集成反射振幅补偿的人机交互式深海水体三维速度分析法制造技术

本发明专利技术涉及一种集成反射振幅补偿的人机交互式深海水体三维速度分析法，通过人机交互拾取加权平均整形滤波后的深水反射地震记录同相轴坐标信息以得到补偿函数，在切除直达波和浅层干扰的多炮共中心点反射地震数据中提取补偿函数值，并利用该补偿函数值对反射地震记录中的海水反射进行能量补偿，同时通过滤波计算消除气泡散射等背景噪声干扰。利用经过上述处理后的数据进行三维速度分析，得到了深海水体的均方根速度分布。本发明专利技术在保证数据原始信息不被破坏的条件下，通过对原始数据中的微弱有用信息进行提取和补偿等途径，实现针对水层反射的准确速度分析，为海水声速剖面反演与最终的偏移成像和全波形提供了相对精确的初始模型。

【技术实现步骤摘要】
集成反射振幅补偿的人机交互式深海水体三维速度分析法
本专利技术属于海洋地震勘探
，具体涉及一种针对具有光滑梯度变化的深海水体速度分析方法，特别涉及一种集成反射振幅补偿的人机交互式深海水体三维速度分析方法。
技术介绍
近些年来，地震海洋学作为地球物理学与物理海洋学的新兴交叉学科，将常规地震反射方法应用到海洋数据处理中，并显著体现出高分辨率、短时间对大范围水体反射成像等优点。在海洋地震学方法里，对反射地震剖面的处理尤为重要，这是利用AVO技术研究海水物性差异的基础。但常规海洋地震方法是对海底地层反射进行处理，对海水弱反射的研究与处理鲜少。由于海水速度光滑梯度变化和海水多效应的影响，使地震波在水体形成弱反射，影响了波场传播规律的观测及分析数据所携带的速度信息，这是水体数据处理的难点。这种影响主要表现在两方面：1、相较于海底地层强反射，水体反射与地层反射振幅特征差异可达60dB，应用常规技术处理水体难以达到较好效果；2、由于气泡效应等造成的背景噪声与弱反射差异较小，产生混叠效应使海水地震记录反射同相轴难以辨认。在处理海水数据时，由于上述影响会不可避免地在速度参数反演上产生误差。这种误差将对地震数据的处理和解释带来致命影响。关于海水地震反射剖面，国内外学者做了大量的研究。OCEAN75Conference中Brandt发表了“Acousticreturnfromdensityfluctuationsinturbulentjets”，该文首次明确提出声波成像研究海洋水体运动和精细结构的可能性。《OceanVariability&AcousticPropagation》公开了Phillips.J.D和Dean.D.F的“Multichannelacousticreflectionprofilingofoceanwatermasstemperature/salinityinterfaces”，该文表明浅滩地震资料反射波可以反映海水温盐结构，即反映海水速度结构的可能性。《GeophysicalResearchLetters》2005年第15期公开了Holbrook.W.S的“Oceaninternalwavespectrainferredfromseismicreflectiontransects”，该文表明在对芬兰某地地震剖面资料重处理时发现了海水层细结构，可以利用反射地震研究海洋水体运动。《地球物理学进展》2018年第33卷第3期发表了鲁统祥等人的“针对海洋水层反射的处理方法研究”，该文提出了水层弱信号保护技术，通过有效分离水层反射信号达到保真效果。但到目前为止，还未见针对海水弱反射，采用海水人机交互式补偿振幅，对海水进行精确速度分析的方法的报道。
技术实现思路
本专利技术目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种集成反射振幅补偿的人机交互式深海水体三维速度分析方法，能够对深水反射进行有效振幅补偿，并对处理数据进行有效速度分析。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种集成反射振幅补偿的人机交互式深海水体三维速度分析法，包括以下步骤：a、读入切除了直达波等浅层干扰信息和剔除了地层反射后的深水多震源共中心点反射地震数据与观测系统的参数；b、在读入数据及参数后，对每道深水地震记录绝对值进行加权平均计算，并以此为基准向上延伸窗口，提取该窗口范围内的信号；c、对整型滤波后的深水地震记录进行人机交互同相轴拾取，消除由海水速度光滑梯度变化带来的同相轴弱化影响，并根据拾取坐标选取合适振幅数值以及建立傅里叶级数拟合公式，对深水反射地震记录进行弱振幅补偿，傅里叶级数拟合形式为：f(x)＝a0+a1·cos(x·w)+b1·sin(x·w)式中，a0,a1,b1,w为拟合系数；d、对实施步骤c后得到的补偿数据进行叠加速度谱计算，获得垂向双程走时和叠加速度最优值的二相屏，走时函数定义为：若走时曲线不再接近于双曲线，走时多项式的四次项应该被考虑，相似性由下式定义：式中，n是切除直达波后非零采样点的个数；e、将实施步骤d后得到的叠加速度谱进行速度团拾取，经过步骤c的振幅加强处理，结果呈现较好的海水均方根速度分布特性；f、对上述步骤a-e进行重复处理得到克服海水弱反射的三维深水速度分析结果。进一步地，步骤a，所述参数还包括NMO拉伸归零值、相似长度平滑窗口值以及相似值权。进一步地，步骤d，计算前对分子和分母分别进行光滑，之后将相似性关系设为参数相似值权的幂。当相似值权>1时，相似性值的差异在相似性范围[0,1]的上半部分拉伸,在其下半部分压缩，少数较大的外观值得到增强；当相似值权<1时，许多小值被增强。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：①为了对深水反射速度精细分析，本专利技术提出了人机交互式拟合补偿振幅的基本思想。在应用加权整型滤波的基础上，使用可控制相关性系数的三维速度分析，并详细列出了算法流程。②本专利技术提出的人机交互补偿振幅方法，对任意拟合或真实深水数据均可有效加强反射同相轴，这是速度反演的重要前提。③本专利技术在振幅补偿方法有效的基础上，对深水层进行叠加速度分析，有效分析出深水均方根速度变化，为海水声速剖面反演与最终的偏移成像和全波形提供了相对精确的初始条件。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术通过人机交互拾取加权平均整型滤波后的深水反射地震记录同相轴坐标信息以得到补偿函数，在切除直达波和浅层干扰的多炮共中心点反射地震数据中提取补偿函数值，并利用该补偿函数值对反射地震记录中的海水反射进行能量补偿，同时通过滤波计算消除气泡散射等背景噪声干扰；2、利用经过上述处理后的数据进行三维速度分析，得到了深海水体的均方根速度分布；3、本专利技术在保证数据原始信息不被破坏的条件下，通过对原始数据中的微弱有用信息进行提取和补偿等途径，实现针对水层反射的准确速度分析，为海水声速剖面反演与最终的偏移成像和全波形提供了相对精确的初始模型。附图说明图1海水体弱反射交互振幅补偿精确三维速度分析流程图；图2a-图2b本专利技术使用的原始深海水体部分数据；图3对原始数据实施加权平均整形滤波,图3a加权平均滤波后的记录；图3b部分记录道值；图3c同相轴间断现象；图4进行交互式同相轴坐标拾取，图4a拾取间断同相轴坐标；图4b建立完整同相轴函数；图4c得补偿振幅函数值；图5将拟合函数值覆盖在原始数据之上，图5a交互式补偿地震记录；图5b振幅增强；图5c与背景差异对比；图6未处理数据与经过深海水体弱反射交互振幅补偿技术处理数据速度分析对比，图6a常规叠加速度谱结果；图6b人机交互式振幅补偿叠加速度谱结果；具体实施方式下面结合附图和实施例来进一步的解释说明。本专利技术集成反射振幅补偿的人机交互式深海水体三维速度分析法，包括如下步骤：a、读入切除了直达波等浅层干扰信息以及地层反射的深水多震源共中心点地震数据与观测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成反射振幅补偿的人机交互式深海水体三维速度分析法，其特征在于，包括以下步骤：/na、读入切除了直达波等浅层干扰信息和剔除了地层反射后的深水多震源共中心点反射地震数据与观测系统的参数；/nb、在读入数据及参数后，对每道深水地震记录绝对值进行加权平均计算，并以此为基准向上延伸窗口，提取该窗口范围内的信号；/nc、对整型滤波后的深水地震记录进行人机交互同相轴拾取，消除由海水速度光滑梯度变化带来的同相轴弱化影响，并根据拾取坐标选取合适振幅数值以及建立傅里叶级数拟合公式，对深水反射地震记录进行弱振幅补偿，傅里叶级数拟合形式为：/nf(x)＝a0+a1·cos(x·w)+b1·sin(x·w)/n式中：a0,a1,b1,w为拟合系数；/nd、对实施步骤c后得到的补偿数据进行叠加速度谱计算，获得垂向双程走时和叠加速度最优值的二相屏，走时函数定义为：/n

【技术特征摘要】
1.一种集成反射振幅补偿的人机交互式深海水体三维速度分析法，其特征在于，包括以下步骤：
a、读入切除了直达波等浅层干扰信息和剔除了地层反射后的深水多震源共中心点反射地震数据与观测系统的参数；
b、在读入数据及参数后，对每道深水地震记录绝对值进行加权平均计算，并以此为基准向上延伸窗口，提取该窗口范围内的信号；
c、对整型滤波后的深水地震记录进行人机交互同相轴拾取，消除由海水速度光滑梯度变化带来的同相轴弱化影响，并根据拾取坐标选取合适振幅数值以及建立傅里叶级数拟合公式，对深水反射地震记录进行弱振幅补偿，傅里叶级数拟合形式为：
f(x)＝a0+a1·cos(x·w)+b1·sin(x·w)
式中：a0,a1,b1,w为拟合系数；
d、对实施步骤c后得到的补偿数据进行叠加速度谱计算，获得...

【专利技术属性】
技术研发人员：高子傲，孙建国，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22