專利名稱：一種抗背景噪音強的地震數據初至波自動拾取方法
技術領域：
本發明涉及地球物理勘探地震數據處理方法，具體是一種抗背景噪音 強的地震數據初至波自動拾取方法。
背景技術：
在陸上地震數據處理中，準確拾取初至波是非常重要的，這是計算地 表低速帶靜校正量的基礎。在地表速度變化較為復雜的勘探領域，利用初 至波信息反演表層速度乃至直接估算靜校正量，已經成為提高地震數據成 像質量最常規的地球物理勘探技術。
在海上勘探中，可以利用初至信息對震源進行二次定位，解決海浪涌 動造成觀測點漂移問題。可以說，地震勘探中的許多技術都需要初至信息， 初至拾取質量直接制約著這些技術的應用效果。因此，初至拾取技術是一 項重要技術。
地震勘探野外采集地震數據時，由于受地表震源激發和檢波器接收條 件以及周邊環境的影響，野外采集到的地震數據初至波難免受各種噪音的 影響，這種噪音的影響在很大程度上降低了常規最大能量法初至波自動拾 取的精度，事后需要人為干預。而當初至波拾取效果較差，地震數據量比 較大時，人工修改初至工作量會很大，況且手工操作還會產生新的誤差降 低拾取精度。
發明內容
本發明目的在于提供一種減小背景噪音對初至波拾取的影響，初至波拾取精度高、抗背景噪音強的地震數據初至波自動拾取方法。 本發明過程包括以下處理步驟
1) 采集地震數據，給定一個線性速度，對一炮地震數據做線性校正， 把地震數據初至波校正到近似一條直線上；
2) 從一炮地震數據中選取樣點長度為一個時間窗，把整個一炮的初 至波都限制在這個時間窗內；
3) 求選定時間窗地震數據振幅絕對值的平均值，然后時間窗內的數 據都除以這個平均值；
4) 對數據做希爾伯特(hilbert)變換；
步驟4所述的希爾伯特變換是先做富士變換，接著把富士變換后
的前半支實數乘以負一去與虛部互換，而后半支用虛部乘以負一去與實數 部分互換，然后反富士變換。
5) 對希爾伯特(hilbert)變換前的地震數據與希爾伯特(hilbert)變 換后的地震數據求均方根獲得地震記錄的包絡數據；
6) 對地震記錄的包絡數據給定一個樣點長度，從時間窗的第一個樣 點開始，向包絡數據時間小的方向計算這個給定樣點長度的包絡數據的平 方和(El)，然后再從第一個樣點開始，向包絡數據時間大的方向計算這 個給定樣點長度的包絡數據的平方和(E2);
步驟6)給定包絡數據樣點長度為三個樣點，設開始樣點值為1，從 下到上分別為，1， 4， 8，包絡數據的平方和￡1=1+16+64=91。
步驟6)給定包絡數據樣點長度為三個樣點，設開始樣點值為1，從 上到下為l， 5， 7，包絡數據的平方和￡2=1+25+49=75。步驟6)所述的給定樣點長度小于步驟2)確定時間窗長度的四分之
步驟6)的樣點長度為一般為3到10個樣點數。
7) 如果小方向樣點包絡數據的平方和(El)不等于零，計算大方向 樣點包絡數據的平方和(E2)與(El)的比值(Rl)，如果E1等于零， 比值(Rl)為零；
8) 重復步驟6) —7)計算對于時間窗內其他樣點的比值，直到時間 內最大樣點數；
9) 從時間窗內第一個樣點開始，到最大樣點結束，最大比值的樣點 在包絡數據上的對應時間為拾取的初至時間。
本發明的包絡能量比值法初至波自動拾取方法比常規最大能量初至 波自動拾取方法精度高，抗背景噪音能力強，更能滿足地震勘探技術中對 初至波拾取精度的要求，同時也能在很大程度上減少人工對初至波拾取進 行修改的工作量。
圖1為本最大能量法初至波自動拾取結果 圖2為本發明能量比值法初至波自動拾取結果。
具體實施例方式
本發明利用包絡對非平穩信號比較敏感的特性減小噪音對初至時間估 算的影響。在初至到達之前噪音為平穩信號，其包絡沒有明顯變化；而當 初至波到達時為非平穩信號，這時地震數據包絡有很大的變化；初至波到 達后的后續波又變成了平穩信號，包絡沒有明顯變化，所以地震數據包絡的第一個柺點就是初至波到達時間。
本發明的包絡能量比值法初至波自動拾取方法，是根據初至波能量較 強，而初至波之前的信號相對較弱的特點，利用地震數據包絡對非平穩信 號的敏感性來估算初至起跳時間的初至波拾取方法。
以下結合附圖詳細說明本發明。
1) 采集一個三維地震數據，選擇了其中的三個排列，給定一個線性速 度3000米/秒，做線性校正；
如果一炮地震數據的一個地震道離炮點的距離為3000米，給定速度 3000米/每秒，3000米比上3000米/每秒的比值為一秒，當采樣率為0. 002 秒，把這個地震道向上移動1秒/0.002秒二500樣點，就完成一個地震道 的線性校正，對這個炮集中的所有地震道都采用同樣的方法，就完成了一 炮地震數據的線形校正。
2) 從性校正后的地震數據中選取200個樣點長的一個時間窗，初至 波被完全限制在這200個樣點的時間窗內；
3) 計算這200個樣點的時間窗內地震數據振幅絕對值的平均值，然 后這200個樣點的數據都除以這個平均值；
4) 對步驟3)處理后的200個樣點數據做希爾伯特(hilbert)變換；
5) 對200個樣點數據希爾伯特(hilbert)變換前的地震數據與希爾伯 特(hilbert)變換后的數據求均方根獲得200個樣點的包絡數據；
6) 對200個樣點的包絡數據給定5個樣點，從時間窗的第一個樣點 開始，向包絡數據時間小的方向計算5個樣點包絡數據的平方和(El)， 然后再從第一個樣點開始，向包絡數據時間大的方向計算5個樣點包絡數據的平方和(E2);
步驟6)所述的給定樣點長度為5個樣點，步驟2)確定時間窗長度 為200個樣點，5個樣點小于200個樣點的四分之一，滿足發明內容要求;
7)首先獲得時間小的方向5個樣點包絡包絡數據的平方和不等于零 (El)，可以計算時間大的方向樣點包絡數據的平方和(E2)， (E2)與(E1) 的比值R (1)為第一個包絡數據的平方和比值；
8 )重復步驟6 ) _7)計算另外199個包絡數據樣點平方和比值R (2)， R (3)， R (4) ......R(200);
9)從R(l)， R (2)， R (3)， R (4) ......R(200)中找出最大比值的樣
點在地震數據上的對應時間為拾取的初至時間；
比較圖l，圖2的兩種初至波自動拾取結果，可以發現包絡能量比值 法初至波自動拾取結果(圖2)從整體上看比最大能量初至波自動拾取結 果(圖O精度高，尤其是在右邊背景噪音比較強的地震道，初至波自動 拾取精度比最大能量初至波自動拾取精度有明顯的提高。所以實際地震記 錄表明本發明的包絡能量比值法初至波自動拾取方法比常規最大能量初 至波自動拾取方法精度高，抗背景噪音能力強，更能滿足地震勘探技術中 對初至波拾取精度的要求，同時也能在很大程度上減少人工對初至波拾取 進行修改的工作量。
權利要求
1、一種抗背景噪音強的地震數據初至波自動拾取方法，其特征在于包括以下處理步驟1)采集地震數據，給定一個線性速度，對一炮地震數據做線性校正，把地震數據初至波校正到近似一條直線上；2)從一炮地震數據中選取樣點長度為一個時間窗，把整個一炮的初至波都限制在這個時間窗內；3)求選定時間窗地震數據振幅絕對值的平均值，然后時間窗內的數據都除以這個平均值；4)對數據做希爾伯特變換；5)對希爾伯特變換前的地震數據與希爾伯特變換后的地震數據求均方根獲得地震記錄的包絡數據；6)對地震記錄的包絡數據給定一個樣點長度，從時間窗的第一個樣點開始，向包絡數據時間小的方向計算這個給定樣點長度的包絡數據的平方和(E1)，然后再從第一個樣點開始，向包絡數據時間大的方向計算這個給定樣點長度的包絡數據的平方和(E2)；7)如果小方向樣點包絡數據的平方和(E1)不等于零，計算大方向樣點包絡數據的平方和(E2)與(E1)的比值(R1)，如果E1等于零，比值(R1)為零；8)重復步驟6)-至步驟7)計算對于時間窗內其他樣點的比值，直到時間內最大樣點數；9)從時間窗內第一個樣點開始，到最大樣點結束，最大比值的樣點在包絡數據上的對應時間為拾取的初至時間。
2、根據權利要求1所述的抗背景噪音強的地震數據初至波自動拾取 方法，其特征在于步驟4所述的希爾伯特變換是先做富士變換，接著把 富士變換后的前半支實數乘以負一去與虛部互換，而后半支用虛部乘以負 一去與實數部分互換，然后反富士變換。
3、 根據權利要求1所述的抗背景噪音強的地震數據初至波自動拾取方法，其特征在于步驟6)給定包絡數據樣點長度為三個樣點，設開始樣 點值為1,從下到上分別為，1， 4， 8，包絡數據的平方和￡1=1+16+64=91。
4、 根據權利要求1所述的抗背景噪音強的地震數據初至波自動拾取 方法，其特征在于步驟6)給定包絡數據樣點長度為三個樣點，設開始樣 點值為l，從上到下為l， 5， 7，包絡數據的平方和￡2=1+25+49=75。
5、 根據權利要求1所述的抗背景噪音強的地震數據初至波自動拾取 方法，其特征在于步驟6)所述的給定樣點長度小于步驟2)確定時間窗 長度的四分之一。
6、 根據權利要求1所述的抗背景噪音強的地震數據初至波自動拾取 方法，其特征在于步驟6)的樣點長度為一般為3到10個樣點數。
全文摘要
本發明是物探地震數據處理的初至波自動拾取方法，選取樣點長度為一個時間窗，把整個一炮的初至波限制在時間窗內，求時間窗振幅平均值，將時間窗內數據除平均值做希爾伯特變換，對變換前、后求均方根獲得包絡數據，將包絡數據給定樣點長度，從一個樣點向包絡數據小的方向計算樣點包絡數據的平方和，再向大的方向計算平方和，最大比值的樣點在包絡數據上的對應時間為拾取的初至時間。本發明比常規最大能量初至波自動拾取方法精度高，抗背景噪音能力強，更能滿足地震勘探技術中對初至波拾取精度的要求，同時也能在很大程度上減少人工對初至波拾取進行修改的工作量。
文檔編號G01V1/28GK101609160SQ20081011521
公開日2009年12月23日 申請日期2008年6月19日 優先權日2008年6月19日
發明者劉超穎, 熊定鈺 申請人:中國石油天然氣集團公司;中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司