[发明专利]一种基于均值偏移聚类分析的地震初至波自动拾取方法

说明书

本发明公开了一种基于均值偏移聚类分析的地震初至波自动拾取方法，对地震数据进行预处理，将波形信息转化为点密度信息，对预处理后的记录进行聚类，给定一个具有较高信噪比的道作为开始拾取的初始道，问问初始道开始，根据最小时间差的原则对初至对应的聚类中心进行优选，针对初至波振幅最强的特征，利用MeanShift聚类算法对单炮记录进行处理，对聚类结果进行优选，得到对应的初至时间，作为自动拾取的结果。本发明不需要事先知道样本数据的概率密度分布函数，完全依靠对样本点的计算，而且在采样充分的情况下一定收敛，可以对服从任意分布的数据进行密度估计。

技术领域

本发明涉及一种地震初至波自动拾取方法，尤其涉及一种基于均值偏移聚类分析的地震初至波自动拾取方法。

背景技术

地震勘探是如今使用最为普遍的寻找和查明油气资源的勘探方法之一。其中地震数据的处理环节对后续的构造解释和寻找目标油气藏中起着重要作用。初至拾取是地震数据处理的前期工作，对仪器最先接收到的有效波，即初至波进行拾取。在地震记录中初至波具有较强的能量，地质构造较为简单时，可以直接在地震记录上较为容易地进行初至拾取，但在地质条件比较复杂的地方，地震记录上各种波形干扰复杂多变，并不容易直接观察，此时初至波的精确拾取困难较大。在地震勘探领域中，相对于获取动力学信息，获取地震波的运动学信息，即地震波的走时非常的重要。在地震波场中，初至波起跳时间由于初至震相可追踪易识别的特性，在地震勘探领域占有很重要的地位，可以很广泛的应用在叠前偏移、叠前速度分析、VSP资料解释和地震走时层析成像等处理中。初至的精确与否会影响到后续的处理质量。在折射波和面波勘探中，常用初至波的旅行时来计算表层的速度和层厚等介质参数。初至拾取是地表低降速带静校正的基础，特别是在地表速度较为复杂的地区，这种静校正更为重要也更为复杂。在地震数据处理时，可以应用地震记录的初至或初至折射波求取静校正量，这种方法在很多地震地质条件地区的资料处理中得到应用且效果显著。因此在地震勘探中，精确拾取炮点到检波点的地震波初至时间是一项既基础又非常重要的工作。

通过人工手动拾取是最原始的初至获取方式，这种方法可以适用于工作量比较小的工区，但是在面对工作量比较大的情况，人工拾取就要消耗大量的时间和精力，同时，人工拾取得到的结果好坏会受到处理者水平的影响，而且在巨大的工作量面前，人工难免出错。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于均值偏移聚类分析的地震初至波自动拾取方法，该方法能够在一组数据的密度分布中寻找局部极值，是一种稳定的无参特征空间估计方法，拾取方法指向概率密度梯度方向，通过迭代收敛到概率密度函数的一个稳态点，自动拾取相对准确的初至波时间。

本发明采用如下技术方案实现：

一种基于均值偏移聚类分析的地震初至波自动拾取方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

一)对地震数据进行预处理，将波形信息转化为点密度信息，用不同大小的点表示小波样本点的不同幅度，将幅度值和点密度相关联，波形信息转化的作用是利用均值偏移算法找到更高密度的区域；

二)、对预处理后的记录进行聚类，选中其中符合初至波特征的聚类中心，给定一个具有较高信噪比的道作为开始拾取的初始道。

三)从所述初始道开始，根据最小时间差的原则对初至波对应的聚类中心进行优选，针对初至波振幅最强的特征，利用均值偏移聚类算法对单炮记录进行处理，对聚类结果进行优选，得到对应的初至时间，作为自动拾取的结果。

进一步的，其特征在于，在步骤一)中，将波形信息转化为点密度信息，指的是将振幅大小转换为点密度大小。