一种拾取炸药震源地震数据初至时间起跳点的方法及系统

技术领域

本发明涉及地震资料处理的初至拾取技术领域，尤指一种拾取炸药震源地震数据初至时间起跳点的方法及系统。

背景技术

随着油田勘探开发的不断深入，大规模的构造型油藏已经被发现，为了发现更为隐蔽的油气藏，更加精确的地震成像成为目前地震勘探技术发展的主要方向。

在提高地震资料成像的处理技术中，静校正和叠前深度偏移速度建模技术是非常关键的两项技术。静校正量可以通过多种静校正方法获得：

如，高程静校正是最简单的计算静校正量的方法，但由于其未考虑表层低降速带厚度速度变化，精确程度较低；

野外模型静校正是利用近地表表层调查数据得到近地表低降速带模型，可以较好的恢复近地表速度模型，但由于表层调查点密度较为稀疏，其精度受到较大限制；

利用单炮初至反演近地表的速度、厚度模型、计算静校正量的方法，由于炮点密度远远大于近地表调查点密度，其建立的浅表层速度模型更加准确，利用该速度模型计算的静校正量精度更高，叠加成像效果更好。而在叠前深度偏移速度建模中，浅表层速度模型的精度至关重要，常规通过速度拾取得到浅层速度模型的方式不仅耗时耗力，且由于地震资料浅层覆盖次数低、信噪比低，难以求取相对准确的浅表层速度，而利用单炮初至反演得到的近地表的速度模型精度更高，在速度建模过程中通过嵌入浅表层速度模型来确立更为准确的浅表层速度场，提高了速度模型的精确程度，对叠前深度偏移成像精度的提高有着重要的作用。

地震资料单炮初至拾取在地震资料处理中是必不可少的环节，初至拾取的精度和效率决定了近地表速度模型和静校正的计算精度，也影响着地震资料的处理周期。目前常用的初至拾取算法有相关法、能量比法、分形分维法、人工神经网络法和基于图像处理的方法等。

地震资料单炮初至拾取是进行初至波层析反演的基础。对于常规的初至拾取，由于初至波的波峰振幅强度大，稳定性好，易于辨认，因此在初至拾取时往往是对初至的波峰位置进行拾取。对于可控震源的数据来说，由于其地震资料是由震源信号与接收信号相关获得，因此信号是零相位子波，其数据中的初至波波峰位置可以认为是初至时间；而对于炸药震源的数据，由于其震源特性，获得的地震子波为最小相位的，其波峰起跳位置与真实的初至时间有一定的差异，因此在初至时间拾取时，拾取波峰位置是不能准确代表初至达到时间。初至时间的准确拾取是保证精确反演近地表速度建模的必备条件，且进一步影响静校正量的计算精度以及后续深度偏移速度模型的精度。作为整个地震资料数据处理的起始过程，准确拾取初至时间的意义重大。

通过对实际地震记录中的地震子波进行研究分析，发现了炸药震源的地震子波起跳点位置与理论上的初至时间是吻合的，因此，可以考虑以地震子波起跳点作为炸药震源数据的初至时间。但是由于受环境噪音等各种噪音的影响，起跳点位置处的波形特征不易识别，直接拾取会大大降低拾取精度和工作效率，因此在拾取初至时大多拾取波峰位置。目前，还缺乏考虑炸药震源数据的起跳点拾取方法，这对于获得高精度的初至波层析反演数据是不利的，同时也进一步的影响了后续高精度地震剖面的获得。

因此，亟需一种可以准确拾取炸药震源地震数据初至时间起跳点的技术方案。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种拾取炸药震源地震数据初至时间起跳点的方法及系统，结合实际情况中炸药震源激发产生最小相位子波波峰位置偏离初至时间的影响，利用起跳点位置代替波峰位置作为初至时间，可以准确拾取炸药震源地震数据初至时间起跳点，对后续的静校正处理以及叠前深度偏移的近地表速度模型建立提供更为有效的数据支持。

在本发明一实施例中，提出了一种拾取炸药震源地震数据初至时间起跳点的方法，该方法包括：

获取地震资料；

根据所述地震资料，拾取炸药震源地震数据初至波峰位置；

根据所述炸药震源地震数据初至波峰位置，截取一段地震记录，根据截取的所述地震记录重新定义波峰初至时刻，得到实际地震数据中的波峰初至时刻t

根据截取的所述地震记录，对相应的子波进行拟合，得到与所述子波近似的正弦波，并确定所述正弦波的波峰位置；

在拟合得到的所述正弦波中确定第一个零值的时刻，作为波形起跳点的位置；

根据所述波形起跳点的位置对应的时刻以及所述正弦波的波峰位置对应的时刻，得到波峰时刻与起跳时刻的时差Δt；

根据所述实际地震数据中的波峰初至时刻t

在本发明另一实施例中，还提出了一种拾取炸药震源地震数据初至时间起跳点的系统，该系统包括：

地震资料获取模块，用于获取地震资料；

初至波峰位置拾取模块，用于根据所述地震资料，拾取炸药震源地震数据初至波峰位置；

波峰初至时刻计算模块，用于根据所述炸药震源地震数据初至波峰位置，截取一段地震记录，根据截取的所述地震记录重新定义波峰初至时刻，得到实际地震数据中的波峰初至时刻t

正弦波拟合模块，用于根据截取的所述地震记录，对相应的子波进行拟合，得到与所述子波近似的正弦波，并确定所述正弦波的波峰位置；

起跳点位置获取模块，用于在拟合得到的所述正弦波中确定第一个零值的时刻，作为波形起跳点的位置；

时差计算模块，用于根据所述波形起跳点的位置对应的时刻以及所述正弦波的波峰位置对应的时刻，得到波峰时刻与起跳时刻的时差Δt；

初值起跳点时刻计算模块，用于根据所述实际地震数据中的波峰初至时刻t

在本发明另一实施例中，还提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现拾取炸药震源地震数据初至时间起跳点的方法。

在本发明另一实施例中，还提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现拾取炸药震源地震数据初至时间起跳点的方法。

本发明提出的拾取炸药震源地震数据初至时间起跳点的方法及系统，可以结合实际情况中炸药震源激发产生最小相位子波波峰位置偏离初至时间的影响，利用起跳点位置代替波峰位置作为初至时间，准确拾取炸药震源地震数据初至时间起跳点，使初至时间更为准确，对后续的静校正处理以及叠前深度偏移的近地表速度模型建立提供更为有效的数据支持。

附图说明

图1是本发明一实施例的拾取炸药震源地震数据初至时间起跳点的方法流程示意图。

图2是本发明一实施例的获取实际地震数据中的波峰初至时刻的方法流程示意图。

图3是本发明一实施例的拾取炸药震源地震数据初至时间起跳点的系统架构示意图。

图4是本发明一实施例的计算机设备结构示意图。

图5是本发明一具体实施例的波峰初至时间拾取示意图。

图6是本发明一具体实施例的单道中波峰初至时间附近确定的子波形态示意图。

图7是本发明一具体实施例的拟合得到与子波形态一致的正弦波形示意图。

图8是本发明一具体实施例的标记出起跳点位置的正弦波示意图。

图9是本发明一具体实施例的单道记录中的起跳点初至位置示意图。

图10A是本发明一具体实施例的波峰初至时间层析静校正的共炮检距剖面示意图。

图10B是本发明一具体实施例的起跳点初至时间层析静校正的共炮检距剖面示意图。

图11A是本发明一具体实施例的嵌入波峰初至层析近地表速度模型的偏移剖面示意图。

图11B是本发明一具体实施例的起跳点初至层析近地表模型的偏移剖面示意图。

具体实施方式

下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本领域技术人员知道，本发明的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。

首先，需要说明的术语有：

初至拾取：初至波为地震记录中最先到达接收点出的地震波信息，初至拾取是获得地震波初至的一种手段。对于炸药震源来说，其子波类型为最小相位子波，它的特性是能量集中在波形的前部，但是有一个从弱逐渐到强的过程。初至波决定着地震波在地下介质中的传播时间，进一步反应了地震波经过的介质的速度。对于最小相位子波，其能量最大的位置并不能代表地震波最先到达检波点的时间。拾取炸药震源的地震记录初至时间时，应该选择能够代表地震波最先到达检波点时间的起跳点位置作为初至点。

初至波层析：初至波层析是使用初至波作为输入的观测数据，通过模型正演，得到理论模型下的计算数据。通过修改理论模型逐步减小计算数据与观测数据的差。当计算数据与观测数据的差达到足够小的误差范围内时，则可认为理论模型与真实地下模型是一致的。

根据本发明的实施方式，提出了一种拾取炸药震源地震数据初至时间起跳点的方法及系统，该方法及系统在原有拾取波峰初至的基础上，将初至重新定义到更为合理的起跳点位置，进而提高初至时间的准确程度，为初至波层析提供更准确的初至时间数据，从而更准确的建立地表速度模型，进一步的提高静校正的质量以及后续偏移的浅表层速度模型质量，为地下精确成像提供有利的技术支撑。

下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。

图1是本发明一实施例的拾取炸药震源地震数据初至时间起跳点的方法流程示意图。如图1所示，该方法包括：

步骤S101，获取地震资料。

其中，地震资料可以是炸药震源原始单炮记录。

步骤S102，根据所述地震资料(即，炸药震源原始单炮记录)，拾取炸药震源地震数据初至波峰位置。在本步骤的基础上，继续进行后续的起跳点时刻计算过程。

步骤S103，根据所述炸药震源地震数据初至波峰位置，截取一段地震记录，该地震记录作为计算起跳点时刻的基础，根据截取的所述地震记录重新定义波峰初至时刻，得到实际地震数据中的波峰初至时刻t

本步骤的具体过程参考图2所示，包括：

步骤S1031，以所述炸药震源地震数据初至波峰位置的时刻为起始，向时间减少方向进行搜索并判断得到子波的负振幅位置，进一步得到向时间减少方向搜索过程中，距离所述炸药震源地震数据初至波峰位置对应的波峰时刻最近的振幅小于0的时刻t

时刻t

步骤S1032，以时刻t

时刻t

步骤S1033，以所述炸药震源地震数据初至波峰位置的时刻为起始，向时间增加方向进行搜索并判断得到子波的终止位置，进一步得到向时间增加方向搜索过程中，距离所述炸药震源地震数据初至波峰位置对应的波峰时刻最近的振幅大于0的时刻t

时刻t

步骤S1034，根据时刻t

步骤S1035，根据截取的所述当前地震道上的子波，重新定义波峰初至时刻，得到实际地震数据中的波峰初至时刻t

t

其中，t

在完成步骤S103之后，进一步需要根据截取的地震记录，计算波形起跳点的位置对应的时刻t

步骤S104，根据截取的所述地震记录，对相应的子波进行拟合，得到与所述子波近似的正弦波，并确定所述正弦波的波峰位置。其中，

根据截取的所述地震记录，基于采样点振幅值对子波进行拟合，得到一个近似的正弦波：

其中，A

步骤S105，在拟合得到的所述正弦波中确定第一个零值的时刻，作为波形起跳点的位置。

具体过程为：根据拟合得到的所述正弦波，选取第一个振幅值为零值的情况：

得到正弦波中第一个零值的时刻t

步骤S106，根据所述波形起跳点的位置对应的时刻t

波峰时刻与起跳时刻的时差Δt是利用以下公式计算得到：

Δt＝t'

其中，t'

步骤S107，根据所述实际地震数据中的波峰初至时刻t

在一具体实施例中，为准确获取初始起跳点时刻，在执行完步骤S106之后，可以对多个波峰时刻与起跳时刻的时差Δt进行平滑，得到平滑处理后的

平滑处理的公式如下：

其中，

具体的，时窗范围可以由操作人员给定，并选用合适的平滑公式进行平滑处理；根据所述地震资料中的初至时间，如果初至资料较好，例如，初至较为明显的资料，则可以选择局部选择中值滤波处理，即式(2)；如果初至资料较差，例如，资料中的初至时间跳动不稳定，则可以选择线性平滑处理，即式(1)。

结合步骤S107，可以利用以下公式计算得到初至起跳点时刻：

其中，t

利用上述方法拾取炸药震源地震数据初至时间起跳点时，考虑到了实际情况中炸药震源激发产生最小相位子波波峰位置偏离初至时间的影响，从而改用起跳点位置代替波峰位置作为初至时间，解决了原有的炸药震源初至时间拾取与真实初至时间有差异的问题，使初至时间更为准确；该方法易于计算机自动化实现，对于以炸药震源激发的地震资料有很好的效果，为后续的静校正以及进一步的叠前深度偏移等工作提供了良好的保证。

需要说明的是，尽管在上述实施例及附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

在介绍了本发明示例性实施方式的方法之后，接下来，参考图3对本发明示例性实施方式的拾取炸药震源地震数据初至时间起跳点的系统进行介绍。

拾取炸药震源地震数据初至时间起跳点的系统的实施可以参见上述方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的术语“模块”或者“单元”，可以是实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

基于同一发明构思，本发明还提出了一种拾取炸药震源地震数据初至时间起跳点的系统，如图3所示，该系统包括：

地震资料获取模块310，用于获取地震资料；

初至波峰位置拾取模块320，用于根据所述地震资料，拾取炸药震源地震数据初至波峰位置；

波峰初至时刻计算模块330，用于根据所述炸药震源地震数据初至波峰位置，截取一段地震记录，根据截取的所述地震记录重新定义波峰初至时刻，得到实际地震数据中的波峰初至时刻t

正弦波拟合模块340，用于根据截取的所述地震记录，对相应的子波进行拟合，得到与所述子波近似的正弦波，并确定所述正弦波的波峰位置；

起跳点位置获取模块350，用于在拟合得到的所述正弦波中确定第一个零值的时刻，作为波形起跳点的位置；

时差计算模块360，用于根据所述波形起跳点的位置对应的时刻以及所述正弦波的波峰位置对应的时刻，得到波峰时刻与起跳时刻的时差Δt；

初值起跳点时刻计算模块370，用于根据所述实际地震数据中的波峰初至时刻t

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了拾取炸药震源地震数据初至时间起跳点的系统的若干模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多模块的特征和功能可以在一个模块中具体化。反之，上文描述的一个模块的特征和功能可以进一步划分为由多个模块来具体化。

基于前述发明构思，如图4所示，本发明还提出了一种计算机设备400，包括存储器410、处理器420及存储在存储器410上并可在处理器420上运行的计算机程序430，所述处理器420执行所述计算机程序430时实现前述拾取炸药震源地震数据初至时间起跳点的方法。

基于前述发明构思，本发明还提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现拾取炸药震源地震数据初至时间起跳点的方法。

为了对上述拾取炸药震源地震数据初至时间起跳点的方法、系统、计算机设备及计算机可读存储介质进行更为清楚的解释，下面结合一个具体的实施例来进行说明，然而值得注意的是该实施例仅是为了更好地说明本发明，并不构成对本发明不当的限定。

以塔里木盆地的某区域为例，采集该区域实际炸药震源激发的地震记录(炸药震源原始单炮记录)，运用本发明图1所示的方法对拾取的波峰初至进行调整，使初至时间变为起跳点初至。

具体流程如下：

步骤S1，首先，根据炸药震源原始单炮记录，如进行波峰初至时间的拾取，图5所示是波峰初至时间拾取示意图。

步骤S2，在单道记录中，根据波峰初至附近采样点的采样点值情况，截取一段包含能够代表该段处波形特征的记录，如图6所示，是本具体实施例的单道中波峰初至时间附近确定的子波形态示意图。

步骤S3，如图7所示，通过对子波701的采样点进行拟合，得到一个主频与地震子波相近的正弦波702，该正弦波形与子波形态一致。

步骤S4，基于图7拟合得到的正弦波形，得到第一个0点的位置即为起跳点的位置，该起跳点的位置如图8中的标记“×”所示。；

步骤S5，在单道中根据起跳点位置与波峰位置的时间差计算平移所需的时间，并根据多道的时间差对整体进行平滑处理，防止出现异常起跳点的出现。

步骤S6，根据计算得到的每一道时差，对单道中的波峰初至位置进行平移，得到单道记录中的起跳点初至位置，如图9所示，标记线901标示出了起跳点初至位置。

更进一步的，步骤S7，使用计算得到的起跳点初至进行初至波层析反演，得到静校正量，对地震数据进行静校正；如图10A所示，为波峰初至时间层析静校正的共炮检距剖面示意图；如图10B所示，为起跳点初至时间层析静校正的共炮检距剖面示意图。

步骤S8，将近地表速度模型嵌入整体的偏移速度模型并进行叠前深度偏移；如图11A所示，为嵌入波峰初至层析近地表速度模型的偏移剖面示意图；如图11B所示，为起跳点初至层析近地表模型的偏移剖面示意图。

通过上述步骤S7及步骤S8分别得到的共炮检距剖面及偏移剖面示意图来看，由于本发明改用起跳点位置代替波峰位置作为初至时间，解决了原有的炸药震源初至时间拾取与真实初至时间有差异的问题，使初至时间更准确，建立的地表速度模型也更准确，为后续的静校正以及进一步的叠前深度偏移等工作提供了良好的保证，提高了静校正的质量以及后续偏移的浅表层速度模型质量。

利用上述方法，在塔里木盆地探区进行推广应用，共完成总工区面积约5000平方公里的炸药震源起跳点初至时间拾取，为浅表层速度模型的建立提供了更为准确的初至信息，对后续的静校正处理以及叠前深度偏移的近地表速度模型建立提供了更为有效的数据，为地下精确成像提供有利的技术支撑。

本发明提出的拾取炸药震源地震数据初至时间起跳点的方法及系统，可以结合实际情况中炸药震源激发产生最小相位子波波峰位置偏离初至时间的影响，利用起跳点位置代替波峰位置作为初至时间，准确拾取炸药震源地震数据初至时间起跳点，使初至时间更为准确，对后续的静校正处理以及叠前深度偏移的近地表速度模型建立提供更为有效的数据支持。

虽然已经参考若干具体实施方式描述了本发明的精神和原理，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。