本發(fā)明涉及一種地震數(shù)據(jù)處理方法，尤其涉及一種壓制地震數(shù)據(jù)中因存儲磁帶掉磁粉產(chǎn)生的異常振幅方法。
背景技術：
：在野外地震數(shù)據(jù)采集過程中，由于施工環(huán)境和地下地震地質(zhì)條件的影響，野外采集得到的原始地震數(shù)據(jù)中存在多種類型的噪聲，如：面波、隨機噪聲、機械干擾、交流電干擾和少量的異常振幅等干擾波。這些噪聲在野外采集過程中與有效反射波信號同時記錄在磁帶上，因而是先天產(chǎn)生的。除上述噪聲外，在原始地震數(shù)據(jù)中還存在一種噪聲，但它不是一開始就有的，而是因存放地震數(shù)據(jù)的磁帶長期受環(huán)境溫度、濕度的影響，導致存儲磁帶出現(xiàn)粘連而掉磁粉，從而在地震數(shù)據(jù)中產(chǎn)生了強能量的噪聲，這類噪聲也被稱為異常振幅。由磁帶掉磁粉產(chǎn)生的強能量噪聲不同于野外采集過程中接收到的異常振幅，野外采集過程中接收到的異常振幅是隨機的，且僅分散在少數(shù)地震道中，因而不具有相干性。而長期存放的地震數(shù)據(jù)因存儲磁帶掉磁粉產(chǎn)生的異常振幅，則具有延遲時間短、振幅能量強、覆蓋范圍廣的特點，而且強能量噪聲一般會覆蓋單炮記錄中的所有地震道，淹沒有效反射信號。因此，大大降低了地震資料的信噪比。如果不采取有效措施，由其造成的縱、橫向振幅能量不均問題，在后續(xù)偏移處理過程中會產(chǎn)生嚴重的偏移畫弧現(xiàn)象，從而降低地震資料的處理質(zhì)量。針對野外采集過程中產(chǎn)生的異常振幅，目前地球物理學者己研究出多種壓制方法，主要歸納為以下兩類：(1)人工道編輯。該方法是通過人機交互將包含異常振幅的整個地震道或包含異常振幅的樣點值進行充零，使其不參與后續(xù)計算；(2)采用設置門檻值的方法。在包含異常振幅采樣點的時窗內(nèi)，利用平均絕對振幅或均方根振幅的判別方法，設定門檻值，對于大于門檻值的采樣點值視為異常振幅，然后采用門檻值或相鄰點中值替代異常振幅的方法，以達到衰減異常振幅的目的。但上述兩種方法在異常振幅壓制中均存在一定的不足，歸納如下：1.人工道編輯壓制異常振幅方法存在的缺點：(1)效率低。該方法是通過人機交互的方式挑選每個單炮記錄中含有異常振幅的地震道。目前在通常情況下，一塊面積為100平方公里以上的三維地震勘探工區(qū)，其野外采集得到的地震數(shù)據(jù)為海量數(shù)據(jù)，其單炮總數(shù)會超過10000炮，而每炮的接收地震道數(shù)超過了1000道。因此，采用人工道編輯方法，工作量大，效率低。(2)傷害有用信號。該方法是通過剔除整道或分時窗將某時段的異常振幅值作零處理，因此在剔除異常振幅的同時，也損失了地震道中的有用信號。對于覆蓋次數(shù)較低的地震資料來說，如果將連續(xù)地震道的振幅值充零，會造成地震剖面信息的不連續(xù)。因此該方法僅適用于單炮記錄中少量地震道存在的異常振幅情況，不適用于壓制大范圍異常振幅噪聲的處理工作。2.采用門檻值或鄰近采樣點的中值代替異常振幅值的方法存在的缺點：①對于磁帶掉磁粉產(chǎn)生的異常振幅，經(jīng)計算設定的門檻值也是一個較大的值，用其替代大于門檻值的異常振幅后，達不到衰減異常振幅的理想效果。②當?shù)卣鸬乐心骋划惓Ｕ穹蓸狱c周圍仍為異常振幅時，其鄰近采樣點的中值也將是一個較大的振幅，此時若用鄰近采樣點的中值代替所述異常振幅值，同樣也達不到衰減異常振幅的效果。③采用門檻值或中值替代法衰減異常振幅后，縱、橫向道與道之間的能量變化仍然不均勻，在后續(xù)的偏移處理中易發(fā)生偏移畫弧現(xiàn)象。綜上所述，現(xiàn)有技術方法，僅適用于壓制原始地震數(shù)據(jù)中少量的異常振幅情況，不適用于壓制大范圍強能量的噪聲。針對存儲磁帶掉磁粉而產(chǎn)生的強能量噪聲，目前還沒有一種有效的壓制方法。由于這類噪聲在地震數(shù)據(jù)處理中屢見不鮮，因此需要有針對性地開發(fā)新技術，以使問題加以解決。由地震波傳播理論可知，地震波在地下介質(zhì)傳播過程中受波前擴散及地層吸收的影響，其振幅能量逐漸被衰減。由地震波振幅方程可知，地震波振幅的衰減程度與波的傳播距離成正比，即傳播距離越長，振幅能量衰減越大。技術實現(xiàn)要素：針對上述現(xiàn)有技術方法存在的不足，基于地震波吸收衰減理論研究，發(fā)明了一種既能壓制異常振幅又不傷害有用信號的異常振幅衰減方法，以壓制存儲磁帶掉磁粉產(chǎn)生的噪聲，提高疊前地震資料的信噪比，為后續(xù)地震數(shù)據(jù)處理奠定基礎。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：一種地震數(shù)據(jù)存儲磁帶掉磁粉產(chǎn)生的異常振幅壓制方法，包括如下步驟：S1，對單炮地震記錄進行初至波切除，得到待處理的地震數(shù)據(jù)；S2，在待處理地震數(shù)據(jù)上，確定包含正常振幅區(qū)域和異常振幅區(qū)域的統(tǒng)計計算時窗；在選定的統(tǒng)計時窗內(nèi)，計算采樣點的平均絕對振幅，并將其設定為門檻值；S3，在待處理的地震數(shù)據(jù)內(nèi)提取采樣點振幅值，將大于門檻值的采樣點振幅視為異常振幅；S4，對判斷為異常振幅的采樣點值進行振幅衰減處理。優(yōu)選地，通過定義初至波切除函數(shù)，進行初至波線性切除，去除有用信號區(qū)域以外的噪聲。優(yōu)選地，根據(jù)下述公式定義初至波切除函數(shù)：Mute(i)＝t1x1，t2x2，taper30其中，Mute(i)為第i個單炮記錄的切除函數(shù)，t1為切除開始時間，x1為切除開始時間所對應的偏距離，t2為切除截止時間，x2為切除截止時間所對應的偏移距，taper為切除時間平滑參數(shù)，其值設定為30毫秒。優(yōu)選地，在選定的計算時窗內(nèi)，利用下述公式計算采樣點的平均絕對振幅：M=1NΣj=tt+N|A0(j)|]]>其中，t為計算時窗起始時間；N為計算時窗內(nèi)的采樣點個數(shù)；j表示起始時間為t，終止時間為t+N的時窗索引；A0(j)為第j采樣點的初始振幅值；M為統(tǒng)計計算時窗內(nèi)的平均絕對振幅，將其定義為門檻值，用于異常振幅的判斷標準。優(yōu)選地，在待處理的地震數(shù)據(jù)內(nèi)提取各采樣點值，計算各采樣點值的絕對值與所述門檻值M之差，其求差計算公式為：d(j)＝|A0(j)|-M其中，A0(j)為第j個采樣點的初始振幅值，M為所述門檻值，d(j)為第j個采樣點振幅的絕對值與門檻值之差。優(yōu)選地，利用所述采樣點值的絕對值與門檻值M之差的結(jié)果，判斷采樣點振幅是否為異常振幅的方法包括：當d(j)＞0時，則該采樣點振幅值為異常振幅；當d(j)≤0時，則該采樣點振幅值為正常振幅。優(yōu)選地，利用所述采樣點振幅的絕對值與門檻值之差，計算振幅衰減系數(shù)，其計算公式如下：E(j)=e-ad(j)d(j)>01d(j)≤0]]>其中，d(j)為第j個采樣點振幅的絕對值與門檻值之差，a為一常數(shù)，其值由實驗得出，E(j)為定義的振幅衰減系數(shù)。優(yōu)選地，當d(j)＞0時，該采樣點振幅值為異常振幅，需對其進行振幅衰減處理，振幅衰減系數(shù)為e-ad(j)；當d(j)≤0時，該采樣點振幅值為正常振幅，振幅衰減系數(shù)為1，此時該樣點值不做振幅衰減處理。優(yōu)選地，對于視為異常振幅的樣點值進行振幅衰減處理，其振幅衰減處理按下述計算公式進行：A(j)＝A0(j)E(j)其中，A0(j)為所選單炮記錄中第j個采樣點的初始振幅值，E(j)為其振幅衰減系數(shù)，A(j)為對第j個采樣點振幅進行衰減處理后的振幅值與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明實施例至少具有以下優(yōu)點：本發(fā)明提供的方法能夠較好地壓制因存儲磁帶掉磁粉產(chǎn)生的大范圍異常振幅，而且不傷害有用信號。與現(xiàn)有技術方法壓制結(jié)果相比，本發(fā)明提供的方法能夠大大提高地震資料的信噪比。附圖說明圖1是本發(fā)明提供的地震數(shù)據(jù)存儲磁帶掉磁粉產(chǎn)生的異常振幅壓制方法流程圖；圖2(a)-圖2(c)是利用現(xiàn)有技術方法衰減模擬數(shù)據(jù)中強能量異常振幅效果圖；圖3(a)-圖3(c)是利用本發(fā)明提供的方法壓制與圖2中相同的模擬數(shù)據(jù)異常振幅的效果圖；圖4(a)-圖4(c)利用本發(fā)明提供的方法壓制模擬數(shù)據(jù)中孤立異常振幅效果圖；圖5(a)-圖5(d)是利用現(xiàn)有技術方法壓制某工區(qū)實際地震數(shù)據(jù)因存儲磁帶掉磁粉產(chǎn)生的異常振幅效果圖；圖6(a)-圖6(d)是利用本發(fā)明提供的方法壓制與圖5中相同的實際地震數(shù)據(jù)異常振幅的效果圖；圖7是利用本發(fā)明提供方法具體實施流程圖。具體實施方式下面結(jié)合實施例及其圖1-圖7對本發(fā)明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍。如圖1所示，圖1是本發(fā)明提供的壓制地震數(shù)據(jù)中因磁帶掉磁粉產(chǎn)生的異常振幅方法流程圖。一種地震數(shù)據(jù)存儲磁帶掉磁粉產(chǎn)生的異常振幅壓制方法，包括如下步驟：S1，對單炮地震記錄進行初至波切除，得到待處理的地震數(shù)據(jù)；由于磁帶掉磁粉產(chǎn)生的噪聲不僅出現(xiàn)在有用信號區(qū)域，而且也出現(xiàn)在非有用信號區(qū)域，即初至波以外區(qū)域。如果初至波以外區(qū)域的噪聲也參與計算，將直接降低振幅衰減函數(shù)的計算精度，影響異常振幅的壓制效果，因此在壓制異常振幅前需要對初至波外噪聲進行切除。通過定義切除函數(shù)，去除單炮記錄中初至波以外的干擾信號，使干擾信號的振幅不參與統(tǒng)計計算，從而提高信號區(qū)振幅統(tǒng)計計算的準確性。根據(jù)下述公式定義初至波切除函數(shù)：Mute(i)＝t1x1，t2x2，taper30(1)其中，Mute(i)為第i個單炮記錄的切除函數(shù)，t1為切除開始時間，x1為切除開始時間所對應的地震道的偏移距，t2為切除截止時間，x2為切除截止時間所對應的地震道的偏移距，taper為切除時間平滑參數(shù)，其值設定為30毫秒。S2，在待處理地震數(shù)據(jù)上，確定同時覆蓋正常振幅區(qū)域和與其相鄰的異常振幅區(qū)域的統(tǒng)計計算時窗；在選定的時窗內(nèi)，計算采樣點的平均絕對振幅，并將其設定為門檻值。壓制地震數(shù)據(jù)存儲磁帶掉磁粉產(chǎn)生的異常振幅，其統(tǒng)計計算時窗應包含兩個相鄰的連續(xù)區(qū)域，一個是覆蓋整個異常振幅的區(qū)域；另一個是覆蓋少量正常振幅的區(qū)域。其目的是為了保證計算時窗內(nèi)的異常振幅值與正常振幅值之間存在較大差別，使所設定的門檻值小于異常振幅值。在選定的時窗內(nèi)，利用平均絕對振幅判別方法計算得到選定時窗內(nèi)的平均絕對振幅值。平均絕對振幅判別方法對于含有一定延續(xù)性的強能量噪聲的統(tǒng)計效果較為明顯，尤其是對于周圍含有成片較大振幅的地震道來說，平均絕對振幅方法在識別強能量噪聲方面效果突出。計算平均絕對振幅值是為了設定門檻值，對超出門檻值的樣點振幅值進行衰減處理。在選定的計算時窗內(nèi)，利用下述公式計算采樣點的平均絕對振幅：M=1NΣj=tt+N|A0(j)|---(2)]]>其中，f為計算時窗起始時間；N為計算時窗內(nèi)的采樣點個數(shù)；j表示起始時間為t，終止時間為t+N的時窗索引；A0(j)為第j個采樣點的初始振幅值；M為統(tǒng)計計算時窗內(nèi)的平均絕對振幅，將其定義為門檻值，用于異常振幅的判斷標準。S3，在待處理的地震數(shù)據(jù)內(nèi)提取采樣點值，將大于門檻值的采樣點振幅視為異常振幅；S4，對判斷為異常振幅的采樣點值進行振幅衰減處理。采樣點振幅的絕對值與平均絕對振幅值的差，是用來代替地震波振幅方程中地震波的傳播距離，是實現(xiàn)異常振幅衰減的重要參數(shù)，其值的大小決定了異常振幅的衰減程度。在待處理的地震數(shù)據(jù)內(nèi)提取各采樣點值，計算各采樣點值的絕對值與所述門檻值M之差，其計算公式為：d(j)＝|A0(j)|-M(3)其中，A0(j)為第j個采樣點的初始振幅值，M為所述門檻值，d(j)為第j個采樣點振幅的絕對值與門檻值之差。異常振幅的衰減程度取決于d(j)的值，d(j)的大小與實際樣點振幅值和平均絕對振幅值有關，實際樣點振幅值是已知的，而平均絕對振幅值則由式(2)計算得到。利用所述采樣點值的絕對值與門檻值M之差的結(jié)果，判斷采樣點振幅是否為異常振幅的方法包括：當d(j)＞0時，則該采樣點振幅值為異常振幅。當d(j)≤0時，則該采樣點振幅值為正常振幅。利用所述采樣點振幅的絕對值與門檻值之差，計算振幅衰減系數(shù)公式如下：E(j)=e-ad(j)d(j)>01d(j)≤0---(4)]]>其中，d(j)為所述采樣點振幅的絕對值與門檻值之差，a為一常數(shù)，與參數(shù)d(j)一起構成振幅衰減系數(shù)的指數(shù)部分，經(jīng)實驗a為3時效果最佳，E(j)為定義的振幅衰減系數(shù)。當d(j)＞0時，則該采樣點的振幅值為異常振幅，需對其進行振幅衰減處理，振幅衰減系數(shù)為e-ad(j)；當d(j)≤0時，則該采樣點振幅值為正常振幅，振幅衰減系數(shù)為1，此時該樣點值不做振幅衰減處理。對于被視為異常振幅的采樣點值，需要進行振幅衰減處理，其振幅衰減處理計算公式為：A(j)＝A0(j)E(j)(5)其中，A0(j)為所選單炮記錄中第j個采樣點的初始振幅值，E(j)為其振幅衰減系數(shù)，A(j)為對第j個采樣點振幅進行衰減處理后的振幅值。按照公式(4)中的限制條件，當實際樣點振幅值的絕對值大于平均絕對振幅值時，經(jīng)式(5)計算后，異常振幅值A0(j)則變?yōu)锳(j)，而且A0(j)＜A(j)。當實際樣點振幅的絕對值不大于平均絕對振幅值時，經(jīng)式(5)計算后，則有A0(j)＝A(j)。由于所述正常振幅值的絕對值均小于或等于由式(2)計算所得的平均絕對振幅值，因此本次發(fā)明的異常振幅衰減方法不傷害有用信號。此外，由于振幅衰減系數(shù)E(j)是一個指數(shù)函數(shù)，其值恒大于零，即使異常振幅值足夠大，按照式(5)進行振幅衰減處理后，其振幅值也永遠不為零。因此，新發(fā)明的方法避免了現(xiàn)有技術壓制異常振幅后出現(xiàn)零值的情況。由此可見，新發(fā)明的方法從理論上解決了現(xiàn)有方法存在的不足。下面結(jié)合附圖說明現(xiàn)有技術中的異常振幅壓制方法與本發(fā)明中技術方案之間的差異：圖2(a)-圖2(c)是利用現(xiàn)有技術方法衰減模擬數(shù)據(jù)中強能量異常振幅效果圖；其中，圖2(a)為正演模擬得到的含有強能量異常振幅單炮記錄，圖2(b)為利用現(xiàn)有技術中方法壓制強能量異常振幅后的結(jié)果，圖2(c)為壓制的異常振幅。從圖中可以看出，現(xiàn)有技術方法雖然壓制了異常振幅，但是異常振幅所在地震道的全部樣點振幅值均變成了零值。因此，利用現(xiàn)有技術方法壓制異常振幅的同時，有用信號也丟失了。圖3(a)-圖3(c)是利用本發(fā)明提供的方法壓制與圖2中相同的模擬數(shù)據(jù)異常振幅的效果圖；其中，圖3(a)與圖2(a)數(shù)據(jù)完全相同，圖3(b)為利用本發(fā)明提供方法的壓制結(jié)果，圖3(c)為壓制的異常振幅。從圖上可以看到，壓制異常振幅后，有用信號未受到傷害?？梢?，本發(fā)明提供的方法在模擬地震數(shù)據(jù)上的應用效果明顯好于現(xiàn)有技術方法的壓制效果。圖4(a)-圖4(c)是利用本發(fā)明提供的方法壓制模擬數(shù)據(jù)中孤立異常振幅效果圖。其中，圖4(a)為含有孤立異常振幅的模擬單炮地震記錄，圖4(b)是利用本發(fā)明提供方法壓制的結(jié)果，圖4(c)是壓制的異常振幅。從圖上可以看出，模擬單炮地震記錄中的孤立異常振幅完全消失，壓制的異常振幅中也看不到有用信號的能量?？梢姡景l(fā)明提供的方法也適用于孤立異常振幅的情況。圖5(a)-圖5(d)是利用現(xiàn)有技術方法壓制某工區(qū)實際地震數(shù)據(jù)因存儲磁帶掉磁粉產(chǎn)生的異常振幅效果圖；其中，圖5(a)是原始單炮地震記錄，從該圖上可以看到，由于長時間存儲地震數(shù)據(jù)的磁帶受環(huán)境溫度、濕度的影響，導致磁帶粘連而掉磁粉，在地震數(shù)據(jù)中產(chǎn)生了大范圍、強能量的異常振幅，這些異常振幅完全淹沒了有效反射信號，嚴重降低了地震資料的信噪比。圖5(b)為進行初至波切除后的地震數(shù)據(jù)，有用信號以外區(qū)域的異常振幅被切除，圖5(c)為利用現(xiàn)有技術方法壓制異常振幅的結(jié)果，圖5(d)為壓制的異常振幅。從圖5(d)上可以看出，雖然異常振幅能量在一定程度上得到了衰減，但是在圖5(c)壓制異常振幅后的單炮記錄上，仍然存在明顯的異常振幅，地震資料信噪比沒有得到明顯提高?？梢?，現(xiàn)有技術方法還不能徹底解決地震數(shù)據(jù)因磁帶掉磁粉產(chǎn)生的大范圍異常振幅問題。圖6(a)-圖6(d)是利用本發(fā)明提供的方法壓制與圖5中相同的實際地震數(shù)據(jù)異常振幅的效果圖；其中，圖6(a)和圖6(b)分別與圖5(a)和圖5(b)中的地震數(shù)據(jù)完全相同，圖6(c)為利用本發(fā)明提供方法壓制異常振幅后的結(jié)果，圖6(d)為壓制的異常振幅。從圖上分析可以看出，本發(fā)明提供的方法能夠較好地壓制磁帶掉磁粉產(chǎn)生的大范圍異常振幅，而且不傷害有用信號。與現(xiàn)有技術方法壓制結(jié)果相比，本發(fā)明提供的方法大大提高了地震資料的信噪比，從而為后續(xù)資料處理奠定了基礎。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術領域：
的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。當前第1頁1 2 3