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专利名称：基于样条拟合的真三维地震数据噪声压制方法
技术领域：
本发明涉及石油地震勘探，属于地震勘探资料处理与解释领域，具体地说，涉及一种针对复杂山地低信噪比资料中的噪声进行压制的基于样条拟合的真三维地震数据噪声压制方法。
背景技术：
复杂山地地震资料噪声来源十分复杂，噪声对有效波有较强的干扰，尤其是无处不在的随机干扰，导致地震资料的信噪比低，严重影响了地震数据的分析、处理。而在地震资料处理中，信噪比和分辨率问题又一直是关注的焦点，这两者具有相辅相成、互为依赖的 特点，提高地震资料的信噪比是提高地震勘探数据处理质量的ー个关键步骤，而提高分辨率在很大程度上又受到地震数据信噪比的限制，所以人们追求ー种在不损害信号分辨率的前提下提高资料的信噪比的新技术。随着地震勘探技术的发展，三维地震资料采集在地震勘探中所占的比例逐渐增大。但是，目前对于三维数据的拟合方法大多是在ニ维上进行处理的，对于三维叠后数据体来说，ニ维拟合的方法只能在纵测线方向或者是横测线方向单独进行处理，而并不能对地震资料数据实现整体的拟合。这样往往会产生ー些问题当在地震资料的ー个方向上进行拟合时，可以使该方向的同相轴更加平滑，但是可能会引起垂直于该方向的叠加剖面产生突跳现象，也就是某些地震道的能量会突然上移或者下移，形成ー个垂直的断点，这样就影响了剖面的效果。因此，基于上面提到的ニ维拟合产生的问题，以及三维地震资料在地震勘探中的普遍使用，对三维地震资料进行真三维处理，是有效利用三维资料采集的信息来获得更好地质成果的根本途径，同时也是三维采集对数据处理的要求。

发明内容
本发明的一方面在于提供了针对三维地震进行真三维处理的样条拟合技术，该技术不但能够提高同相轴的连续性，而且有效地解决了传统ニ维拟合后叠加剖面可能产生突跳现象的缺陷，提高了叠加剖面的质量。本发明的另一方面在于提供了ー种新的三维数据窗ロ的扫描方法，从而有效地确定三维数据体中同相轴的拟合多项式的系数。本发明的另一方面在于提供了一种基于能量加权法的技术来处理窗口重叠部队发的三维数据的方法。根据本发明的多方面，提供了一种基于样条拟合的真三维地震数据噪声压制方法，所述方法包括(I)对三维叠加数据体以窗ロ处理方式进行相位时间多项式的拟合处理；(2)在窗口内，利用正交多项式拟合纵横测线方向上各道的均方根振幅；(3)把窗口内纵横测线方向上的数据沿同相轴走向进行叠加，叠加后的结果再归ー化得到拟合信号的期望波形；(4)将期望波形乘以各道拟合的均方根振幅，并放到计算出的相位时间位置上，从而得到了ー个窗口内模拟的地震剖面；(5)把窗ロ按纵横测线方向和时间方向同时移动半个窗ロ步长，并重复步骤(I)至步骤(4) ；(6)利用能量加权法对窗ロ的重叠部分的地震数据进行处理；(7)确定是否完成似合，如果没有完成拟合，则重复步骤(5)至步骤(6)的操作，如果完成拟合，则进行步骤(8) ；(8)对拟合后的叠加数据进行混波处理。根据本发明的基于样条拟合的真三维地震数据噪声压制方法能够有效地压制实际地震资料中的噪声，并使有效信号更加 突出，很好地保持实际地震记录所反映的地层信息和地质特征，提供了信噪比高的叠加剖面。根据本发明的基于样条拟合的真三维地震数据噪声压制方法不但能够提高同相轴的连续性，还有效地解决了传统ニ维拟合后叠加剖面产生突跳现象的缺陷，提高了叠加剖面的质量。尤其是对山地资料中信噪比较低的地震数据，根据本发明的基于样条拟合的真三维地震数据噪声压制方法的去噪效果较好，保真度更高。


从以下结合附图对本发明的示例性实施例进行的描述中，本发明的这些和/或其它方面及优点将会变得清楚，并且更易于理解，其中图I是示出根据本发明的基于样条拟合的真三维地震数据噪声压制方法的流程图；图2是在图I所示的方法中多道互相关系数扫描范围选取示图；图3A是根据实施例的某地区三维叠后原始资料中横测线方向(CrossLine线)上的叠加剖面；图3B是根据实施例的在某地区三维叠后原始资料的纵测线方向(InLine线)上做了常规ニ维拟合后横测线方向上的叠加剖面；图3C是根据实施例的对某地区三维叠后原始资料做了根据本发明的真三维拟合后横测线方向上的叠加剖面；图4A是根据另ー实施例的某地区三维叠后原始资料中纵测线方向上的叠加剖面；图4B是根据另ー实施例的对某地区三维叠后原始资料做了根据本发明的真三维拟合后纵测线方向上的叠加剖面；图4C是根据另ー实施例的在某地区三维叠后原始资料中横测线方向上的叠加剖面；图4D是根据另ー实施例的对某地区三维叠后原始资料做了根据本发明的真三维拟合后横测线方向上的叠加剖面。
具体实施例方式以下，參照附图来详细描述示例性实施例以使本领域的普通技术人员更易于理解。目前声明于此的发明的示例性实施例实际上可包含各种形式，并不局限于显示和描述于此的示例。为了清晰，对公知的结构和功能的描述可被省略，并且在整个描述中，相同的标号表示相同的元件。多项式拟合技术在提高信噪比的同时基本上不降低地震资料的分辨率，即信号的高频成分尽可能不受损失，也能保持各道的相对振幅，所以此方法在ニ维地震资料的处理上得到广泛的应用。本发明提出一种基于样条拟合的真三维地震数据噪声压制方法，该方法基于地震道数据具有横向相干性的原理，用波形相似性准则假设地震记录相位时间横向变化可用一个二次多项式表示，沿着相位时间变化的各道振幅变化也可用一个待定系数多项式表示，通过多项式拟合求出地震信号相位时间，标准波形和振幅加权系数，然后将它们组合成拟合地震道，拟合地震道与原始道混波后得到最終信噪比、分辨率及保真度较高的地震数据。图I是示出根据本发明的基于样条拟合的真三维地震数据噪声压制方法的流程图。參照图1，在步骤101，对三维叠加数据体以窗ロ处理方式进行相位时间多项式的拟合处理。在步骤102，在窗口内，利用正交多项式拟合纵横测线方向上各道的均方根振幅。
在步骤103，把窗口内纵横测线方向上的数据沿同相轴走向进行叠加，叠加后的结果再归一化得到拟合信号的期望波形。在步骤104，将期望波形乘以各道拟合的均方根振幅，并放到计算出的相位时间位置上，从而得到了 ー个窗口内模拟的地震剖面。在步骤105，把窗ロ按纵横测线方向和时间方向同时移动半个窗ロ步长，并重复步骤 101 至 104。在步骤106，利用能量加权法对窗ロ的重叠部分的地震数据进行处理。在步骤107，确定是否完成似合。如果没有完成拟合，则重复步骤105至步骤106的操作，如果完成拟合，则可得到噪声压制后的三维拟合叠后数据，并进入步骤108。在步骤108，对拟合后的叠加数据进行混波处理，最終得到信噪比、分辨率及保真度较高的地震数据。以下将详细描述根据本发明的基于样条拟合的真三维地震数据噪声压制方法的各步骤。现在对图I的步骤101 (即，对三维叠加数据体以窗ロ处理方式进行相位时间多项式的拟合处理)进行详细描述。在三维叠后地震资料上任取ー个区域，对该区域按照时间轴划分一系列的窗ロ。设某ー窗ロ W内横测线方向有2N+1个地震道，纵测线方向有2M+1个地震道，对该窗ロ在xy方向即纵横测线方向建立离散坐标系如下等式(I)D= {(X, y) I X e [-M, M], y e [-N, N] ；x, y e Z} ·(I)在窗ロ W内，可用ニ元三次多项式来表示地震信号的到达时间(或窗ロ的中点时间)，如下等式(2):T(x, y) = a00+a10x+a11y+a20x2+a21xy+a22y2+a30x3+a31x"y+a32xy2+a33y3 (2)其中，x、y为某一道位置的相对道序号，Bij为时间多项式系数，i为X项的乘方次数与I项的乘方次数之和，j为I项的乘方次数。设窗ロ W时间长度为2L，采样时间间隔为At，则相关样点所在的空间为如下等式
(3)
权利要求
1.一种基于样条拟合的真三维地震数据噪声压制方法，所述方法包括 (1)对三维叠加数据体以窗ロ处理方式进行相位时间多项式的拟合处理； (2)在窗口内，利用正交多项式拟合纵横测线方向上各道的均方根振幅； (3)把窗口内纵横测线方向上的数据沿同相轴走向进行叠加，叠加后的结果再归ー化得到拟合信号的期望波形； (4)将期望波形乘以各道拟合的均方根振幅，并放到计算出的相位时间位置上，从而得到了ー个窗口内模拟的地震剖面； (5)把窗ロ按纵横测线方向和时间方向同时移动半个窗ロ步长，并重复步骤(I)至步骤⑷； (6)利用能量加权法对窗ロ的重叠部分的地震数据进行处理； (7)确定是否完成似合，如果没有完成拟合，则重复步骤(5)至步骤(6)的操作，如果完成拟合，则进行步骤(8)； (8)对拟合后的叠加数据进行混波处理。
2.如权利要求I所述的方法，其中，步骤(I)包括以下步骤 在三维叠后地震资料上任取ー个区域，对该区域按照时间轴划分一系列的窗ロ，设某ー窗ロ W内横测线方向有2N+1个地震道，纵测线方向有2M+1个地震道，对该窗ロ在xy方向即纵横测线方向建立离散坐标系如下等式(I)
3.如权利要求2所述的方法，其中，步骤(I)还包括 如果沿同相轴方向对同一时间层的各道数据进行相关性计算，则等式(9)为如下等式(10)
4.如权利要求I所述的方法，其中，步骤(2)包括以下步骤 用以下多项式(12)来对所述窗口内地震信号的振幅进行多项式拟合A(x, y) = boo+biox+bny+b^x^b^xy+b^y^bgox^bgixv+bsaxy^bggy3(12) 在所述窗口内，各点的输出振幅通过对原始道振幅分别沿纵横测线的同相轴方向按距离加权叠加得到，如下
5.如权利要求4所述的方法，其中，当多项式次数较高时，将振幅多项式(12)改写成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......为等式(4)所描述的正交多项式，采用最小二乗法确定系数doo，d10 dn......。
6.如权利要求4所述的方法，其中，Wxyij为点(i，j)和点(X，y)的距离d((x，y)，(i，j))的倒数函数。
7.如权利要求I所述的方法，其中，步骤(6)包括以下步骤 对于窗ロ沿时间方向移动的情况，把窗ロ分成上下两个窗ロ，将上窗口中拟合的波形乘以权系数，其中，上窗ロ的权系数从上到下由I按样点数线性地减小到0，将下窗口中拟合的波形也乘以与上窗ロ的权系数的大小的方向相反的权系数，将得到的两个新波形相加来得到重叠部分波形； 对于窗ロ沿纵横测线方向移动的情况，把窗ロ分成左右两个窗ロ，加权方式采用能量加权平均方式，其某道的权系数由左右两个窗ロ在该道的能量值决定，左窗ロ某重叠道权系数为左窗ロ在该道的能量比前一个右窗ロ在该道的能量与左窗ロ在该道的能量之和，右窗ロ某重叠道权系数为右窗ロ在该道的能量比后一个左窗ロ在该道的能量与右窗ロ在该道的能量之和，将得到的两个新波形相加即得到重叠部分波形。
8.如权利要求I所述的方法，其中，步骤(8)包括 利用等式(15)将拟合出来的叠加数据与原始输入数据进行混波处理 S1 (x, y, t) = S(x, y, t) XP+T(x, y, t) (I-P)(15) 其中，S' (x, y, t)为输出记录，S(x, y, t)为原始输入记录，T(x, y, t)为拟合记录，P为混波比。
全文摘要
一种基于样条拟合的真三维地震数据噪声压制方法，所述方法包括(1)对三维叠加数据体以窗口处理方式进行相位时间多项式的拟合处理；(2)利用正交多项式拟合纵横测线方向上各道的均方根振幅；(3)把窗口内纵横测线方向上的数据沿同相轴走向进行叠加，叠加后的结果再归一化；(4)将期望波形乘以各道拟合的均方根振幅；(5)把窗口按纵横测线方向和时间方向同时移动半个窗口步长，并重复步骤(1)至步骤(4)；(6)利用能量加权法对窗口的重叠部分的地震数据进行处理；(7)确定是否完成似合，如果没有完成拟合，则重复步骤(5)至步骤(6)的操作，如果完成拟合，则进行步骤(8)；(8)对拟合后的叠加数据进行混波处理。
文档编号G01V1/36GK102736108SQ201210175690
公开日2012年10月17日 申请日期2012年5月31日 优先权日2012年5月31日
发明者何光明, 尹陈, 张华 , 曹中林, 王珑, 罗红明, 金德刚, 陈爱萍 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司