[发明专利]基于两阶段优化的初至波自动拾取方法

说明书

本发明公开了一种基于两阶段优化的初至波自动拾取方法，其包括对共炮点道集中的每个地震道的能量值进行归一化处理；基于模板的范围带检测算法在每个地震道上采用垂直滑动窗口进行滑动，并与模板进行相关性计算，得到地震道的初至区间顶端样点下标；根据每个地震道的初至区间顶端样点下标和垂直滑动窗口的大小，在共炮点道集上获取所有地震道初至区间组成的初至范围带；在初至范围带内，采用改进的能量比率初至拾取算法计算每个地震道的初至波位置。

技术领域

本发明涉及地球物理勘探中数据处理技术领域，具体涉及一种基于两阶段优化的初至波自动拾取方法。

背景技术

目前，有许多众所周知的地震数据处理系统，例如Promax、CGG、Focus和Grisys。它们都包含了初至波自动拾取的关键步骤。受数据质量和参数设置的影响，每个软件的结果都有很大差异。因此，需要一种更准确、有效和稳定的算法来解决这个问题。

很多学者对初至波自动拾取方法进行了研究。Coppens方法使用两个窗口内的能量比处理数据。Al-Ghamdi通过使用自适应阈值改进了这种方法。多窗口算法使用三个移动窗口。此外，它使用每个窗口中的绝对振幅的平均值来区分信号与噪声。

Sabbione和Velis改进了Coppens方法(MCM是对Coppens方法进行改进后的拾取方法)，以熵和分形维数方法来选择初至波。Molyneux提出直接相关法(DC)，使用最大互相关值作为标准，但在具有低信噪比的数据集中效果不好。McCormack将反向传播神经网络方法(DNN)应用于初至波的自动拾取中。

Coppens的滑动时窗能量比值初至拾取方法是一种较为流行的初至波拾取方法。在地震数据上初至时间之前的地震有效信号应为零，存在的只是噪声；而在它之后是非常强的地震信号。因此，初至前后窗口内的地震能量有非常大的差异。利用地震初至波在起跳时间前后能量上的差异可用来拾取初至，这种方法称为能量比值法，它是由Coppens于1985年提出。

根据实际情况选择合适的前后两个滑动窗口长度，对每个窗口的样点求能量和，将后一个窗口的能量和除以前一个窗口的能量和并开方，得到前后窗口内的能量比。具体物理意义：如果两个窗口都在初至波以上，那么前后窗口能量基本上是仪器环境噪声，数值较小，比值也不大；当前后两个窗口的交界点正好压在初至波上时，则比值具有最大值。当移到初至下面的时候，由于微地震能量相对变化较小，因此不会产生较大的能量比值。

该方法的基本技术方案为：首先，选取合适的窗口长度，前后两个窗口在每道地震数据上滑动计算；然后求取每道地震数据的前后窗口的能量比，计算出各道的最大前后窗口能量比，能量比值最大时前后窗口交界处所对应的位置，即初至波的所在位置。能量比值法是单道的直接拾取初至波方法，容易受地震数据品质的影响，在低信噪比的地震数据进行初至拾取的准确率较低。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种计算精度高基于两阶段优化的初至波自动拾取方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种基于两阶段优化的初至波自动拾取方法，其包括：

对共炮点道集中的每个地震道的能量值进行归一化处理；

基于模板的范围带检测算法在每个地震道上采用垂直滑动窗口进行滑动，并与模板进行相关性计算，得到每个地震道的初至区间顶端样点下标；

根据每个地震道的初至区间顶端样点下标和垂直滑动窗口的大小，在共炮点道集上获取所有地震道初至区间组成的初至范围带；

在初至范围带内，采用改进的能量比率初至拾取算法计算每个地震道的初至波位置。

进一步地，所述基于模板的范围带检测算法在每个地震道上采用垂直滑动窗口进行滑动，并与模板进行相关性计算，得到每个地震道的初至区间顶端样点下标进一步包括：