一種基于區(qū)域約束的分頻段能量地震面波處理方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于區(qū)域約束的分頻段能量地震面波處理方法，屬于油氣地震勘探領(lǐng)域。本方法包括：(1)輸入地震數(shù)據(jù)，所述地震數(shù)據(jù)是需要處理的地震采集單炮數(shù)據(jù)；(2)設(shè)計時窗；(3)在步驟(2)設(shè)計的時窗內(nèi)對所述地震數(shù)據(jù)進(jìn)行分頻處理；(4)在不同時窗、不同的頻帶內(nèi)計算時窗內(nèi)的平均振幅值；(5)設(shè)計振幅門檻值；(6)強(qiáng)幅分析；(7)面波區(qū)域約束判別與處理；(8)效果分析，如果合適，則轉(zhuǎn)入步驟(9)，如果不合適，則返回步驟(5)；(9)將經(jīng)過處理后的地震數(shù)據(jù)再通過小波反變換后形成的數(shù)據(jù)輸出。本發(fā)明有效的保護(hù)了全局低頻信息，同時在面波區(qū)域內(nèi)更加有效的消除面波，提高了信噪比。
【專利說明】一種基于區(qū)域約束的分頻段能量地震面波處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于油氣地震勘探領(lǐng)域，具體涉及一種基于區(qū)域約束的分頻段能量地震面 波處理方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 面波是陸上地震勘探中最常見的干擾波之一，與有效信號相比它的能量往往強(qiáng)幾 倍甚至幾十倍，視速度低能量強(qiáng)，頻率主要分布在IOHz以內(nèi)。隨著傳播距離增大面波振幅 延續(xù)時間變長，產(chǎn)生頻散形成掃帚狀分布。面波壓制處理方法的選擇和應(yīng)用對地震資料的 處理有很大的影響。
[0003] 地震資料面波處理方法主要有：
[0004] 1、帶通濾波法。依據(jù)面波的低頻在IOHz以內(nèi)，設(shè)計一個高通濾波器，濾波器的低 頻為10Hz，對數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，此時高于這個頻率的成份通過，低于這個頻率的成份被濾 掉了，實現(xiàn)面波處理。這一方法簡單，但方法本身在濾去面波的同時，也將低于IOHz的有效 成分給濾掉了，損失了一些有用的信息。
[0005] 2、FXCNS壓制面波法。FXCNS預(yù)測相干噪音是在給定頻率的數(shù)據(jù)上進(jìn)行的，根據(jù)最 小平方誤差準(zhǔn)則，分別估計每個頻率的相干噪音。利用頻率和速度兩個參數(shù)限制噪音范圍， 對指定范圍以外的信號影響較小，能壓制空間采樣不規(guī)則噪音，適用范圍廣。缺點是在垂直 測線方向接收點非常稀疏，不利于相干噪音預(yù)測和壓制。
[0006] 3、FK壓制面波方法。該方法是對地震數(shù)據(jù)進(jìn)行二維傅里葉變換得到F-K譜，在這 個譜內(nèi)面波低頻與有效波是分開的，根據(jù)這一特性在F-K譜內(nèi)將面波譜能量進(jìn)行消除處理 后，再進(jìn)行二維傅里葉反變換得到消除面波的數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)采樣過大時FK變換易產(chǎn)生假 頻，反變換后信號產(chǎn)生失真。
[0007] 4、自適應(yīng)面波衰減法。利用時頻分析的方法，根據(jù)面波和反射波在頻率分布特征、 空間分布范圍、能量等方面的差異，首先檢測出面波在時間和空間上的分布范圍，然后根據(jù) 面波的頻率特征，對其進(jìn)行分頻加權(quán)壓制。缺陷是單炮之間的主頻存在較大差異時，應(yīng)采用 不同的參數(shù)進(jìn)行壓制，否則對有效信號會產(chǎn)生較大損害。
[0008] 5、基于頻率衰減特性面波壓制法。在地震記錄上確定面波帶，針對不同的炮檢距 選用不同的低切頻，在面波帶里進(jìn)行高通濾波。面波的壓制在面波帶里進(jìn)行，能夠較有效地 衰減面波帶里的面波能量。該方法實現(xiàn)起來難度很大形成不了生產(chǎn)能力。
[0009] 以上這些方法具有各自的優(yōu)缺點，基于區(qū)域約束的分頻段能量地震面波處理方法 更具優(yōu)勢，能夠擬補(bǔ)其它方法的不足，并未見相應(yīng)的研究文獻(xiàn)。
[0010] 目前消除面波的方法大多都沒有考慮在去掉面波的同時也要保留面波頻率內(nèi)的 有效地震成分。多數(shù)方法對有效信號產(chǎn)生一些改變或被消除，不利于后期的精確處理成像。 尤其是地震資料處理的重點由疊后轉(zhuǎn)到疊前，疊前AVO處理及屬性分析對地震數(shù)據(jù)的保幅 性要求高，在面波壓制過程中確保面波去除的同時，盡可能不損害有效信息，為后續(xù)的保幅 處理、屬性提取等巖性研究工作打下良好資料基礎(chǔ)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種基于區(qū)域約束的分 頻段能量地震面波處理方法，能夠在有效消除地震面波的同時保留面波頻率內(nèi)的有效地震 成分，采取區(qū)域約束機(jī)制不破壞面波區(qū)域外的接近面波頻率的有效信息，利于后期的成像 精度。
[0012] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0013] 一種基于區(qū)域約束的分頻段能量地震面波處理方法，包括：
[0014] (1)輸入地震數(shù)據(jù)，所述地震數(shù)據(jù)是需要處理的地震采集單炮數(shù)據(jù)；
[0015] (2)設(shè)計時窗；
[0016] (3)在步驟（2)設(shè)計的時窗內(nèi)對所述地震數(shù)據(jù)進(jìn)行分頻處理；
[0017] (4)在不同時窗、不同的頻帶內(nèi)計算時窗內(nèi)的平均振幅值；
[0018] (5)設(shè)計振幅門檻值；
[0019] (6)強(qiáng)幅分析；
[0020] (7)面波區(qū)域約束判別與處理；
[0021] (8)效果分析，如果合適，則轉(zhuǎn)入步驟（9)，如果不合適，則返回步驟（5);
[0022] (9)將經(jīng)過處理后的地震數(shù)據(jù)再通過小波反變換后形成的數(shù)據(jù)輸出。
[0023] 所述步驟（2)是這樣實現(xiàn)的：
[0024] 根據(jù)面波起始時間作為分頻開始時間，設(shè)計接近一個反射子波長度的時窗，所述 時窗的長度為400-500ms。
[0025] 所述步驟（3)是這樣實現(xiàn)的：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于區(qū)域約束的分頻段能量地震面波處理方法，其特征在于：所述方法包括： (1) 輸入地震數(shù)據(jù)，所述地震數(shù)據(jù)是需要處理的地震采集單炮數(shù)據(jù)； (2) 設(shè)計時窗； (3) 在步驟（2)設(shè)計的時窗內(nèi)對所述地震數(shù)據(jù)進(jìn)行分頻處理； (4) 在不同時窗、不同的頻帶內(nèi)計算時窗內(nèi)的平均振幅值； (5) 設(shè)計振幅門檻值； (6) 強(qiáng)幅分析； (7) 面波區(qū)域約束判別與處理； (8) 效果分析，如果合適，則轉(zhuǎn)入步驟（9)，如果不合適，則返回步驟（5); (9) 將經(jīng)過處理后的地震數(shù)據(jù)再通過小波反變換后形成的數(shù)據(jù)輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于區(qū)域約束的分頻段能量地震面波處理方法，其特征在 于：所述步驟（2)是這樣實現(xiàn)的： 根據(jù)面波起始時間作為分頻開始時間，設(shè)計接近一個反射子波長度的時窗，所述時窗 的長度為400-500ms。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于區(qū)域約束的分頻段能量地震面波處理方法，其特征在 于：所述步驟（3)是這樣實現(xiàn)的： 在時窗內(nèi)利用下面的小波變換公式對地震數(shù)據(jù)進(jìn)行分頻處理，將低頻面波變換出來： Wf(s,u) = ￡f(x)4sy/(s(x-u))dx ,
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于區(qū)域約束的分頻段能量地震面波處理方法，其特征在 于：所述步驟（4)是這樣實現(xiàn)的： 利用下式進(jìn)行振幅強(qiáng)度分析，求取時窗內(nèi)的平均振幅：
上式中mftk為時窗內(nèi)所含有的道數(shù)，Eftk是頻帶f時窗t內(nèi)k道的平均振幅，Aiftk是頻 帶f?時窗t內(nèi)k道第i個采樣點的振幅。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于區(qū)域約束的分頻段能量地震面波處理方法，其特征在 于：所述步驟（5)是這樣實現(xiàn)的： 利用平均振幅對所有采樣值進(jìn)行統(tǒng)計分析，選取能夠包含80%采樣點數(shù)的振幅值作為 振幅門檻值；所述統(tǒng)計分析是采用累計疊加統(tǒng)計分析法，對采樣點逐點進(jìn)行統(tǒng)計來實現(xiàn)的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于區(qū)域約束的分頻段能量地震面波處理方法，其特征在 于：所述步驟（6)是這樣實現(xiàn)的： 首先在時窗內(nèi)進(jìn)行平均振幅計算，利用平均振幅對所有采樣值進(jìn)行統(tǒng)計分析，選取能 夠包含80%采樣點數(shù)的振幅值作為振幅門檻值，將大于這個門檻值的振幅作為強(qiáng)振幅。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于區(qū)域約束的分頻段能量地震面波處理方法，其特征在 于：所述步驟（7)是這樣實現(xiàn)的： 分析步驟（1)輸入的地震數(shù)據(jù)中的單炮，確定能夠代表絕大多數(shù)的單炮，對該單炮進(jìn) 行分析得到其面波分布，然后設(shè)計一個包含其面波的區(qū)域，將該區(qū)域作為約束區(qū)域； 在所述時窗內(nèi)逐點提取振幅強(qiáng)度值，根據(jù)振幅強(qiáng)度分別采用壓制因子公式計算，在所 述約束區(qū)域的約束下對地震數(shù)據(jù)進(jìn)行處理更新，具體如下： 對超過振幅門檻值的樣點，通過壓制因子公式計算得到新的振幅值，并用該新的振幅 值替換原來的振幅值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于區(qū)域約束的分頻段能量地震面波處理方法，其特征在 于：所述壓制因子公式如下： 設(shè)頻帶f?時窗t內(nèi)的壓制因子Hftk為：
式中：ct為壓制系數(shù)，Rftk為頻帶f時窗t內(nèi)的振幅門濫值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于區(qū)域約束的分頻段能量地震面波處理方法，其特征在 于：所述步驟（8)中的所述效果分析具體如下： 對經(jīng)過步驟（7)處理后的面波，在面波區(qū)域內(nèi)去掉面波后，如果能夠保留有效波，并且 區(qū)域內(nèi)的有效波與周邊的有效波特征基本一致，則判斷為合適，否則為不合適；所述有效波 特征包括頻率、振幅及雙曲特征。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于區(qū)域約束的分頻段能量地震面波處理方法，其特征 在于：所述步驟（9)中的小波反變換具體如下：采用下面的小波反變換公式對數(shù)據(jù)進(jìn)行處 理：
上式中：f(x)為輸入的地震數(shù)據(jù)，V (X)為基本小波，a為尺度因子，b為平移因子，s 為尺度因子的倒數(shù)，u等于b, Wf (s, u)為變換后的小波，f (t)為變換后的地震數(shù)據(jù)，C為矩 陣。
【文檔編號】G01V1/28GK104345341SQ201310342646
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月8日
【發(fā)明者】郭愷 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油物探技術(shù)研究院