利用瞬時(shí)屬性進(jìn)行地震數(shù)據(jù)初至及同相軸拾取的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及地震勘探技術(shù)，屬于地震勘探的數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，具體是利用瞬時(shí)屬性進(jìn)行地震數(shù)據(jù)初至及同相軸拾取的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在地震勘探中，波場最早到達(dá)的時(shí)間為初至?xí)r間，在地面單炮記錄中一般為直達(dá)波或淺層高速折射的到達(dá)時(shí)間，在VSP勘探中為下行波的到達(dá)時(shí)間，在被動(dòng)地震監(jiān)測數(shù)據(jù)中是直達(dá)波的到達(dá)時(shí)間，該時(shí)間的準(zhǔn)確拾取對(duì)于利用初至求取靜校正量及VSP的地層速度求取至關(guān)重要。
[0003]目前在地震波初至及其它同相軸拾取方面有很多方法，初至拾取一般采用能量比法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法，其它同相軸拾取經(jīng)常采用互相關(guān)法等，這些技術(shù)在很多軟件中得到了應(yīng)用，但這些方法均存在不同程度的局限性，其拾取精度和效率也不盡相同。當(dāng)信噪比偏低時(shí)，拾取精度明顯降低，有時(shí)不得不采用手工拾取的辦法，當(dāng)拾取可控震源數(shù)據(jù)時(shí)，能量比法也很難準(zhǔn)確拾取初至。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于提供一種確保拾取時(shí)窗范圍的準(zhǔn)確，穩(wěn)定性好、抗噪能力強(qiáng)，算法簡單的利用瞬時(shí)屬性進(jìn)行地震數(shù)據(jù)初至及同相軸拾取的方法。
[0005]本發(fā)明具體步驟包括:
[0006]I)通過地面或井下檢波器接收，采集單分量或三分量地震數(shù)據(jù)；
[0007]2)拾取初至?xí)r根據(jù)地震數(shù)據(jù)的觀測方式和最大/最小地層速度，計(jì)算出可能的最小/最大地震波到達(dá)時(shí)間，做為限定計(jì)算時(shí)窗起止范圍；
[0008]如地層速度范圍是1000-2000米/秒，炮檢距為2000米，可以得到初至拾取的計(jì)算起止范圍是1_2秒；
[0009]如沒有速度等先驗(yàn)信息，則以地震數(shù)據(jù)記錄的最小/最大時(shí)間作為計(jì)算時(shí)窗起止范圍；拾取同相軸時(shí)可根據(jù)層位的最小/最大TO時(shí)間給定計(jì)算時(shí)窗起止范圍；
[0010]3)對(duì)上述計(jì)算起止時(shí)窗范圍內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行希爾伯特變換，將地震數(shù)據(jù)變換為復(fù)數(shù)道，求取其瞬時(shí)振幅、瞬時(shí)頻率和瞬時(shí)相位；
[0011]4)對(duì)于初至拾取，在瞬時(shí)振幅道上拾取振幅最大值，所對(duì)應(yīng)時(shí)間作為拾取范圍的時(shí)間下限；在瞬時(shí)振幅道上求取每個(gè)樣點(diǎn)之前η個(gè)點(diǎn)和之后η個(gè)點(diǎn)的平均振幅的比值，并將比值最大值所對(duì)應(yīng)時(shí)間作為拾取范圍的上限；
[0012]所述的η是進(jìn)行振幅比時(shí)需要疊加的相鄰樣點(diǎn)數(shù)，取一個(gè)主周期所對(duì)應(yīng)的樣點(diǎn)數(shù)；
[0013]對(duì)于同相軸拾取，可直接追蹤瞬時(shí)振幅道上振幅最大值所對(duì)應(yīng)時(shí)間作為拾取范圍的時(shí)間下限，前面相鄰的最小值作為拾取范圍的時(shí)間上限；
[0014]5)在步驟4)的上、下限之間，在瞬時(shí)相位道上拾取常相位值Θ ；
[0015]6)拾取初至?xí)r可拾取起跳時(shí)間(非可控源相關(guān)數(shù)據(jù))或同相軸極值(可控源相關(guān)數(shù)據(jù))，拾取地震同相軸時(shí)可根據(jù)標(biāo)定結(jié)果拾取波峰或波谷，求得拾取初至起跳時(shí)間值和常相位值Θ對(duì)應(yīng)的時(shí)間值之差dt;
[0016]7)選擇m道重復(fù)求取上述時(shí)差dt，將求取時(shí)差dt平均值作為系統(tǒng)時(shí)移量At;
[0017]所述的m是統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)時(shí)移量所用的道數(shù)，大于3 ;數(shù)據(jù)信噪比越低，道數(shù)應(yīng)越大。
[0018]8)對(duì)所有地震數(shù)據(jù)道在拾取范圍內(nèi)、在瞬時(shí)相位道上按步驟5)的常相位值Θ，完成拾取后對(duì)所有拾取時(shí)間值減去步驟7)求取的系統(tǒng)時(shí)移量△ t得到所有道的最終拾取值。
[0019]本發(fā)明具有如下特點(diǎn):
[0020](I)利用瞬時(shí)振幅屬性確定拾取時(shí)窗的上、下限，確保拾取時(shí)窗范圍的準(zhǔn)確。
[0021](2)利用瞬時(shí)相位屬性進(jìn)行拾取，確保拾取的穩(wěn)定性，提高拾取的抗噪能力。
[0022](3)算法簡單，計(jì)算效率高。
【附圖說明】
[0023]圖1地面單炮記錄的瞬時(shí)振幅屬性記錄；
[0024]圖2地面單炮記錄的瞬時(shí)振幅前后時(shí)窗比屬性記錄；
[0025]圖3地面單炮記錄的瞬時(shí)相位屬性記錄；
[0026]圖4地面單炮記錄及拾取初至繪圖；
[0027]圖5地面單炮記錄及拾取初至放大繪圖；
[0028]圖6地面微震監(jiān)測記錄的瞬時(shí)振幅屬性記錄；
[0029]圖7地面微震監(jiān)測記錄的瞬時(shí)振幅前后時(shí)窗比屬性記錄；
[0030]圖8地面微震監(jiān)測記錄的瞬時(shí)相位屬性記錄；
[0031]圖9地面微震監(jiān)測記錄及拾取初至顯示；
[0032]圖10地面微震監(jiān)測記錄及拾取初至局部放大顯示。
【具體實(shí)施方式】
[0033]本發(fā)明利用瞬時(shí)屬性進(jìn)行地震數(shù)據(jù)初至及同相軸拾取的方法有效地利用了地震波初至或同相軸主要信息在橫向上的相似性，利用希爾波特變換得到的瞬時(shí)相位屬性反映了主要頻率成分的相位屬性，具有較強(qiáng)的抗噪性。
[0034]本發(fā)明具體實(shí)施時(shí)首先根據(jù)要拾取初至或其它同相軸的時(shí)間分布范圍，給出計(jì)算時(shí)窗起止值；然后在計(jì)算時(shí)窗內(nèi)進(jìn)行希爾伯特變換，將地震資料變換為復(fù)數(shù)道，再求取其瞬時(shí)振幅、瞬時(shí)頻率、瞬時(shí)相位等屬性；在瞬時(shí)振幅屬性道上拾取振幅最大值作為拾取范圍的時(shí)間下限；在瞬時(shí)振幅屬性道上，求取每個(gè)樣點(diǎn)之前η個(gè)點(diǎn)和之后η個(gè)點(diǎn)的平均振幅的比值，并搜索其最大值作為拾取范圍的上限；在前面定義的拾取范圍上、下限之間，在瞬時(shí)相位道上拾取某一常相位值Θ ;手工拾取初至起跳時(shí)間(非可控源相關(guān)數(shù)據(jù))或同相軸極值(可控源相關(guān)數(shù)據(jù))，求得手工拾取時(shí)間值和前面拾取的常相位對(duì)應(yīng)時(shí)間值之時(shí)差dt并選擇m道重復(fù)求取后取平均值作為系統(tǒng)時(shí)移量At ;對(duì)所有輸入道在定義的拾取范圍內(nèi)在瞬時(shí)相位屬性記錄上追蹤給定的常相位值Θ，完成拾取后對(duì)所有拾取值減去系統(tǒng)時(shí)移量At,得到所有道的最終拾取值。
[0035]本發(fā)明既可以應(yīng)用于初至拾取，也可應(yīng)用于同相軸的追蹤和解釋。下面通過兩個(gè)實(shí)例進(jìn)行詳述。
[0036]本發(fā)明進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)作業(yè)，采集了一條地震測線，單炮初至拾取后得到了較準(zhǔn)確的初至，說明了方法的可行性和實(shí)用性。具體實(shí)現(xiàn)步驟詳述如下:
[0037](I)野外采用爆炸源激發(fā)，井深40米，藥量4公斤，三分量檢波器雙邊接收，道距10米，炮距40米，完成地震數(shù)據(jù)采集；
[0038](2)輸入Z分量炮集，定義計(jì)算時(shí)窗為0-500毫秒；
[0039](3)對(duì)上述計(jì)算起止