算所述P個(gè)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的速度值的平均值V，P > 2 ; 時(shí)間長(zhǎng)度計(jì)算模塊，用于采用下式計(jì)算所述地震數(shù)據(jù)記錄的時(shí)間截取長(zhǎng)度?Υ : Tl = 2 X L/V。
9. 如權(quán)利要求6所述的一種地震數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述裝置還包括： 衰減模塊，用于對(duì)與所述截取的反演數(shù)據(jù)相鄰的數(shù)據(jù)進(jìn)行余弦衰減；相應(yīng)的，所述截取 的反演數(shù)據(jù)包括所述余弦衰減后的數(shù)據(jù)。
10. -種包括如權(quán)利要求6-9中任意一項(xiàng)所述的一種地震數(shù)據(jù)處理裝置的系統(tǒng)，其特 征在于， 所述系統(tǒng)用于對(duì)所述地震數(shù)據(jù)處理裝置截取的反演數(shù)據(jù)進(jìn)行波形反演，獲取地下介質(zhì) 參數(shù)。
【文檔編號(hào)】G01V1/28GK104375180SQ201410662546
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】徐凌, 胡英, 張才, 首皓 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司