一种石油地球物理勘探中炮集异常道快速检测方法及系统

技术领域

本发明涉及石油地球物理勘探技术领域，具体涉及一种石油地球物理勘探中炮集异常道快速检测方法及系统。

背景技术

在石油地球物理勘探中，一个激发炮点形成激发信号，若干个采集节点接收信号，最后把接收到的信号，按照地理位置形成每炮一个炮集文件；在炮集文件中，同一条线上的接收点，由于位置的远近，不同接收点的初至时间，呈现出线性的关系，也就是时间上的差值近似一个直线。

目前，在野外发生设备异常的时候会出现数据异常道，并混叠在正常的炮集文件中，若把这个异常提取出来，有利于数据质量的检查；现有的做法是依靠初至时间进行判断，但初至时间的检查一直是行业的难题，且初至时间的检查不准确会导致数据的判断不正确；因此，需要设计一种石油地球物理勘探中炮集异常道快速检测方法及系统。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，为更好的有效解决采用初至时间检测不准确从而导致数据判断不正确的问题，提供了一种石油地球物理勘探中炮集异常道快速检测方法及系统，其实现了具有采用相关法检测炮集文件中异常道的功能，且整个过程计算较为简单，同时采用快速傅里叶变换完成序列的相关能做到高效，具有方法科学合理、适用性强和效果佳等优点。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种石油地球物理勘探中炮集异常道快速检测方法及系统，包括以下步骤，

步骤(A)，采集炮集文件中的样本数据并读取，再用不同线号进行分组，接着对组内的样本数据按照点号进行排序；

步骤(B)，分别对每个组内相邻点号上的信号做相关，直到该组内的数据全部做完；

步骤(C)，分别计算每个组内相关结果最大值出现的位置，得到第一相关结果序列；

步骤(D)，对第一相关结果序列做中值滤波，并与第一相关结果做差值，得到第二相关结果序列；

步骤(E)，设定阀值并与第二相关结果序列进行比较，若序列值大于阀值，则该点为异常道；

步骤(F)，统计所有异常道，输出异常结果。

前述的一种石油地球物理勘探中炮集异常道快速检测方法，步骤(A)，采集炮集文件中的样本数据并读取，再用不同线号进行分组，接着对组内的样本数据按照点号进行排序，具体步骤如下，

步骤(A1)，采集炮集文件中的样本数据并读取，其中样本数据中的每个道数据包括道头数据和采样数据，所述道头数据由240个字节组成，且每个道头数据中含有该道的线号和点号字段；

步骤(A2)，用不同线号进行分组，具体是选择一个道，再读取它的线号，接着以线号为Key键找到Value值，再添加该道数据，其中Value值为同一线号的道数据的List列表；

步骤(A3)，对组内的样本数据按照点号进行排序，具体是遍历Hash表，再将每一个道数据的List列表按照道点号从小到大进行排序。

前述的一种石油地球物理勘探中炮集异常道快速检测方法，步骤(B)，分别对每个组内相邻点号上的信号做相关，直到该组内的数据全部做完，具体步骤如下，

步骤(B1)，对每一个组的道数据，从第二个开始，将每一个与前一个做信号相关，如公式(1)所示，

其中，x(n)和y(n)是两个信号，其中信号为两个道采样数据；

步骤(B2)，将x(n)和y(n)两个信号中的一个信号做平移，再做内积运算，接着将每个l对应着一个r

步骤(B3)，若该组有m个道集，则形成m-1个相关序列。

前述的一种石油地球物理勘探中炮集异常道快速检测方法，步骤(C)，分别计算每个组内相关结果最大值出现的位置，得到第一相关结果序列，具体步骤如下，

步骤(C1)，对步骤(B)计算出的每一组的每一个相关序列值进行比较，查找出相关序列值的最大值及出现的位置L，其中位置L为第几个值是最大值；

步骤(C2)，若该组含有m个道集，则形成m-1个最大值的位置，得到第一相关结果序列。

前述的一种石油地球物理勘探中炮集异常道快速检测方法，步骤(D)，对第一相关结果序列做中值滤波，并与第一相关结果做差值，得到第二相关结果序列，具体步骤如下，

步骤(D1)，对第一相关结果序列做中值滤波，如公式(2)所示，

y(i)＝Med[x(i-N),…,x(i),…,x(i+N)](2)

其中，Med为对信号x(i)上长度2N+1个点进行排序并取中间位置的值，y(i)为中值滤波结果；

步骤(D2)，将中值滤波结果y(i)与第一相关结果做差值，得到第二相关结果序列，其中具体是用第一相关结果减去中值滤波结果y(i)。

前述的一种石油地球物理勘探中炮集异常道快速检测方法，步骤(E)，设定阀值并与第二相关结果序列进行比较，若序列值大于阀值，则该点为异常道，具体是将每个组的第二相关结果逐点与阀值进行比较，若i大于阀值，则是第i+1个道集出现了异常。

一种石油地球物理勘探中炮集异常道快速检测系统，包括分组处理模块、相关处理模块、最大值计算模块、中值滤波模块、异常道判断模块和异常道输出模块，所述分组处理模块用于采集炮集文件中的样本数据并读取，再用不同线号进行分组，接着对组内的样本数据按照点号进行排序；所述相关处理模块用于分别对每个组内相邻点号上的信号做相关，直到该组内的数据全部做完；所述最大值计算模块用于分别计算每个组内相关结果最大值出现的位置，得到第一相关结果序列；所述中值滤波模块用于对第一相关结果序列做中值滤波，并与第一相关结果做差值，得到第二相关结果序列；所述异常道判断模块用于设定阀值并与第二相关结果序列进行比较，若序列值大于阀值，则该点为异常道；所述异常道输出模块用于统计所有异常道，并输出异常结果。

本发明的有益效果是：本发明的一种石油地球物理勘探中炮集异常道快速检测方法及系统，首先采集炮集文件中的样本数据并读取，再用不同线号进行分组，接着对组内的样本数据按照点号进行排序，再分别对每个组内相邻点号上的信号做相关，随后分别计算每个组内相关结果最大值出现的位置并得到第一相关结果序列，然后对第一相关结果序列做中值滤波并与第一相关结果做差值，得到第二相关结果序列，最后设定阀值并与第二相关结果序列进行比较，若序列值大于阀值，则该点为异常道，再统计所有异常道并输出异常结果，本发明实现了具有采用相关法检测炮集文件中异常道的功能，且整个过程计算较为简单，同时采用快速傅里叶变换完成序列的相关能做到高效，具有方法科学合理、适用性强和效果佳等优点。

附图说明

图1是本发明的一种石油地球物理勘探中炮集异常道快速检测方法及系统的流程图；

图2是本发明的炮集文件示意图；

图3是本发明的炮集中异常数据示意图；

图4是本发明的震源发出信号示意图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明的一种石油地球物理勘探中炮集异常道快速检测方法及系统，包括以下步骤，

步骤(A)，采集炮集文件中的样本数据并读取，再用不同线号进行分组，接着对组内的样本数据按照点号进行排序，具体步骤如下，

其中，如图2所示，炮集文件中顶端的一个波形时间为初至时间，同一条线上的初至时间呈现线性。

步骤(A1)，采集炮集文件中的样本数据并读取，其中样本数据中的每个道数据包括道头数据和采样数据，所述道头数据由240个字节组成，且每个道头数据中含有该道的线号和点号字段；

步骤(A2)，用不同线号进行分组，具体是选择一个道，再读取它的线号，接着以线号为Key键找到Value值，再添加该道数据，其中Value值为同一线号的道数据的List列表；

步骤(A3)，对组内的样本数据按照点号进行排序，具体是遍历Hash表，再将每一个道数据的List列表按照道点号从小到大进行排序；

步骤(B)，分别对每个组内相邻点号上的信号做相关，直到该组内的数据全部做完，具体步骤如下，

步骤(B1)，对每一个组的道数据，从第二个开始，将每一个与前一个做信号相关，如公式(1)所示，

其中，x(n)和y(n)是两个信号，其中信号为两个道采样数据；

步骤(B2)，将x(n)和y(n)两个信号中的一个信号做平移，再做内积运算，接着将每个l对应着一个r

步骤(B3)，若该组有m个道集，则形成m-1个相关序列；

步骤(C)，分别计算每个组内相关结果最大值出现的位置，得到第一相关结果序列，具体步骤如下，

步骤(C1)，对步骤(B)计算出的每一组的每一个相关序列值进行比较，查找出相关序列值的最大值及出现的位置L，其中位置L为第几个值是最大值；

步骤(C2)，若该组含有m个道集，则形成m-1个最大值的位置，得到第一相关结果序列；

步骤(D)，对第一相关结果序列做中值滤波，并与第一相关结果做差值，得到第二相关结果序列，具体步骤如下，

其中，相同线号上不同点号之间的距离基本相等，因此同一炮到达的初至时间一致，反映在相关序列上，最大值出现的位置基本都一样；异常值相当于此最大值位置序列的噪声，中值滤波是相对比较好去除噪声的方法。

步骤(D1)，对第一相关结果序列做中值滤波，如公式(2)所示，

y(i)＝Med[x(i-N),…,x(i),…,x(i+N)](2)

其中，Med为对信号x(i)上长度2N+1个点进行排序并取中间位置的值，y(i)为中值滤波结果；

步骤(D2)，将中值滤波结果y(i)与第一相关结果做差值，得到第二相关结果序列，其中具体是用第一相关结果减去中值滤波结果y(i)；

如图3所示，步骤(E)，设定阀值并与第二相关结果序列进行比较，若序列值大于阀值，则该点为异常道，具体是将每个组的第二相关结果逐点与阀值进行比较，若i大于阀值，则是第i+1个道集出现了异常；

步骤(F)，统计所有异常道，输出异常结果。

一种石油地球物理勘探中炮集异常道快速检测系统，包括分组处理模块、相关处理模块、最大值计算模块、中值滤波模块、异常道判断模块和异常道输出模块，所述分组处理模块用于采集炮集文件中的样本数据并读取，再用不同线号进行分组，接着对组内的样本数据按照点号进行排序；

所述相关处理模块用于分别对每个组内相邻点号上的信号做相关，直到该组内的数据全部做完；

所述最大值计算模块用于分别计算每个组内相关结果最大值出现的位置，得到第一相关结果序列；

所述中值滤波模块用于对第一相关结果序列做中值滤波，并与第一相关结果做差值，得到第二相关结果序列；

所述异常道判断模块用于设定阀值并与第二相关结果序列进行比较，若序列值大于阀值，则该点为异常道；

所述异常道输出模块用于统计所有异常道，并输出异常结果。

综上所述，本发明的一种石油地球物理勘探中炮集异常道快速检测方法及系统，主要原理是根据同一炮点产生的激发波形是一致的，虽然被不同的接收点接收会有所改变，但整体上是相似的，临近接收点不大于20米的相似度很高，因此可以做临近点的相关；相同距离上相关结果的时间差异基本上是一致的，因此一个线上的接收点临近接收点信号的相关近似相同。异常信号的出现，要么信号上不相关，要么相关结果时间上相差比较大，采用这个特性就可以检测出异常节点的数据。如图4所示，震源发出的信号到达节点1和节点2，可以视为经过了一个延时器1和延时器2，另外有一个变形器1和变形器2，对于相邻的节点，地址构造相似，因此变形器1和变形器2基本上相等的，所以对于采集节点1和采集节点2的信号还有很大的相似性，可以用相关检测来处理；

首先采集炮集文件中的样本数据并读取，再用不同线号进行分组，接着对组内的样本数据按照点号进行排序，再分别对每个组内相邻点号上的信号做相关，随后分别计算每个组内相关结果最大值出现的位置并得到第一相关结果序列，然后对第一相关结果序列做中值滤波并与第一相关结果做差值，得到第二相关结果序列，最后设定阀值并与第二相关结果序列进行比较，若序列值大于阀值，则该点为异常道，再统计所有异常道并输出异常结果，本发明实现了具有采用相关法检测炮集文件中异常道的功能。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。