一种基于统计理论模型的地表一致性振幅处理方法

1.本发明涉及地球物理勘探技术领域，特别涉及一种基于统计理论模型的地表一致性振幅处理方法。


背景技术：

2.地震勘探利用弹性波估计地下岩石介质构造和弹性参数，对地震勘探的抽象描述是：地下介质构成一个系统，地震子波是输入，观测到的波场是输出。数字地震处理的物理基础是地震波在实际介质中的激发、传播和接收过程，而影响地震波波形的因素可归为与地表、反射界面、传播和采集有关的4方面因素。勘探地震学研究地震波旅行时、振幅和相位与地下介质的关系，任何其他影响因素都是希望去除的因素，地表一致性校正是用来消除地表和接收因素的技术。
3.反射子波的振幅理论上应仅由地下介质和传播过程决定，但由于源检端近地表因素的影响，以及源检本身的影响，导致振幅畸变。地表一致性振幅校正的本质是剥离掉近地表因素以及源检本身的影响，只留下地下介质和传播过程的影响。
4.褶积是一个包容性十分广泛的议题，什么样的褶积，就对应一种反褶积，由此导致了反褶积的普遍性。比如脉冲反褶积、预测反褶积、子波整形反褶积等，地表一致性反褶积也是一种典型的反褶积技术。反褶积实际上是褶积和线性反演理论的结合，本质上是在bayes反演理论框架下，估计反子波，从而消除褶积模型中不想要的因素。把近地表和地下介质看作滤波器，tanerandkoehler(1981)引入了地表一致性褶积模型，并通过求解各个分量再反褶积，达到地表一致性校正的目的。
5.然而，基于褶积模型迭代地求解各个滤波冲激响应需要遍历数据集，其计算量十分巨大(caryandlorentz,1993；guo andzhou,2001；vanvossen etal.,2006)，计算时间长，成本高。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的常规地表一致性振幅处理中反褶积方法的计算量大、计算时间长的问题，本发明的目的在于提供一种基于统计理论模型的地表一致性振幅处理方法。
7.为实现上述目的，本发明的技术方案为：
8.第一方面，本发明提供一种基于统计理论模型的地表一致性振幅处理方法，包括以下步骤：
9.获取nmo后的cmp道集；
10.对所述cmp道集开时窗，滑动时窗，统计时窗在每个位置上的能量趋势，以作为所述cmp道集中与时窗中心相对应的样点经振幅处理后应达到的能量值；
11.在约束条件下求取时窗中心采样点的振幅补偿系数，以使所述cmp道集中相对应的样点经振幅补偿后达到相应的所述能量值；
12.输出所述cmp道集中各样点经振幅补偿后的振幅处理结果。
13.优先权，所述nmo后的cmp道集获取步骤为：将经过nmo处理的cmp道集作为地表一致性振幅处理的输入数据。
14.优先权，所述能量趋势为时窗内各道采样点的能量和的中值。
15.优先权，所述时窗大小为5
×
20，即每道5个时间采样点，共20道。
16.优先权，用于求取时窗中心采样点的振幅补偿系数的目标泛函为：
[0017][0018][0019]
其中，ci是振幅补偿系数，cr是当前道，t1和t2是时窗的时间范围，是求中位数，si(t)是输入的cmp的第i道。
[0020]
优先权，通过高斯-牛顿法求解非线性方程组，即得到所述cmp道集中每个样点的振幅补偿系数。
[0021]
第二方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储有可执行程序代码的存储器以及与所述存储器耦合的处理器；其中，所述处理器调用所述存储器中存储的可执行程序代码，执行如上所述的方法。
[0022]
第三方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如上所述的方法。
[0023]
采用上述技术方案，本发明的有益效果在于：与传统地表一致性振幅处理方法相比，本发明方法从对数据的统计分析出发，自适应cmp道集的特点，基于对能量趋势的统计，用高斯-牛顿法求解振幅补偿系数使采样点能量达到统计的能量趋势上。本方法是数据驱动的方法，对单个cmp校正，避免了常规反褶积方法遍历数据集求解每道的反褶积分量，提高了地表一致性振幅处理的效率，降低了计算成本。
附图说明
[0024]
图1为本发明实施例一的方法流程图；
[0025]
图2为本发明实施例一中模拟的无源检端复杂因素影响的cmp道集示意图；
[0026]
图3为本发明实施例一中模拟的受源检端复杂因素影响的cmp道集示意图；
[0027]
图4为本发明实施例一中输入的实际数据示意图；
[0028]
图5为对图3所示数据进行振幅补偿处理后的数据示意图；
[0029]
图6为图4的实际数据进行振幅补偿处理后cmp道集示意图；
[0030]
图7为本发明实施例一中nmo后的含噪cmp道集示意图；
[0031]
图8为对图7进行振幅补偿处理后cmp道集示意图；
[0032]
图9为本发明实施例二的结构示意图。
具体实施方式
[0033]
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0034]
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示对本发明结构的说明，仅是为了便于描述本发明的简便，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0035]
对于本技术方案中的“第一”和“第二”，仅为对相同或相似结构，或者起相似功能的对应结构的称谓区分，不是对这些结构重要性的排列，也没有排序、或比较大小、或其他含义。
[0036]
另外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个结构内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据本发明的总体思路，联系本方案上下文具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0037]
实施例一
[0038]
一种基于统计理论模型的地表一致性振幅处理方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0039]
s1、获取nmo(动校正)后的cmp道集。
[0040]
本实施例中，如图2所示，以子波褶积反射系数为地表一致性振幅处理后的标准数据，即模拟的无源检端复杂因素影响的cmp道集示意图，该标准数据包括长乘宽为200乘100个样点。对图2的标准数据随机施加振幅衰减，例如振幅衰减道数占总道数的30％，标准数据中的振幅衰减范围[0.1:0.5]，如图3所示，将振幅衰减处理后的数据作为要处理的输入cmp道集。要处理的实际数据如图4所示。
[0041]
s2、对cmp道集开时窗，滑动时窗，统计时窗在每个位置上的能量趋势，以作为cmp道集中与时窗中心相对应的样点经振幅处理后应达到的能量值。
[0042]
本实施例中，配置时窗大小为5
×
20，即每道5个时间采样点，共20道。在时窗的每个位置上，每道采样点的能量和的中值即表示该位置上时窗的能量趋势，并以此作为位于时窗中心的采样点经振幅处理后应达到的能量值。
[0043]
当时窗滑动一个位置时，其中心位置发生变化，即可求得cmp道集中另一个样点经振幅处理后应达到的能量值，依此类推，通过不断滑动时窗，即可求得cmp道集中各个样点经振幅处理后应达到的能量值。
[0044]
s3、在约束条件下求取时窗中心采样点的振幅补偿系数，以使cmp道集中相对应的样点经振幅补偿后达到相应的能量值。
[0045]
其中s2的计算步骤较多，因此本实施例中通过以下目标泛函求取时窗中心采样点的振幅补偿系数，从而提高计算速度。
[0046]
[0047][0048]
其中，ci是振幅补偿系数，cr是当前道，t1和t2是时窗的时间范围，是求中位数，si(t)是输入的cmp的第i道。通过高斯-牛顿法求解上述的非线性方程，即可求得时窗中心采样点的振幅补偿系数，通过滑动时窗连续处理，比反褶积方法大幅提高了计算速度和效率。
[0049]
s4、输出cmp道集中各样点经振幅补偿后的振幅处理结果。
[0050]
如图5和图6所示，在s3中已经计算出cmp道集中各个样点的振幅补偿系数后，对应的即可输出经振幅补偿后的cmp道集。
[0051]
另外，本实施例提出的方法步骤对于含有噪音的nmo后的cmp道集也具有较好的地表一致性振幅处理效果。图7是含噪数据，应用本实施例公开的方法步骤进行地表一致性振幅处理后如图8，可见对含噪数据也有好的处理效果。
[0052]
实施例二
[0053]
一种电子设备，如图9所示，包括存储有可执行程序代码的存储器以及与该存储器耦合的处理器；其中，处理器调用存储器中存储的可执行程序代码，执行如实施例一公开的方法步骤。
[0054]
实施例三
[0055]
一种计算机存储介质，计算机存储介质中存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行如实施例一公开的方法步骤。
[0056]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0057]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0058]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0059]
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。