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专利号: 2023114894013
申请人: 山东科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种地震数据大地吸收衰减三维空间质控方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1.根据三维工区控制炮数据分析确定分析时窗和质控频率;

步骤2.对整个三维工区地震数据进行各质控频率下的三角滤波处理;

步骤3.对各质控频率三角滤波后的结果进行多道数据振幅统计压制异常噪声处理;

步骤4.对统计压制异常噪声的结果在对数域进行振幅回归拟合;

所述步骤4具体为:

步骤4.1.将各质控频率下各炮集多道数据振幅统计压制异常噪声后的结果 变换到对数域,结果记为 则:步骤4.2.给定回归拟合的起止时刻,分别用 和 表示;令对数域的振幅衰减率用α表示,构建如下的线性回归曲线:Y=αT+b;

其中,Y表示对数域的振幅,T为时间,b是随时间不变的一个常量;

用线性回归曲线在对数域对 进行回归拟合,令拟合误差的平方和由e表示,则:令误差的平方和e最小,求解拟合参数α和b的问题是一个最小二乘拟合问题,问题的解T ‑1 T采用如下的矩阵方程的形式来表示:Z=(AA) AB;

其中 为待求的方程解, A和B是已知量;

利用公式求出Z,并最终得到对数域的振幅衰减率α,该对数域的振幅衰减率α能够直接反映拟合的起始时刻 至终止时刻 范围内振幅的宏观衰减趋势,称α为宏观衰减率;

步骤5.在振幅回归拟合结果的基础上,进行三维空间吸收衰减质控参数构建,从而实现大地吸收衰减三维空间质控处理;

所述步骤5具体为:

将各炮计算出的宏观衰减率α值放置于该炮点的二维空间坐标XY位置上,以颜色反映该炮点宏观衰减率α值的大小,来质控三维工区宏观吸收衰减在空间上的相对强弱情况;将三维工区各炮宏观衰减率α值绘制统计直方图反映宏观衰减率α值的统计分布情况;

为了质控目的层段局部的吸收衰减情况,对各炮的 值分别在目的层段上方区域和目的层段开时窗,定义 和 分别为目的层段上方区域的时窗起止时间, 和分别为目的层段时窗起止时间,利用下式计算两时窗的对数域统计振幅 的变化率β,表达式如下:其中,β反映了地震波能量由目的层上方区域传播至目的层段附近振幅的局部吸收衰减的变化率情况,作为构建的目的层段局部吸收衰减指征参数,称为局部吸收衰减率;

将各炮局部吸收衰减率β放置于地面该炮点的二维空间坐标XY位置上,以颜色来反映β值的大小,来质控三维工区目的层段局部吸收衰减的空间相对变化情况;将三维工区各炮目的层段局部吸收衰减率β绘制统计直方图来反映目的层段吸收衰减率β值的统计分布情况。

2.根据权利要求1所述的地震数据大地吸收衰减三维空间质控方法,其特征在于,所述步骤1中,按照如下方式确定分析时窗:依据三维工区的近地表和地下构造特征优选具有代表性的质控炮集数据;依据质控炮集数据的信噪比情况,在炮集上确定用于质控的地震数据的炮检距范围0~xmax;

其中,xmax表示炮检距的最大值;对质控炮中落入炮检距范围0~xmax内的地震数据,设计时窗W,时窗W中包含浅、中、深层的反射波信息,并避开干扰波。

3.根据权利要求2所述的地震数据大地吸收衰减三维空间质控方法,其特征在于,所述步骤1中,按照如下方式确定质控频率:对质控炮集数据在时窗W内分别计算浅层反射波区域和目的层附近区域的振幅谱,对比浅层反射波和目的层反射波的振幅谱衰减情况,选取有代表性的频率f1、f2、…、fL作为质控频率;其中,L为质控频率的个数。

4.根据权利要求1所述的地震数据大地吸收衰减三维空间质控方法,其特征在于,所述步骤2具体为:步骤2.1.对三维工区内各炮集计算时窗W内地震数据的频谱,记为As(f,x);其中,f为频率,s为炮序号,s=1,2,3,…,x为炮检距,0≤x≤xmax,xmax表示炮检距的最大值;

步骤2.2.给定三角滤波的单边斜坡频率跨度fwidth,依据下式分别计算各质控频率f1、f2、…、fL对应的三角滤波器算子 其中i=1,2,…,L;

步骤2.3.计算三维工区内的各炮集数据经过各质控频率三角滤波处理后的结果,记为其公式为:其中,Re[]表示取实部处理,IFFT()表示反傅里叶变换,t表示时间。

5.根据权利要求4所述的地震数据大地吸收衰减三维空间质控方法,其特征在于,所述步骤3具体为:将地震数据各质控频率三角滤波的结果 表示为离散形式

其中,j=0,1,2,3,...,M表示各时间采样点序号,k=1,2,3,...,N表示道号;Tj表示各时间采样点序号j所对应的时间,Xk表示各道号k所对应的炮检距;

步骤3.1.计算 的绝对值,记为

步骤3.2.对数据 沿着Xk方向剔除所有的零值,剔除零值后的Xk方向的数据个数记为nj,剔除零值后的结果表示为步骤3.3.给定剔除异常值的百分比P,计算各时刻剔除异常值后的数据个数nj,p;

其中, 表示向上取整,0<P<100;

步骤3.4.对剔除零值后的结果 沿着Xk方向进行由小到大的排序处理,并剔除nj-nj,P个极大值,结果记为

表示对结果沿着Xk方向从小到大排序处理后并从小到大依次取nj,P个数;

步骤3.5.计算各时刻剔除零值和nj-nj,P个极大值后剩余数据的均值,并记为其计算公式为:其中, 为各质控频率下,各炮集多道数据振幅统计压制异常噪声后的结果。

6.根据权利要求1所述的一种地震数据大地吸收衰减三维空间质控方法,其特征在于,所述步骤5中,宏观衰减率α结果为负时,表示振幅随时间呈逐渐衰减的趋势;结果为0时,表示振幅随时间呈平稳信号特征;结果为正值时,表示振幅随时间呈逐渐增强的趋势。

7.一种用于实现如权利要求1至6任一项所述的地震数据大地吸收衰减三维空间质控方法的地震数据大地吸收衰减三维空间质控系统,其特征在于,所述地震数据大地吸收衰减三维空间质控系统包括:

数据分析模块,用于根据三维工区控制炮数据分析确定分析时窗和质控频率;

三角滤波处理模块,用于对整个三维工区地震数据进行各质控频率下的三角滤波处理;

异常噪声处理模块,用于对各质控频率三角滤波后的结果进行多道数据振幅统计压制异常噪声处理;

振幅回归拟合模块,用于对统计压制异常噪声的结果在对数域进行振幅回归拟合;

以及大地吸收衰减质控模块,在振幅回归拟合结果的基础上,用于构建三维空间吸收衰减质控参数,从而实现大地吸收衰减三维空间质控处理。

8.一种计算机设备,包括存储器和一个或多个处理器,所述存储器中存储有可执行代码,其特征在于,所述处理器执行所述可执行代码时,实现如权利要求1至6任一项所述的地震数据大地吸收衰减三维空间质控方法的步骤。