本發(fā)明涉及地震勘探資料處理領(lǐng)域，更具體地，涉及一種對疊前數(shù)據(jù)進行規(guī)則化的方法和一種對疊前數(shù)據(jù)進行規(guī)則化的裝置。

背景技術(shù)：

隨著對油氣資源急劇增長的需求，油氣勘探面臨的地質(zhì)對象更為復(fù)雜，油氣開發(fā)要求對油氣藏儲集體的了解更為精細，對地震資料的成像要求也隨之提高。地震波成像需滿足三個條件：宏觀速度場、波場外推算子和成像條件，這樣就可以完成地震偏移成像處理。但要滿足精確成像必須還要一個符合波場外推算子要求的規(guī)則地震數(shù)據(jù)體。野外地震勘探中，由于勘探成本的限制、野外施工條件等因素的影響，采集到的數(shù)據(jù)滿足不了地震數(shù)據(jù)處理和成像對地震數(shù)據(jù)空間規(guī)則性的要求。地震數(shù)據(jù)空間方向上采樣不規(guī)則，采樣嚴(yán)重不足，出現(xiàn)缺道，死道和空間假頻等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響地震波成像的振幅，使之產(chǎn)生畸變，成像結(jié)果解釋的合理性大打折扣。

國內(nèi)外的地球物理學(xué)者針對各種地震數(shù)據(jù)規(guī)則化技術(shù)展開了深入的研究，具有代表性方法技術(shù)包括：辛可峰(2002)基于dmo+dmo^-1的規(guī)則化方法、楊同寧(2003)基于radon+radon^-1的插值方法及唐亞勛和王華忠基于pstm+pstm^-1的規(guī)則化方法都是基于偏移算子與反偏移算子聯(lián)合進行數(shù)據(jù)規(guī)則化；liu和sacchi(2004)提出的mwni(minimumweightednorminterpolation)方法假設(shè)地震數(shù)據(jù)采樣是隨機的，從反問題出發(fā)對帶限地震信號進行規(guī)則化處理，主要運用非均勻離散傅里葉變換，在最小二乘意義下反演采樣算子進而降低采樣算子造成的假頻噪音；xu(2004)提出抗泄漏傅里葉變換方法，從理論上說明頻譜能量泄漏的原因并提出一套相應(yīng)的處理方法得到規(guī)則數(shù)據(jù)的頻譜； abma和kabir(2006)將圖像處理中的凸集映射方法應(yīng)用到非規(guī)則數(shù)據(jù)重建中；zwartjes和sacchi(2007)將fk域算法和稀疏反演方法聯(lián)合進行規(guī)則化處理，提出利用線性預(yù)測和稀疏反演方法得到規(guī)則數(shù)據(jù)的頻譜；高建軍等(2010)改進了凸集映射數(shù)據(jù)重建方法并給出一種新的閾值模型來減少重建過程中計算時間和迭代次數(shù)。

在實際地震勘探中，地震數(shù)據(jù)采集不規(guī)則的區(qū)域，其資料的信噪比往往也較低，而傳統(tǒng)的規(guī)則化技術(shù)未考慮資料的信噪比問題。因此，常規(guī)規(guī)則化技術(shù)不適用于復(fù)雜地質(zhì)區(qū)塊采集到的低信噪比的不規(guī)則地震數(shù)據(jù)。特別地，野外地震勘探中，由于勘探成本的限制、野外施工條件等因素的影響，采集到的數(shù)據(jù)滿足不了地震數(shù)據(jù)處理和成像對地震數(shù)據(jù)空間規(guī)則性的要求。地震數(shù)據(jù)空間方向上采樣不規(guī)則，采樣嚴(yán)重不足，出現(xiàn)缺道、死道和空間假頻等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響地震波成像的振幅，使之產(chǎn)生畸變，成像結(jié)果解釋的合理性大打折扣。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種能補充缺失道并且能夠明顯提高疊前地震數(shù)據(jù)的信噪比的方法。本發(fā)明還提出了相應(yīng)的裝置。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出了一種對疊前數(shù)據(jù)進行規(guī)則化的方法，該方法包括：針對目標(biāo)偏移距的地震道集，基于公式1得到的旁軸射線的雙程旅行時t(δxm,h)：

其中，δxm表示該旁軸射線與中心射線在中心點xm處的偏離距離，h表示該旁軸射線的半偏移距，t0表示目標(biāo)成像點的中心射線的雙程旅行時，v0表示近地表處的地震速度；β表示中心射線在地表處的出射角，rn表示法向波的波前曲率，rnip表示法向入射點波的波前曲率；針對目標(biāo)偏移距的地震道集，基于t(δxm,h)在δxm<＝δxm_threshold、h<＝hthreshold的孔徑內(nèi)進行部分共反射面元疊加，并將疊加結(jié)果分 配到目標(biāo)成像點，其中，δxm_threshold和hthreshold為設(shè)定的閾值；遍歷所有目標(biāo)偏移距，得到規(guī)則化的超道集。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種對疊前數(shù)據(jù)進行規(guī)則化的裝置，該裝置包括：旅行時獲取單元，針對目標(biāo)偏移距的地震道集，用于基于公式1得到的旁軸射線的雙程旅行時t(δxm,h)：

其中，δxm表示該旁軸射線與中心射線在中心點xm處的偏離距離，h表示該旁軸射線的半偏移距，t0表示目標(biāo)成像點的中心射線的雙程旅行時，v0表示近地表處的地震速度；β表示中心射線在地表處的出射角，rn表示法向波的波前曲率，rnip表示法向入射點波的波前曲率；部分疊加單元，針對目標(biāo)偏移距的地震道集，用于基于t(δxm,h)在δxm<＝δxm_threshold、h<＝hthreshold的孔徑內(nèi)進行部分共反射面元疊加，并將疊加結(jié)果分配到目標(biāo)成像點，其中，δxm_threshold和hthreshold為設(shè)定的閾值；進程控制單元，用于遍歷所有目標(biāo)偏移距以得到規(guī)則化的超道集。

本發(fā)明中，基于共反射面元的旅行時公式對小孔徑內(nèi)的道集進行部分共反射面元疊加，可以得到任意偏移距的超道集。應(yīng)用本發(fā)明，不僅能夠補充缺失道，對地震數(shù)據(jù)進行規(guī)則化，還能明顯提高疊前地震數(shù)據(jù)的信噪比，顯著改善地震資料的品質(zhì)，在實際資料處理中獲得了很好的應(yīng)用效果。與常規(guī)的插值方法和“面元化”技術(shù)相比，公式1充分考慮了中心點位移的影響，即反射層傾角因素，進一步提高了成像的準(zhǔn)確性。而且應(yīng)用本發(fā)明得到的超道集不僅限于零偏移距道集，而是未經(jīng)nmo校正的非零偏移距道集，所以可用于諸如速度建模、疊加或者偏移的后續(xù)處理步驟。

附圖說明

通過結(jié)合附圖對本發(fā)明示例性實施方式進行更詳細的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯，其中，在本發(fā)明示例性實施方式 中，相同的參考標(biāo)號通常代表相同部件。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的對疊前數(shù)據(jù)進行規(guī)則化的方法的流程圖。

圖2示出了一洼陷模型的速度場的示意圖。

圖3示出了對圖2所示的模型進行加噪和抽道稀疏后得到的稀疏道集示意圖。

圖4示出了應(yīng)用本發(fā)明對圖3所示稀疏道集進行規(guī)則化后得到的超道集的示意圖。

圖5和圖6分別是圖3和圖4的局部放大圖。

圖7和圖8分別是基于圖3和圖4得到的疊前深度剖面圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。雖然附圖中顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，然而應(yīng)該理解，可以以各種形式實現(xiàn)本發(fā)明而不應(yīng)被這里闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了使本發(fā)明更加透徹和完整，并且能夠?qū)⒈景l(fā)明的范圍完整地傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

實施例1

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的對疊前數(shù)據(jù)進行規(guī)則化的方法的流程圖。在本實施例中，該方法包括：

步驟101，針對目標(biāo)偏移距的地震道集，基于公式1得到的旁軸射線的雙程旅行時t(δxm,h)：

其中，δxm表示該旁軸射線與中心射線在中心點xm處的偏離距離，h表示該旁軸射線的半偏移距，t0表示目標(biāo)成像點的中心射線的雙程旅行時，v0表示近地表處的地震速度；β表示中心射線在地表處的出射角，rn表示法向波的波前曲率，rnip 表示法向入射點波的波前曲率；

步驟102，針對目標(biāo)偏移距的地震道集，基于t(δxm,h)在δxm<＝δxm_threshold、h<＝hthreshold的孔徑內(nèi)進行部分共反射面元疊加，并將疊加結(jié)果分配到目標(biāo)成像點，其中，δxm_threshold和hthreshold為設(shè)定的閾值；

步驟103，判斷是否遍歷所有目標(biāo)偏移距，如果是，則結(jié)束；如果不是，則針對下一個目標(biāo)偏移距的地震道集執(zhí)行步驟101和102，直至遍歷所有目標(biāo)偏移距。

本實施例，基于共反射面元的旅行時公式對小孔徑內(nèi)的道集進行部分共反射面元疊加，可以得到任意偏移距的超道集。應(yīng)用本發(fā)明，不僅能夠補充缺失道，對地震數(shù)據(jù)進行規(guī)則化，還能明顯提高疊前地震數(shù)據(jù)的信噪比，顯著改善地震資料的品質(zhì)，在實際資料處理中獲得了很好的應(yīng)用效果。與常規(guī)的插值方法和“面元化”技術(shù)相比，公式1充分考慮了中心點位移的影響，即反射層傾角因素，進一步提高了本發(fā)明的精確性。

在一種可能的實施方式中，依據(jù)處理的實際地震數(shù)據(jù)特點，可以設(shè)置旅行時的兩個臨界點tmin、tmax，tmin<tmax：當(dāng)目標(biāo)成像點的旅行時t≤tmin時，可以設(shè)置δxm_threshold＝δxmin；當(dāng)目標(biāo)成像點的旅行時t≥tmax時，可以設(shè)置δxm_threshold＝δxmax；當(dāng)目標(biāo)成像點的旅行時滿足tmin<t<tmax時，可以設(shè)置δxm_threshold為隨旅行時t變化的從δxmin至δxmax的線性遞增函數(shù)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)需要設(shè)置hthreshold。

公式1中的參數(shù)(β,rn,rnip)代表了運動學(xué)波場屬性，描述了二維地下介質(zhì)中反射界面的局部構(gòu)造特征，即反射段的位置、傾向和曲率，將上述3個參數(shù)稱為運動學(xué)波場屬性參數(shù)。同時搜索三個參數(shù)會耗費大量的計算時間。為節(jié)省計算時間，可以考慮基于疊前數(shù)據(jù)的子集得到公式1的簡化式，以便于分別搜索參數(shù)(β,rn,rnip)中的部分參數(shù)。

cmp道集中(δxm＝0)，可以將公式1簡化為cmp雙曲線：

其中，tcmp(h)表示在cmp道集中旁軸射線的雙程旅行時?？梢曰诠?進行搜索，以得到公式1中的

在zo剖面中(h＝0)，可以將公式1簡化為：

其中，tzo(δxm)表示在zo剖面中旁軸射線的雙程旅行時?？梢曰诠?進行搜索，以得到公式1中的β和rn。

觀察公式2和公式3，其中未知參數(shù)的數(shù)量降為1個或2個，以分步求取運動學(xué)屬性參數(shù)(β,rn,rnip)，顯著提高了計算效率。

在一些實施方式中，假設(shè)采樣點a(ta,ha)處同相軸的波場屬性參數(shù)都是平緩變化，即在上述公式2中固定不變。將a點的cmp旅行時ta和半偏移距ha帶入到上述公式2，得到下式：

求解公式4即可得到公式1中目標(biāo)成像點的中心射線的雙程旅行時t0。根據(jù)公式4得到的t0精確地符合a點處cmp旅行時曲線的零偏移距旅行時。忽略公式4中的負(fù)數(shù)解，可得到：

本領(lǐng)域技術(shù)人員也可采用其他任意適用的手段得到公式1中的參數(shù)(β,rn,rnip)和t0。

實施例2

本發(fā)明還公開了一種對疊前數(shù)據(jù)進行規(guī)則化的裝置，該裝置包括：旅行時獲取單元，針對目標(biāo)偏移距的地震道集，用于基于公式1得到的旁軸射線的雙 程旅行時t(δxm,h)：

其中，δxm表示該旁軸射線與中心射線在中心點xm處的偏離距離，h表示該旁軸射線的半偏移距，t0表示目標(biāo)成像點的中心射線的雙程旅行時，v0表示近地表處的地震速度；β表示中心射線在地表處的出射角，rn表示法向波的波前曲率，rnip表示法向入射點波的波前曲率；部分疊加單元，針對目標(biāo)偏移距的地震道集，用于基于t(δxm,h)在δxm<＝δxm_threshold、h<＝hthreshold的孔徑內(nèi)進行部分共反射面元疊加，并將疊加結(jié)果分配到目標(biāo)成像點，其中，δxm_threshold和hthreshold為設(shè)定的閾值；進程控制單元，用于遍歷所有目標(biāo)偏移距以得到規(guī)則化的超道集。

在一種可能的實施方式中，依據(jù)處理的實際地震數(shù)據(jù)特點，可以設(shè)置旅行時的兩個臨界點tmin、tmax，tmin<tmax：當(dāng)目標(biāo)成像點的旅行時t≤tmin時，可以設(shè)置δxm_threshold＝δxmin；當(dāng)目標(biāo)成像點的旅行時t≥tmax時，可以設(shè)置δxm_threshold＝δxmax；當(dāng)目標(biāo)成像點的旅行時滿足tmin<t<tmax時，可以設(shè)置δxm_threshold為隨旅行時t變化的從δxmin至δxmax的線性遞增函數(shù)。

在一種可能的實施方式中，該裝置還可以包括t0獲取單元，其可以用于基于下式得到公式1中的t0：

其中，ta表示采樣點的cmp旅行時，ha表示采樣點的半偏移距。

在一種可能的實施方式中，該裝置還可以包括運動學(xué)屬性參數(shù)獲取單元，其可以用于：

在cmp道集中，可以基于下式進行搜索，以得到公式1中的

其中，tcmp(h)表示在cmp道集中旁軸射線的雙程旅行時；

在zo剖面中，可以基于下式進行搜索，以得到公式1中的β和rn：

其中，tzo(δxm)表示在zo剖面中旁軸射線的雙程旅行時。

應(yīng)用示例

為便于理解本發(fā)明實施例的方案及其效果，以下給出一個具體應(yīng)用示例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，該示例僅為了便于理解本發(fā)明，其任何具體細節(jié)并非意在以任何方式限制本發(fā)明。

圖2～圖8的橫坐標(biāo)表示cdp號，縱坐標(biāo)表示深度(km)。圖2示出了一洼陷模型的速度場的示意圖，其橫向有361個采樣點，采樣間隔為15m，縱向有750個采樣點，采樣間隔為4m，最大深度為3000m。該模型正演記錄共有121炮，每炮121道，采樣率為4ms，記錄長度為3000ms，半偏移距范圍從-900到900m。首先對洼陷模型原始的正演數(shù)據(jù)加入隨機噪音，并對其抽道稀疏，選取cdp號為300的共中心點道集，如圖3所示，可見在cmp道集中許多反射層已模糊不清。對上述稀疏道集進行部分共反射面元疊加得到超道集，同樣選取cdp號為300的共中心點道集，如圖4所示。同圖3相比，圖4不僅顯著地提高了資料的信噪比，而且補充了缺失道，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的規(guī)則化，cmp道集中的反射層非常清晰。圖5和圖6分別為圖3和圖4中方框部分的放大圖，可進一步觀察部分共反射面元疊加處理稀疏的低信噪比地震資料的效果。圖7和圖8分別為以原始數(shù)據(jù)和部分疊加的超道集為輸入得到的疊前深度偏移剖面，通過對比可見，經(jīng)過部分共反射面元疊加處理后進行疊前深度偏移，成像剖面的信噪比得到了顯著提高，同相軸的連續(xù)性也得到了明顯改善。

本發(fā)明可以是系統(tǒng)、方法和/或計算機程序產(chǎn)品。計算機程序產(chǎn)品可以包括計算機可讀存儲介質(zhì)，其上載有用于使處理器實現(xiàn)本發(fā)明的各個方面的計算機 可讀程序指令。

計算機可讀存儲介質(zhì)可以是可以保持和存儲由指令執(zhí)行設(shè)備使用的指令的有形設(shè)備。計算機可讀存儲介質(zhì)例如可以是——但不限于——電存儲設(shè)備、磁存儲設(shè)備、光存儲設(shè)備、電磁存儲設(shè)備、半導(dǎo)體存儲設(shè)備或者上述的任意合適的組合。計算機可讀存儲介質(zhì)的更具體的例子(非窮舉的列表)包括：便攜式計算機盤、硬盤、隨機存取存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)、可擦式可編程只讀存儲器(eprom或閃存)、靜態(tài)隨機存取存儲器(sram)、便攜式壓縮盤只讀存儲器(cd-rom)、數(shù)字多功能盤(dvd)、記憶棒、軟盤、機械編碼設(shè)備、例如其上存儲有指令的打孔卡或凹槽內(nèi)凸起結(jié)構(gòu)、以及上述的任意合適的組合。這里所使用的計算機可讀存儲介質(zhì)不被解釋為瞬時信號本身，諸如無線電波或者其他自由傳播的電磁波、通過波導(dǎo)或其他傳輸媒介傳播的電磁波(例如，通過光纖電纜的光脈沖)、或者通過電線傳輸?shù)碾娦盘枴?/p>

這里所描述的計算機可讀程序指令可以從計算機可讀存儲介質(zhì)下載到各個計算/處理設(shè)備，或者通過網(wǎng)絡(luò)、例如因特網(wǎng)、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和/或無線網(wǎng)下載到外部計算機或外部存儲設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)可以包括銅傳輸電纜、光纖傳輸、無線傳輸、路由器、防火墻、交換機、網(wǎng)關(guān)計算機和/或邊緣服務(wù)器。每個計算/處理設(shè)備中的網(wǎng)絡(luò)適配卡或者網(wǎng)絡(luò)接口從網(wǎng)絡(luò)接收計算機可讀程序指令，并轉(zhuǎn)發(fā)該計算機可讀程序指令，以供存儲在各個計算/處理設(shè)備中的計算機可讀存儲介質(zhì)中。

用于執(zhí)行本發(fā)明操作的計算機程序指令可以是匯編指令、指令集架構(gòu)(isa)指令、機器指令、機器相關(guān)指令、微代碼、固件指令、狀態(tài)設(shè)置數(shù)據(jù)、或者以一種或多種編程語言的任意組合編寫的源代碼或目標(biāo)代碼，所述編程語言包括面向?qū)ο蟮木幊陶Z言—諸如smalltalk、c++等，以及常規(guī)的過程式編程語言—諸如“c”語言或類似的編程語言。計算機可讀程序指令可以完全地在用戶計算機上執(zhí)行、部分地在用戶計算機上執(zhí)行、作為一個獨立的軟件包執(zhí)行、部分在用戶計算機上部分在遠程計算機上執(zhí)行、或者完全在遠程計算機或服務(wù)器上執(zhí)行。在涉及遠程計算機的情形中，遠程計算機可以通過任意種類的網(wǎng)絡(luò)—包 括局域網(wǎng)(lan)或廣域網(wǎng)(wan)—連接到用戶計算機，或者，可以連接到外部計算機(例如利用因特網(wǎng)服務(wù)提供商來通過因特網(wǎng)連接)。在一些實施例中，通過利用計算機可讀程序指令的狀態(tài)信息來個性化定制電子電路，例如可編程邏輯電路、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)或可編程邏輯陣列(pla)，該電子電路可以執(zhí)行計算機可讀程序指令，從而實現(xiàn)本發(fā)明的各個方面。

這里參照根據(jù)本發(fā)明實施例的方法、裝置(系統(tǒng))和計算機程序產(chǎn)品的流程圖和/或框圖描述了本發(fā)明的各個方面。應(yīng)當(dāng)理解，流程圖和/或框圖的每個方框以及流程圖和/或框圖中各方框的組合，都可以由計算機可讀程序指令實現(xiàn)。

這些計算機可讀程序指令可以提供給通用計算機、專用計算機或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器，從而生產(chǎn)出一種機器，使得這些指令在通過計算機或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器執(zhí)行時，產(chǎn)生了實現(xiàn)流程圖和/或框圖中的一個或多個方框中規(guī)定的功能/動作的裝置。也可以把這些計算機可讀程序指令存儲在計算機可讀存儲介質(zhì)中，這些指令使得計算機、可編程數(shù)據(jù)處理裝置和/或其他設(shè)備以特定方式工作，從而，存儲有指令的計算機可讀介質(zhì)則包括一個制造品，其包括實現(xiàn)流程圖和/或框圖中的一個或多個方框中規(guī)定的功能/動作的各個方面的指令。

也可以把計算機可讀程序指令加載到計算機、其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置、或其它設(shè)備上，使得在計算機、其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置或其它設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟，以產(chǎn)生計算機實現(xiàn)的過程，從而使得在計算機、其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置、或其它設(shè)備上執(zhí)行的指令實現(xiàn)流程圖和/或框圖中的一個或多個方框中規(guī)定的功能/動作。

附圖中的流程圖和框圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的多個實施例的系統(tǒng)、方法和計算機程序產(chǎn)品的可能實現(xiàn)的體系架構(gòu)、功能和操作。在這點上，流程圖或框圖中的每個方框可以代表一個模塊、程序段或指令的一部分，所述模塊、程序段或指令的一部分包含一個或多個用于實現(xiàn)規(guī)定的邏輯功能的可執(zhí)行指令。在有些作為替換的實現(xiàn)中，方框中所標(biāo)注的功能也可以以不同于附圖中所標(biāo)注的順 序發(fā)生。例如，兩個連續(xù)的方框?qū)嶋H上可以基本并行地執(zhí)行，它們有時也可以按相反的順序執(zhí)行，這依所涉及的功能而定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每個方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可以用執(zhí)行規(guī)定的功能或動作的專用的基于硬件的系統(tǒng)來實現(xiàn)，或者可以用專用硬件與計算機指令的組合來實現(xiàn)。

以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的各實施例，上述說明是示例性的，并非窮盡性的，并且也不限于所披露的各實施例。在不偏離所說明的各實施例的范圍和精神的情況下，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。本文中所用術(shù)語的選擇，旨在最好地解釋各實施例的原理、實際應(yīng)用或?qū)κ袌鲋械募夹g(shù)的改進，或者使本技術(shù)領(lǐng)域的其它普通技術(shù)人員能理解本文披露的各實施例。