專利名稱：基于樣條擬合的真三維地震數據噪聲壓制方法
技術領域：
本發明涉及石油地震勘探，屬于地震勘探資料處理與解釋領域，具體地說，涉及一種針對復雜山地低信噪比資料中的噪聲進行壓制的基于樣條擬合的真三維地震數據噪聲壓制方法。
背景技術：
復雜山地地震資料噪聲來源十分復雜，噪聲對有效波有較強的干擾，尤其是無處不在的隨機干擾，導致地震資料的信噪比低，嚴重影響了地震數據的分析、處理。而在地震資料處理中，信噪比和分辨率問題又一直是關注的焦點，這兩者具有相輔相成、互為依賴的 特點，提高地震資料的信噪比是提高地震勘探數據處理質量的ー個關鍵步驟，而提高分辨率在很大程度上又受到地震數據信噪比的限制，所以人們追求ー種在不損害信號分辨率的前提下提高資料的信噪比的新技術。隨著地震勘探技術的發展，三維地震資料采集在地震勘探中所占的比例逐漸增大。但是，目前對于三維數據的擬合方法大多是在ニ維上進行處理的，對于三維疊后數據體來說，ニ維擬合的方法只能在縱測線方向或者是橫測線方向單獨進行處理，而并不能對地震資料數據實現整體的擬合。這樣往往會產生ー些問題當在地震資料的ー個方向上進行擬合時，可以使該方向的同相軸更加平滑，但是可能會引起垂直于該方向的疊加剖面產生突跳現象，也就是某些地震道的能量會突然上移或者下移，形成ー個垂直的斷點，這樣就影響了剖面的效果。因此，基于上面提到的ニ維擬合產生的問題，以及三維地震資料在地震勘探中的普遍使用，對三維地震資料進行真三維處理，是有效利用三維資料采集的信息來獲得更好地質成果的根本途徑，同時也是三維采集對數據處理的要求。

發明內容
本發明的一方面在于提供了針對三維地震進行真三維處理的樣條擬合技術，該技術不但能夠提高同相軸的連續性，而且有效地解決了傳統ニ維擬合后疊加剖面可能產生突跳現象的缺陷，提高了疊加剖面的質量。本發明的另一方面在于提供了ー種新的三維數據窗ロ的掃描方法，從而有效地確定三維數據體中同相軸的擬合多項式的系數。本發明的另一方面在于提供了一種基于能量加權法的技術來處理窗口重疊部隊發的三維數據的方法。根據本發明的多方面，提供了一種基于樣條擬合的真三維地震數據噪聲壓制方法，所述方法包括(I)對三維疊加數據體以窗ロ處理方式進行相位時間多項式的擬合處理；(2)在窗口內，利用正交多項式擬合縱橫測線方向上各道的均方根振幅；(3)把窗口內縱橫測線方向上的數據沿同相軸走向進行疊加，疊加后的結果再歸ー化得到擬合信號的期望波形；(4)將期望波形乘以各道擬合的均方根振幅，并放到計算出的相位時間位置上，從而得到了ー個窗口內模擬的地震剖面；(5)把窗ロ按縱橫測線方向和時間方向同時移動半個窗ロ步長，并重復步驟(I)至步驟(4) ；(6)利用能量加權法對窗ロ的重疊部分的地震數據進行處理；(7)確定是否完成似合，如果沒有完成擬合，則重復步驟(5)至步驟(6)的操作，如果完成擬合，則進行步驟(8) ；(8)對擬合后的疊加數據進行混波處理。根據本發明的基于樣條擬合的真三維地震數據噪聲壓制方法能夠有效地壓制實際地震資料中的噪聲，并使有效信號更加 突出，很好地保持實際地震記錄所反映的地層信息和地質特征，提供了信噪比高的疊加剖面。根據本發明的基于樣條擬合的真三維地震數據噪聲壓制方法不但能夠提高同相軸的連續性，還有效地解決了傳統ニ維擬合后疊加剖面產生突跳現象的缺陷，提高了疊加剖面的質量。尤其是對山地資料中信噪比較低的地震數據，根據本發明的基于樣條擬合的真三維地震數據噪聲壓制方法的去噪效果較好，保真度更高。


從以下結合附圖對本發明的示例性實施例進行的描述中，本發明的這些和/或其它方面及優點將會變得清楚，并且更易于理解，其中圖I是示出根據本發明的基于樣條擬合的真三維地震數據噪聲壓制方法的流程圖；圖2是在圖I所示的方法中多道互相關系數掃描范圍選取示圖；圖3A是根據實施例的某地區三維疊后原始資料中橫測線方向(CrossLine線)上的疊加剖面；圖3B是根據實施例的在某地區三維疊后原始資料的縱測線方向(InLine線)上做了常規ニ維擬合后橫測線方向上的疊加剖面；圖3C是根據實施例的對某地區三維疊后原始資料做了根據本發明的真三維擬合后橫測線方向上的疊加剖面；圖4A是根據另ー實施例的某地區三維疊后原始資料中縱測線方向上的疊加剖面；圖4B是根據另ー實施例的對某地區三維疊后原始資料做了根據本發明的真三維擬合后縱測線方向上的疊加剖面；圖4C是根據另ー實施例的在某地區三維疊后原始資料中橫測線方向上的疊加剖面；圖4D是根據另ー實施例的對某地區三維疊后原始資料做了根據本發明的真三維擬合后橫測線方向上的疊加剖面。
具體實施例方式以下，參照附圖來詳細描述示例性實施例以使本領域的普通技術人員更易于理解。目前聲明于此的發明的示例性實施例實際上可包含各種形式，并不局限于顯示和描述于此的示例。為了清晰，對公知的結構和功能的描述可被省略，并且在整個描述中，相同的標號表示相同的元件。多項式擬合技術在提高信噪比的同時基本上不降低地震資料的分辨率，即信號的高頻成分盡可能不受損失，也能保持各道的相對振幅，所以此方法在ニ維地震資料的處理上得到廣泛的應用。本發明提出一種基于樣條擬合的真三維地震數據噪聲壓制方法，該方法基于地震道數據具有橫向相干性的原理，用波形相似性準則假設地震記錄相位時間橫向變化可用一個二次多項式表示，沿著相位時間變化的各道振幅變化也可用一個待定系數多項式表示，通過多項式擬合求出地震信號相位時間，標準波形和振幅加權系數，然后將它們組合成擬合地震道，擬合地震道與原始道混波后得到最終信噪比、分辨率及保真度較高的地震數據。圖I是示出根據本發明的基于樣條擬合的真三維地震數據噪聲壓制方法的流程圖。參照圖1，在步驟101，對三維疊加數據體以窗ロ處理方式進行相位時間多項式的擬合處理。在步驟102，在窗口內，利用正交多項式擬合縱橫測線方向上各道的均方根振幅。
在步驟103，把窗口內縱橫測線方向上的數據沿同相軸走向進行疊加，疊加后的結果再歸一化得到擬合信號的期望波形。在步驟104，將期望波形乘以各道擬合的均方根振幅，并放到計算出的相位時間位置上，從而得到了 ー個窗口內模擬的地震剖面。在步驟105，把窗ロ按縱橫測線方向和時間方向同時移動半個窗ロ步長，并重復步驟 101 至 104。在步驟106，利用能量加權法對窗ロ的重疊部分的地震數據進行處理。在步驟107，確定是否完成似合。如果沒有完成擬合，則重復步驟105至步驟106的操作，如果完成擬合，則可得到噪聲壓制后的三維擬合疊后數據，并進入步驟108。在步驟108，對擬合后的疊加數據進行混波處理，最終得到信噪比、分辨率及保真度較高的地震數據。以下將詳細描述根據本發明的基于樣條擬合的真三維地震數據噪聲壓制方法的各步驟。現在對圖I的步驟101 (即，對三維疊加數據體以窗ロ處理方式進行相位時間多項式的擬合處理)進行詳細描述。在三維疊后地震資料上任取ー個區域，對該區域按照時間軸劃分一系列的窗ロ。設某ー窗ロ W內橫測線方向有2N+1個地震道，縱測線方向有2M+1個地震道，對該窗ロ在xy方向即縱橫測線方向建立離散坐標系如下等式(I)D= {(X, y) I X e [-M, M], y e [-N, N] ；x, y e Z} ·(I)在窗ロ W內，可用ニ元三次多項式來表示地震信號的到達時間(或窗ロ的中點時間)，如下等式(2):T(x, y) = a00+a10x+a11y+a20x2+a21xy+a22y2+a30x3+a31x"y+a32xy2+a33y3 (2)其中，x、y為某一道位置的相對道序號，Bij為時間多項式系數，i為X項的乘方次數與I項的乘方次數之和，j為I項的乘方次數。設窗ロ W時間長度為2L，采樣時間間隔為At，則相關樣點所在的空間為如下等式
(3)
權利要求
1.一種基于樣條擬合的真三維地震數據噪聲壓制方法，所述方法包括 (1)對三維疊加數據體以窗ロ處理方式進行相位時間多項式的擬合處理； (2)在窗口內，利用正交多項式擬合縱橫測線方向上各道的均方根振幅； (3)把窗口內縱橫測線方向上的數據沿同相軸走向進行疊加，疊加后的結果再歸ー化得到擬合信號的期望波形； (4)將期望波形乘以各道擬合的均方根振幅，并放到計算出的相位時間位置上，從而得到了ー個窗口內模擬的地震剖面； (5)把窗ロ按縱橫測線方向和時間方向同時移動半個窗ロ步長，并重復步驟(I)至步驟⑷； (6)利用能量加權法對窗ロ的重疊部分的地震數據進行處理； (7)確定是否完成似合，如果沒有完成擬合，則重復步驟(5)至步驟(6)的操作，如果完成擬合，則進行步驟(8)； (8)對擬合后的疊加數據進行混波處理。
2.如權利要求I所述的方法，其中，步驟(I)包括以下步驟 在三維疊后地震資料上任取ー個區域，對該區域按照時間軸劃分一系列的窗ロ，設某ー窗ロ W內橫測線方向有2N+1個地震道，縱測線方向有2M+1個地震道，對該窗ロ在xy方向即縱橫測線方向建立離散坐標系如下等式(I)
3.如權利要求2所述的方法，其中，步驟(I)還包括 如果沿同相軸方向對同一時間層的各道數據進行相關性計算，則等式(9)為如下等式(10)
4.如權利要求I所述的方法，其中，步驟(2)包括以下步驟 用以下多項式(12)來對所述窗口內地震信號的振幅進行多項式擬合A(x, y) = boo+biox+bny+b^x^b^xy+b^y^bgox^bgixv+bsaxy^bggy3(12) 在所述窗口內，各點的輸出振幅通過對原始道振幅分別沿縱橫測線的同相軸方向按距離加權疊加得到，如下
5.如權利要求4所述的方法，其中，當多項式次數較高時，將振幅多項式(12)改寫成A (x , y ) = d00pQ (X) qQ (y) +(IltlP1 (X)+(I11Q1 (y) +d2(lp2 (X)+(I21P1 (X)q! (y) +d22q2 (y) +......(14) 其中，P0, q0, Pl, Q1......為等式(4)所描述的正交多項式，采用最小二乗法確定系數doo，d10 dn......。
6.如權利要求4所述的方法，其中，Wxyij為點(i，j)和點(X，y)的距離d((x，y)，(i，j))的倒數函數。
7.如權利要求I所述的方法，其中，步驟(6)包括以下步驟 對于窗ロ沿時間方向移動的情況，把窗ロ分成上下兩個窗ロ，將上窗口中擬合的波形乘以權系數，其中，上窗ロ的權系數從上到下由I按樣點數線性地減小到0，將下窗口中擬合的波形也乘以與上窗ロ的權系數的大小的方向相反的權系數，將得到的兩個新波形相加來得到重疊部分波形； 對于窗ロ沿縱橫測線方向移動的情況，把窗ロ分成左右兩個窗ロ，加權方式采用能量加權平均方式，其某道的權系數由左右兩個窗ロ在該道的能量值決定，左窗ロ某重疊道權系數為左窗ロ在該道的能量比前一個右窗ロ在該道的能量與左窗ロ在該道的能量之和，右窗ロ某重疊道權系數為右窗ロ在該道的能量比后一個左窗ロ在該道的能量與右窗ロ在該道的能量之和，將得到的兩個新波形相加即得到重疊部分波形。
8.如權利要求I所述的方法，其中，步驟(8)包括 利用等式(15)將擬合出來的疊加數據與原始輸入數據進行混波處理 S1 (x, y, t) = S(x, y, t) XP+T(x, y, t) (I-P)(15) 其中，S' (x, y, t)為輸出記錄，S(x, y, t)為原始輸入記錄，T(x, y, t)為擬合記錄，P為混波比。
全文摘要
一種基于樣條擬合的真三維地震數據噪聲壓制方法，所述方法包括(1)對三維疊加數據體以窗口處理方式進行相位時間多項式的擬合處理；(2)利用正交多項式擬合縱橫測線方向上各道的均方根振幅；(3)把窗口內縱橫測線方向上的數據沿同相軸走向進行疊加，疊加后的結果再歸一化；(4)將期望波形乘以各道擬合的均方根振幅；(5)把窗口按縱橫測線方向和時間方向同時移動半個窗口步長，并重復步驟(1)至步驟(4)；(6)利用能量加權法對窗口的重疊部分的地震數據進行處理；(7)確定是否完成似合，如果沒有完成擬合，則重復步驟(5)至步驟(6)的操作，如果完成擬合，則進行步驟(8)；(8)對擬合后的疊加數據進行混波處理。
文檔編號G01V1/36GK102736108SQ201210175690
公開日2012年10月17日 申請日期2012年5月31日 優先權日2012年5月31日
發明者何光明, 尹陳, 張華 , 曹中林, 王瓏, 羅紅明, 金德剛, 陳愛萍 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司