一种三维TauP域地震数据的处理方法、装置和设备与流程

本发明涉及油气勘探中的地震资料处理，特别涉及一种三维taup域地震数据的处理方法、装置和设备。

背景技术：

1、在地震资料处理中，taup(t-p域)变换作为一种数学变换方式，已在多种地震处理领域中广泛应用。然而，针对地震资料处理目的不同，要求taup变换的求解方式也截然不同，诸如在多次波压制、上下波场分离等方面，要求taup域的能量团具有高分辨率的特点，要尽可能的缩小能量团的分布范围，达到分离滤波的目的，降低对有效信号的损伤；而在地震子波提取、海洋资料气泡压制等方面，则要求taup域能量团具有更为丰富的低频信息，突出低频气泡能量和拓宽子波频带，为后续一系列的低频资料处理提供数据基础。

2、随着近些年地震资料高端处理技术(如全波形反演、方向信号反褶积等)的研发，对三维地震资料的低频处理提出了更高的要求。然而，低频信号容易被淹没在各种噪声中，极易在数据预处理环节被视为噪声压制，尤其是在海洋地震资料处理中，需要加强对有限的低频信号保护，因此，对处理技术提出了更高的要求。

技术实现思路

1、发明人发现，在实际资料处理中，二维taup变换技术已经应用的相当成熟，但是其忽略了地震子波的空间传播特性(震源激发产生地震波，会形成球面的能量向外传播的，是一种空间的传播形态，而不是二维平面的)，往往处理三维地震资料效果不够理想，而三维taup变换是根据纵、横方向的斜率，将地震数据映射到三维立体空间，能够充分利用水平方位角和垂直出射角的信息，表征出三维地震信号的空间传播特征，对三维宽方位地震资料处理具有极大的优势。发明人发现，现有技术中大多数是以提高变换域的分辨率为出发点，对低频信号保护却未有人提及。

2、鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种三维taup域地震数据的处理方法、装置和设备。

3、第一方面，本发明实施例提供了一种三维taup域地震数据的处理方法，可以包括：

4、基于预先确定的taup变换共轭算子和获取的频率空间域地震数据，得到初始三维taup域的模型数据；

5、使用rho滤波算子对所述初始三维taup域的模型数据进行校正，以得到三维taup域正变换后的地震数据；

6、基于最小二乘原理，使用反rho滤波算子对所述三维taup域正变换后的地震数据进行反变换，以得到三维taup域反变换后的地震数据。

7、可选的，所述使用rho滤波算子对所述初始三维taup域的模型数据进行校正，以得到三维taup域正变换后的地震数据，可以包括：

8、使用rho滤波算子对所述初始三维taup域的模型数据的一道地震数据进行校正，得到该道的三维taup域正变换后的地震数据；

9、遍历该地震道集中所有的地震道数据，以得到三维taup域正变换后的地震数据。

10、可选的，所述rho滤波算子通过下述方法获得：

11、基于希尔伯特变换，确定时间域的rho算子；

12、将所述时间域的rho算子进行傅里叶正变换，由时间域变到频率域以得到taup域的rho算子。

13、可选的，所述taup变换共轭算子通过下述方式确定：

14、基于获得的三维地震道集中的每一道地震数据，沿时间方向进行一维傅里叶正变换，得到频率空间域的地震数据；

15、根据地震道集预设的观测系统空间位置坐标，剖分地震道集的网格，以构建三维taup变换算子；

16、对所述三维taup变换算子进行求解，以得到taup变换共轭算子。

17、可选的，所述基于最小二乘原理，使用反rho滤波算子对所述三维taup域正变换后的地震数据进行反变换，包括：

18、基于变换算子和共轭算子，利用奇异值分解确定出广义逆算子；

19、基于最小二乘和所述广义逆算子对所述三维taup域正变换后的地震数据进行反变换；

20、对反变换后的三维taup域地震数据进行反rho滤波算子校正，以得到三维taup域反变换后的地震数据。

21、可选的，所述基于最小二乘和所述广义逆算子对所述三维taup域正变换后的地震数据进行反变换，通过下述公式实现：

22、

23、其中，μ为阻尼因子，通常取值0.01～1之间，i为单位矩阵，μi主要用来增强矩阵求逆的稳定性。

24、可选的，所述对反变换后的三维taup域地震数据进行反rho滤波算子校正，通过下述公式实现：

25、

26、其中，rho-(ω)为反rho滤波算子。

27、第二方面，本发明实施例提供了一种三维taup域地震数据的处理装置，可以包括：

28、taup变换模块，用于基于预先确定的taup变换共轭算子和获取的频率空间域地震数据，得到初始三维taup域的模型数据；

29、正变换模块，用于使用rho滤波算子对所述初始三维taup域的模型数据进行校正，以得到三维taup域正变换后的地震数据；

30、反变换模块，用于基于最小二乘原理，使用反rho滤波算子对所述三维taup域正变换后的地震数据进行反变换，以得到三维taup域反变换后的地震数据。

31、第三方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面所述的三维taup域地震数据的处理方法。

32、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机设备，包括存储器，处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述的三维taup域地震数据的处理方法。

33、本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

34、本发明实施例提供了一种三维taup域地震数据的处理方法、装置和设备，该方法三维taup变换是根据纵、横方向的斜率，将地震数据映射到三维立体空间，能够充分利用水平方位角和垂直出射角的信息，表征出三维地震信号的空间传播特征，对三维宽方位地震资料处理具有极大的优势，进一步从低频信号保护方面着手，在三维taup变换求解时，引入特定变换算子，加强了对低频信号的凸显，同时，消除了由于空间倾斜叠加带入的子波拉伸畸变，使得三维taup域谱数据的信噪比更高。本发明实施例旨在解决三维taup变换在变换域内低频信号不聚焦或能量分散的问题，为后续的地震资料处理提供低频数据的保障。

35、本发明实施例中，一方面针对三维宽方位地震数据形成的一种三维taup变换技术，充分考虑地震子波的空间传播特性，对不同方向的地层倾角或地层各向异性的情况，采用的三维taup变换更为有效。

36、另一方面，本发明实施例中根据希尔伯特变换引入了rho算子，该算子与频率相关，能够均衡低频信号，使得三维taup域原本较弱的低频成分得到一定的抬升，达到保护低频的目的，为后续的低频地震资料处理提供了数据基础。

37、第三方面，本发明实施例的三维taup正变换用rho算子代替了广义逆算子，由于矩阵的求逆是非常耗时的，而rho只与频率相关，因此，本发明实施例方法的计算效率要优于常规三维taup变换方法的计算效率。

38、第四方面，为了提高三维taup反变换的计算精度，得到高保真的三维taup变换后的处理结果，本发明实施例在三维taup反变换过程中采用了最小二乘思路，通过奇异值分解技术(svd)提高方程解的精度，达到保幅的处理目的。

39、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

40、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。