一種異常道識別方法
【專利摘要】本發明實施例提供了一種異常道識別方法，所述異常道識別方法的具體流程包括：接收通過單次激發而產生的多個地震道的地震數據，所述地震數據為按預定采樣間隔的地震振幅；從所述地震數據中提取所述地震道的特征數據，并構建屬性特征矩陣；獲取所述屬性特征矩陣的主方向；計算所述屬性特征矩陣中表示每個地震道屬性特征的向量到所述主方向的距離，若所述距離大于既定閾值，則認為所述地震道為異常道。本發明實施例介紹的上述技術方案具有如下有益效果：從異常道的多個特點出發，通過研究地震數據的不同的屬性特征，并對這些屬性特征進行模糊聚類分析，能夠較好的識別異常道，使得異常道識別技術實現自動化、精確化、實用化。
【專利說明】一種異常道識別方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于石油勘探地震資料處理領域，特別涉及一種識別異常道的方法。
【背景技術】
[0002] 在地震采集過程中，由于地表復雜、干擾波發育、激發條件多樣化、組合接收實施 困難、組合效果欠佳、觀測系統優化設計困難等因素的影響，使得地震記錄中出現較多的異 常道。通常情況下，異常道主要有以下特點：
[0003] (1)初至前無起跳：若某道在初至達到前無起跳點，或者起跳時間的增量與該炮 起跳時間的平均增量相比具有較大差異，則可判定該道為異常道。
[0004] (2)振幅異常：振幅異常包括最大振幅異常和平均振幅異常。若某道的最大振幅 或者平均振幅與該炮的最大振幅或者平均振幅相比具有較大的誤差，則可視為異常道。
[0005] (3)極性反轉：采用相關法求取某道與標準的模型道的相關系數，若兩者的相關 性較差，則該道極可能是極性反轉道，即為異常道。
[0006] (4)主頻異常：一炮數據的所有地震道的主頻應該較接近，若某道的主頻明顯偏 離整炮的平均主頻，則該道可視為主頻異常道。
[0007] (5)方差異常：正常道的波形具有比較相似的波動性，異常道則不然。通過統計各 道的方差能反映地震道的波動情況，若某道的方差不在一個合理的范圍內，則可視為異常 道。
[0008] (6)過零點個數：正常道過零點的個數應該較為接近，若某道的過零點的個數明 顯不同，則可視為異常道。
[0009] 隨著地震儀器帶道能力的提升以及高密度地震采集技術的發展，地震勘探技術取 得長足的進步，這也直接導致了地震數據的海量化。因此，完全依靠人工進行異常道識別 已無法滿足海量地震數據質量監控和處理的客觀需求。目前，一些質量監控系統中主要采 用人工和相鄰道的能量比較相結合來識別異常道，工業界應用最廣泛的異常道識別方法是 基于相鄰道能量比較的方法。該方法的基本原理是首先求取某道的能量，然后判定該能量 值是否低到僅有鄰近道平均能量的百分之多少時，或者高到鄰近道平均能量的百分之多少 時，即認為該道為異常道。雖然該方法能夠較好地識別振幅較大的異常道，但當地震記錄中 出現連續的振幅異常、主頻異常、缺道等異常道時，識別精度大為降低。隨著地震數據的激 增，必然要求異常道識別技術實現自動化、精確化、實用化，最終能夠快速準確的識別各種 不同的地震數據體。
【發明內容】
[0010] 針對相鄰道能量比較法對連續振幅異常，主頻異常，缺道等異常道識別精度低的 不足，本發明的目的在于提供一種基于模糊聚類分析的異常道識別法，從異常道的多個特 點出發，通過提取地震數據中能量，主頻，相關系數等屬性特征，并對這些屬性特征進行模 糊聚類分析，從而完成對異常道的識別。 toon] 本發明實施例提供了一種異常道識別方法，所述方法包括：
[0012] 接收通過單次激發而產生的多個地震道的地震數據，所述地震數據為按預定采樣 間隔的地震振幅；
[0013] 從所述地震數據中提取所述地震道的特征數據，并構建屬性特征矩陣；
[0014] 獲取所述屬性特征矩陣的主方向；
[0015] 計算所述屬性特征矩陣中表示每個地震道屬性特征的向量到所述主方向的距離， 若所述距離大于既定閾值，則認為所述地震道為異常道。
[0016] 在本發明一實施例中，所述屬性特征矩陣的主方向為所述屬性特征矩陣最大特征 值所對應的特征向量。
[0017] 在本發明一實施例中，在接收多個地震道的地震數據之后包括：對所述地震數據 均衡化處理，所述均衡化處理包括地震道道內均衡處理和道間均衡處理。
[0018] 在本發明一實施例中，所述地震道特征數據包括每一個地震道的能量值，主頻，方 差，相關系數和振幅。
[0019] 可選的，在本發明一實施例中，所述每一個地震道的能量值的計算步驟包括：計算 所述地震道采樣點振幅的均方根值，計算公式可表示為： N
[0020] A=X^- ?N
[0021] 其中A為所述地震道的能量值，N為所述地震道的采樣點個數,?為第i個采樣點 的振幅值。
[0022] 可選的，在本發明一實施例中，所述每一個地震道的主頻的計算步驟包括：對所述 地震道數據進行傅里葉變換，求出所述地震道的振幅譜，所述振幅譜的最大值所對應的頻 率為主頻,所述主頻的計算公式可表示為： If
[0023] f(k) =-^*k N
[0024] 其中，f(k)為所述地震道的主頻，fs為采樣頻率，N為采樣點個數，k為振幅譜最 大值所對應的頻率采樣點。
[0025] 可選的，在本發明一實施例中，所述每一個地震道的方差的計算公式可表示為： Γ?y(a-Z)2
[0026] τ, Var=-- N
[0027] 其中，Var為所述地震道的方差，N為所述地震道的采樣點個數，％為第i個采樣 點的振幅值，I表示所述地震道的平均振幅。
[0028] 可選的，在本發明一實施例中，所述每一個地震道的相關系數Pxy的計算公式可 表示為： f i=i
【權利要求】
1. 一種異常道識別方法，其特征在于，所述方法包括： 接收通過單次激發而產生的多個地震道的地震數據，所述地震數據為按預定采樣間隔 的地震振幅； 從所述地震數據中提取所述地震道的特征數據，并構建屬性特征矩陣； 獲取所述屬性特征矩陣的主方向； 計算所述屬性特征矩陣中表示每個地震道屬性特征的向量到所述主方向的距離，若所 述距離大于既定閾值，則認為所述地震道為異常道。
2. 根據權利要求1所述的異常道識別方法，其特征在于，所述屬性特征矩陣的主方向 為所述屬性特征矩陣最大特征值所對應的特征向量。
3. 根據權利要求1所述的異常道識別方法，其特征在于，在接收多個地震道的地震數 據之后包括：對所述地震數據均衡化處理，所述均衡化處理包括地震道道內均衡處理和道 間均衡處理。
4. 根據權利要求1所述的異常道識別方法，其特征在于，所述地震道特征數據包括每 一個地震道的能量值，主頻，方差，相關系數和振幅。
5. 根據權利要求4所述的異常道識別方法，其特征在于，所述每一個地震道的能量值 的計算步驟包括：計算所述地震道采樣點振幅的均方根值，計算公式可表示為：
其中A為所述地震道的能量值，N為所述地震道的采樣點個數,?為第i個采樣點的振 幅值。
6. 根據權利要求4所述的異常道識別方法，其特征在于，所述每一個地震道的主頻的 計算步驟包括：對所述地震道數據進行傅里葉變換，求出所述地震道的振幅譜，所述振幅譜 的最大值所對應的頻率為主頻，所述主頻的計算公式可表示為：
其中，f(k)為所述地震道的主頻，fs為采樣頻率，N為采樣點個數，k為振幅譜最大值 所對應的頻率采樣點。
7. 根據權利要求4所述的異常道識別方法，其特征在于，所述每一個地震道的方差的 計算公式可表示為：
其中，Var為所述地震道的方差，N為所述地震道的采樣點個數，％為第i個采樣點的 振幅值，I表示所述地震道的平均振幅。
8. 根據權利要求4所述的異常道識別方法，其特征在于，所述每一個地震道的相關系 數Pxy的計算公式可表示為：
其中，X(i)為當前地震道第i個采樣點的振幅值，y(i)為選取的標準地震道第i個采 樣點的振幅值，N為所述當前地震道的采樣點個數。
9. 根據權利要求4所述的異常道識別方法，其特征在于，所述每一個地震道的振幅的 計算公式可表示為： K=Amax (i)-Amin (i) 其中，i是變量值采樣點，Amax(i)為所述地震道采樣點振幅的最大值，Amin(i)為所述地 震道采樣點振幅的最小值。
10. 根據權利要求1所述的異常道識別方法，其特征在于，所述計算所述屬性特征矩陣 中表示每個地震道屬性特征的向量到所述主方向的距離，包括： 對所述屬性特征矩陣去均值，均一化； 計算表示每一個地震道屬性特征的向量到屬性特征矩陣最大特征值對應的特征向量 的距離，所述距離即為表示每個地震道屬性特征的向量到所述主方向的距離。
【文檔編號】G06F19/00GK104316963SQ201410562327
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月21日 優先權日:2014年10月21日
【發明者】王萬里, 楊午陽, 高建虎, 魏新建, 何欣, 祿娟, 陳德武, 楊慶, 鄢高韓, 李琳, 李三家 申請人:中國石油天然氣股份有限公司