[发明专利]基于VSP初至波的地面地震数据振幅补偿方法

权利要求书

1.一种基于VSP初至波的地面地震数据振幅补偿方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

A、分离出VSP数据中的下行波，并在VSP数据的下行波中拾取每道VSP数据的初至时间，并获得每道VSP数据的初至时间对应的振幅，形成一个数据序列；

B、采用指数曲线拟合所述数据序列，并采用非线性的反演方法求出所述指数曲线的指数x；

C、将地面地震数据地震道的各样点的振幅分别乘以所述各样点对应的时间值的x次幂，以对地面地震数据进行时间函数增益并实现振幅补偿。

2.根据权利要求1所述的基于VSP初至波的地面地震数据振幅补偿方法，其特征在于，所述步骤A包括：

A1、读入零偏移距VSP数据；

A2、分离所述零偏移距VSP数据的上行波和下行波；

A3、根据每道VSP数据对应的井深和给定的下形波的直达波速度求出每道VSP数据对应的时间；

A4、将所述每道VSP数据对应的时间向下移动预定时间后与所述每道VSP数据对应的时间之间构成时窗；

A5、在每道VSP数据的时窗内统计最大振幅；

A6、求取每道VSP数据的初至时间，并从经所述步骤A2处理后的VSP数据的下行波中提取每道VSP数据的初至时间所对应的振幅A_i，其中，某一道VSP数据初至时间所对应的振幅、与该道VSP数据初至时间相邻且位于该道VSP数据初至时间之前的两个时间点所对应的振幅以及与该道VSP数据初至时间相邻且位于该道VSP数据初至时间之后的两个时间点所对应的振幅之和大于所述最大振幅除以修正系数所得的值；

其中i为VSP数据的道顺序号，1≤i≤N且i为正整数，N为零偏移距VSP数据最大的道数。

3.根据权利要求2所述的基于VSP初至波的地面地震数据振幅补偿方法，其特征在于，所述步骤A2包括：

对所述零偏移距VSP数据作二维傅里叶变换以将时-空域的数据变换到频率-波数域中，对变换后的图形作滤波处理，以使上行波衰减，然后再将变换后的数据作二维傅里叶变换以将频率-波数域的数据变换回时-空域中。

4.根据权利要求1所述的基于VSP初至波的地面地震数据振幅补偿方法，其特征在于，所述步骤B包括：

B1、利用随机函数在指数x的取值范围内随机产生m个值X_j，1≤j≤m，且j为正整数，得到指数数据组{X₁,X₂,…,X_m}，其中，所述指数x的取值范围为[1，3]；

B2、进行第一次迭代以求取最优指数x，包括下述步骤：

B21、从所述步骤B1所产生的指数数据组{X₁,X₂,…,X_m}任意选取一个值X_j并根据下面的公式(1)计算得到每一道VSP数据初至时间对应的计算振幅值A_i′：

(f_i)^x＝A_i'    (1)

B22、建立目标函数，并根据所述步骤B21计算得到的A_i′和从VSP数据中拾取的每道VSP数据初至时间对应的振幅值A_i计算E_j：

Ej=Σi=1N(Ai-Ai′)2---(2)]]>

在公式(1)和(2)中，f_i为第i道VSP数据的初至时间，i为VSP数据的道顺序号，1≤i≤N且i为正整数，N为零偏移距VSP数据最大的道数；

B23、按照所述步骤B21和B22，计算得到步骤B1所产生的m个X_j所对应地m个E_j，并找出m个E_j中的最小值E_min所对应的指数X_best和m个E_j中的最大值E_max所对应的指数X_worst；

B24、当所述m个E_j中的最小值E_min小于预定误差精度ε时，将指数X_best作为最优指数x，否则，继续下一次的迭代；

B3、进行第τ次迭代，τ≥2且为正整数，以求取最优指数x，包括以下步骤：

B31、将所述步骤B1随机产生的m个值X_j按照下面的公式(3)计算得到新的指数数据X'：

X′=Σj=1majXj---(3)]]>

在公式(3)中，-0.5≤a_j≤1.5；

B32、将X'代入所述公式(1)和(2)中，若计算得到的E值小于所述m个E_j中的最大值，则将用X'替代所述指数数据组{X₁,X₂,…,X_m}中的X_worst，形成新的指数数据组；

B33、以所述新的指数数据组为基准，按照所述步骤B21～B23重新计算得到最小值E_min′、最大值E_max′、指数X_best′和指数X_worst′；

B34、若E_min′＜ε，将指数X_best′作为最优指数x，否则，继续下一次的迭代。