提升低信噪比初至波数据质量的方法、装置、设备及介质与流程

本发明属于石油地球物理勘探资料处理，涉及一种提升低信噪比初至波数据质量的方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、叠前深度偏移是复杂构造准确成像的必要手段，但其需要高精度的近地表速度模型，而高精度的近地表速度建模需要高精度的初至时间。因此，做好初至拾取工作非常重要。由于目前油气勘探地区环境噪音重、表层结构复杂等原因，造成初至波信噪比低，同时由于勘探节奏快、数据量大，导致拾全、拾准地震数据初至成为一大难题。

2、传统的初至拾取方法主要有瞬时强度比法、神经网络算法和边缘检测算法等，但这些方法对于复杂勘探地区的初至波数据不仅适用性差、精度低，而且需要大量人力进行交互修改。其中，针对低信噪比数据，目前主要采用f-x滤波、非平稳预测滤波、带通滤波器、中值滤波和子波整形等方式提高初至波数据的品质，如f-x滤波可以衰减直达波、折射波和规则噪声的干扰，但针对随机噪声压制效果较差；非平稳预测滤波虽然可以有效压制随机噪声，但对于相干噪声的压制效果不佳；带通滤波器在滤除噪声的同时则会损失许多重要信息；中值滤波将地震数据中的每个点的值替换为其领域内所有值的中值，会导致地震信号细节的损失；子波整形可能导致初至子波发生时移。

3、现有的针对低信噪比数据的预处理技术均存在一定局限性，因此，采用一种新的提升低信噪比初至波数据质量的方法，对于降低噪音，突出初至波特征，降低人工投入，提升低信噪比初至数据的质量和拾取效率具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的，是要提供一种提升低信噪比初至波数据质量的方法，用于提升石油地球物理勘探中低信噪比初至波数据的质量；

2、本发明的另一个目的，是要提供一种提升低信噪比初至波数据质量的装置、设备及介质。

3、本发明为实现上述目的，所采用的技术方案如下：

4、一种提升低信噪比初至波数据质量的方法，包括以下步骤：

5、获得正演单炮数据及含噪正演单炮数据；激发并采集记录实际单炮数据；

6、在目标工区选择种子炮，设定种子炮的初至波时窗，分别得到正演单炮数据、含噪正演单炮数据和实际单炮数据的初至波时窗内数据；

7、对正演单炮数据的初至波时窗内数据及含噪正演单炮数据的初至波时窗内数据分别进行曲波变换，得到不受噪声影响的曲波系数所对应的尺度γ及角度ω；

8、对实际单炮数据的初至波时窗内数据进行曲波变换，得到实际单炮数据的曲波系数，保持实际单炮数据中与尺度γ及角度ω相同尺度和角度的曲波系数不变，降低实际单炮数据剩余的曲波系数的值，结合零相位滤波，得到去噪后的炮集数据。

9、作为限定，获得正演单炮数据及含噪正演单炮数据，包括：

10、根据收集的前期地质勘察及地球物理勘探资料，构建目标工区的地质模型，并设定观测系统，根据地质模型和观测系统进行正演模拟，得到正演单炮数据；

11、将噪音数据加载到正演单炮数据上，得到含噪正演单炮数据。

12、作为进一步限定，所述观测系统的设计参数包括接收线距、道距、每条接收线的接收道数、每道采样点数和接收线数；

13、正演单炮数据为三维数据或二维数据。

14、作为第二种限定，在目标工区选择种子炮，设计种子炮的初至波时窗，分别得到正演单炮数据、含噪正演单炮数据和实际单炮数据的初至波时窗内数据，包括：

15、根据地表条件和信噪比，在目标工区内选择种子炮，将种子炮的地震道分区域设计初至波时窗；

16、根据种子炮每个区域的初至波时窗，采用空间内插方法，确定目标工区待拾取炮每道初至波的时窗范围；

17、根据目标工区待拾取炮每道初至波的时窗范围，得到正演单炮数据的初至波时窗内数据、含噪正演单炮数据的初至波时窗内数据以及实际单炮数据的初至波时窗内数据。

18、作为进一步限定，根据地表条件和信噪比，在目标工区内选择种子炮，将种子炮的地震道分区域设计初至波时窗，包括：

19、根据地表条件和信噪比，在目标工区内选择种子炮，以种子炮的激发点的位置为中心点，炮线为纵轴，地震道接收线为横轴，将每炮的地震道集数据在直角坐标系中分成z＝2k个区域的集合，0≤k≤4，将每个区域内的地震道按照炮检距从小到大排序，并在每个区域设计初至波时窗。

20、作为再进一步限定，将每炮的地震道集数据在直角坐标系中分成z＝2k个区域的集合时，是按照间隔将直角坐标系进行分区域；

21、初至波时窗长度为400～800ms。

22、作为第三种限定，对正演单炮数据的初至波时窗内数据，及含噪正演单炮数据的初至波时窗内数据分别进行曲波变换，得到不受噪声影响的曲波系数所对应的尺度γ及角度ω，包括：

23、对正演单炮数据的初至波时窗内数据，及含噪正演单炮数据的初至波时窗内数据分别进行曲波变换，得到正演单炮数据在每个尺度每个角度的曲波系数，以及含噪正演单炮数据在每个尺度每个角度的曲波系数；

24、对正演单炮数据得到的曲波系数从大到小排序，记录正演单炮数据前p％的曲波系数所分别包含的尺度γ1及角度ω1，10≤p≤25；

25、将正演单炮数据得到的曲波系数和含噪正演单炮数据得到的曲波系数，分别在对应的相同尺度、相同角度下相减，并计算所得差值的绝对值的平均值，记录平均值小于或等于τ的曲波系数所对应的尺度γ2及角度ω2；τ为正演单炮数据得到的曲波系数中在上述相同尺度、相同角度下，曲波系数的均值的10≤t≤100；

26、记录尺度γ1及角度ω1、尺度γ2及角度ω2，得到不受噪声影响的曲波系数所对应的尺度γ及角度ω。

27、作为进一步限定，对正演单炮数据得到的曲波系数从大到小排序后，还需分别剔除q％的最小曲波系数和q％的最大曲波系数，0.1≤q≤0.5，然后记录正演单炮数据前p％的曲波系数所分别包含的尺度γ1及角度ω1。

28、作为第四种限定，对实际单炮数据的初至波时窗内数据进行曲波变换，得到实际单炮数据的曲波系数，保持实际单炮数据中与尺度γ及角度ω相同尺度和角度的曲波系数不变，降低实际单炮数据剩余的曲波系数的值，结合零相位滤波，得到去噪后的炮集数据，包括：

29、对实际单炮数据的初至波时窗内数据进行曲波变换，得到实际单炮数据在每个尺度每个角度的曲波系数，将实际单炮数据得到的曲波系数中与尺度γ及角度ω对应的相同尺度和相同角度的曲波系数保持不变，剩余尺度及角度的曲波系数乘以ε得到新的曲波系数，0.1≤ε＜1；

30、根据实际单炮数据得到的曲波系数中与尺度γ及角度ω对应的相同尺度和相同角度的曲波系数，以及剩余尺度及角度的曲波系数乘以ε得到的新的曲波系数，得到实际单炮数据去噪后曲波系数，对实际单炮数据去噪后曲波系数进行反变换，得到去噪后的炮集数据；

31、对去噪后的炮集数据进行零相位滤波，得到最终去噪后的炮集数据。

32、本发明还提供了一种基于上述的提升低信噪比初至波数据质量的方法在叠前深度偏移、近地表速度模型中的应用。

33、本发明还提供了一种提升低信噪比初至波数据质量的装置，用于实施上述的提升低信噪比初至波数据质量的方法，包括：

34、单炮数据获取模块，用于获得正演单炮数据及含噪正演单炮数据；激发并采集记录实际单炮数据；

35、种子炮选择模块，用于在目标工区选择种子炮，设定种子炮的初至波时窗，分别得到正演单炮数据、含噪正演单炮数据和实际单炮数据的初至波时窗内数据；

36、正演单炮数据曲波变换模块，用于对正演单炮数据的初至波时窗内数据及含噪正演单炮数据的初至波时窗内数据分别进行曲波变换，得到不受噪声影响的曲波系数所对应的尺度γ及角度ω；

37、炮集去噪模块，用于对实际单炮数据的初至波时窗内数据进行曲波变换，得到实际单炮数据的曲波系数，保持实际单炮数据中与尺度γ及角度ω相同尺度和角度的曲波系数不变，降低实际单炮数据剩余的曲波系数的值，结合零相位滤波，得到去噪后的炮集数据。

38、本发明还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器用于存储至少一段计算机程序，所述至少一段计算机程序由所述处理器加载并执行上述提升低信噪比初至波数据质量的方法。

39、本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质用于存储至少一段计算机程序，所述至少一段计算机程序用于执行上述提升低信噪比初至波数据质量的方法。

40、本发明由于采用了上述的技术方案，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

41、(1)本发明通过对正演单炮数据的初至波时窗内数据、以及含噪正演单炮数据的初至波时窗内数据分别进行曲波变换，以识别和保持不受噪声影响的曲波系数所对应的尺度及角度；通过对实际单炮数据的初至波时窗内数据进行曲波变换，降低噪声所对应的尺度和角度曲波系数的值，通过反变换并结合零相位滤波，能精准地压制噪声，增强初至波数据的信号清晰度和可靠性；

42、(2)本发明能精准压制噪声，增强初至数据的信噪比，为近地表速度建模提供基础数据。

43、综上所述，本发明适用于提升低信噪比初至波数据的质量，能精准地压制噪声，增强初至波数据的信号清晰度和可靠性，为石油地球物理勘探提供一种精确高效的数据处理方案。