[发明专利]一种初至波旅行时拾取方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及油气勘探中地震数据处理领域，具体涉及一种初至波旅行时拾取方法及装置。

背景技术

在对地下石油与天然气钻探开发之前需要对地层进行勘测，地震勘探是钻探前勘测石油与天然气资源的重要手段。地震勘探中，一般利用地下介质弹性和密度的差异，通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应，推断地下构造形态和岩层性质。地震勘探通常包括折射波地震勘探和反射波地震勘探，目前在石油和天然气资源勘探领域，主要采用反射波地震勘探。

反射波地震勘探过程由地震数据采集、地震数据处理和地震资料解释三个阶段组成。第一个阶段是地震数据的采集，其主要是在油气勘探的区域，布置二维或三维测线，使用炸药震源或可控震源激发地震波，在测线上等间距布置多个检波器来接收地震波信号，以等时间间隔离散采样地震数据，并以数字形式收集记录。第二阶段是地震数据处理，其主要任务是利用计算机和软件加工处理第一阶段中采集的地震数据，将地震数据处理成能够反映地下构造的地震剖面图和能够反映地下岩性变化的地震波振幅、频率和传播速度等信息。第三个阶段是地震资料解释，其主要任务是分析解释第二阶段中的地震数据处理所得到的资料，确定地下岩层的产状和构造关系。其中，在地震数据采集阶段，当震源激发地震波的同时，测线上各个检波器已经开始接收并记录信号，检波器记录这段不含有效信号地震数据记录叫做环境噪声或背景噪声。在地震数据记录中，首先到达检波器的地震波叫做初至波。一般在初至波之后的后续地震数据记录中，才包含了有效的地震信息。为了便于后续的地震数据处理，所以在地震数据处理中一般先切除这些环境噪声。

为了切除这些环境噪声，通常的做法是用各个地震道的初至波起跳时间的连线作为切除线，将切除线之上的地震数据用零代替。所述初至波起跳时间是指地震波传播到接收点时检波器所记录的时间，也被称为初至波旅行时。地震数据采集时，检波器所在的检测点为检波点，每个检波点记录的地震数据称为地震道，或道。目前有些油气勘探区域在采集地震数据时使震源激发几百或几千次地震波，每次激发震源时布置的检波点有成千上万，如此大量采集的地震数据造成初至波拾取工作非常耗时耗力。目前，主要采用初至波旅行时自动拾取技术来拾取初至波旅行时。

目前初至波旅行时自动拾取技术很多，主要的有基于地震记录瞬时特性的极值法、能量比值法等。基于地震记录瞬时特征的初至波旅行时自动拾取方法主要是利用初至波信号振幅一般比背景噪声强，在初至波起跳时振幅会发生突变，因此用地震数据中不同时间分段的能量比值来判断振幅突变的时间，由此确定初至波旅行时。该类方法主要分为四个步骤。第一步，为经过预处理的地震数据选择合适的时间窗，该时间窗把地震道分成许多小时窗，每个小时窗看成一个单元。第二步，对每个单元内的采样点进行能量求和。第三步，计算相邻单元的能量比值。第四步，找出上述能量比值的最大值所对应的时间，即认为是初至波的旅行时。

平原地区整体地势比较平缓，低降速带比较稳定，对于平原区域的地震资料，初至波通常比较清晰，初至波旅行时基本上随炮检距增加而近似呈线性增加。震源到检波点的距离为炮检距。在数据处理时用已知的炮检距和所在平原区的低降速带速度，可以直接计算出每个地震道的初至波旅行时，进而定义该初至波旅行时切除线。基于地震记录瞬时特性的极值法、能量比值法等也能准确的拾取平原地区数据的初至波旅行时

但在山地、砾石区和黄土塬等复杂地表区域，由于地形起伏大、近地表速度变化剧烈，使得初至波波形变化大，干扰波变得复杂。在复杂地表区域，地震数据信噪比较低，同时由于地形起伏变化大，导致地震道振幅特性变化大，因此，初至波在地震数据上空间跳跃现象普遍，基于地震记录瞬时特性的极值法、能量比值法等不能准确识别出初至波到达时地震道振幅的突变时间点，不能准确拾取初至波旅行时。故该类方法不适用于复杂地表区域初至波旅行时的拾取。

发明内容

本发明目的在于提供一种初至波旅行时拾取方法及装置，以提高初至波旅行时的拾取准确性。

本发明提供的一种初至波旅行时拾取方法，其实现过程包括以下处理步骤：

S1：计算装置将采集的地震数据处理成共炮集地震数据记录；

S2：计算装置在所述共炮集地震数据记录中分区定义初始参考线，并为所述初始参考线选定一个处理时间窗w；

S3：计算装置计算所述共炮集地震数据记录中地震道以所述初始参考线上采样点为中点的处理时间窗内所有采样点的特征函数值；

S4：计算装置根据所述计算得出的特征函数值，在所述初始参考线上各个地震道的所述处理时间窗内提取初至波旅行时；