一种信号能量谱成像方法、装置、电子设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种信号能量谱成像方法、装置、电子设备及介质，解决现有技术中频率速度谱精度不高、能量聚焦不集中的问题。信号能量谱成像方法，包括：对采集到的地震单炮数据进行观测系统加载处理，生成的道头信息包括偏移距；对加载处理后的地震单炮数据进行面波信号提取处理，提取出面波信号；对提取出的面波信号，沿信号视速度方向进行分偏移距多时窗面波信号选择处理；对所选择的目标时窗内的面波信号进行信号增强处理，并确定目标时窗内信号增强处理后每道面波信号的时频变换谱；根据目标时窗内信号增强处理后每道面波信号的时频变换谱，分频带确定频率

【技术实现步骤摘要】
一种信号能量谱成像方法、装置、电子设备及介质


[0001]本申请涉及石油勘探地震资料处理领域，特别涉及一种信号能量谱成像方法、装置、电子设备及介质。

技术介绍

[0002]随着油气勘探的不断深入，西部地区已作为石油天然气勘探的主战场。但是由于西部地区石油勘探中的地震数据采集面临着地表起伏变化大、低降速带发育严重、噪声发育复杂、地层结构复杂、纵横向地震波速度变化较大等复杂问题，所以往往西部地区采集的石油地震资料噪声发育严重、静校正问题非常突出。单一纵波采集处理的石油地震资料为后续裂缝预测提供的资料较单一，而转换波资料对裂缝等信息的敏感度更高，所以多波勘探技术目前成为裂缝预测等高精度解释技术的有效手段。
[0003]但是，目前采集的多波资料中的转换波资料还无法单独进行基于近地表速度的静校正处理，大都采用纵波的近地表校正量进行经验处理，处理的精度不高，需要采用有效的方法建立转换波的近地表速度模型，便于求取转换波本身的校正量，提高静校正精度。
[0004]地震学中，体波是指由震源振动直接产生在地球内部传播的地震波；面波是体波在地表衍生而成的次生波，主要在地表传播，能量最大，波速约为3.8千米/秒，低于体波，往往最后被记录到。西部地区石油天然气勘探中的地震资料，面波信号往往作为噪声进行剔除而没有利用，而面波信号刚好是横波在低降速等近地表地层中传播的反应，如果利用面波信号进行近地表速度模型的建立，便于真正开展转换波的静校正处理。
[0005]建立面波信号的近地表速度模型的关键技术之一，是如何实现面波信号能量谱高精度成像，现有技术采用的面波信号能量谱成像方案，频率速度谱精度不高、能量聚焦不集中，不利于后续的频率速度曲线自动拾取与面波近地表速度反演处理的需求。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例提供一种信号能量谱成像方法、装置、电子设备及介质，解决现有技术中频率速度谱精度不高、能量聚焦不集中，导致自动拾取频率速度曲线难度较大的问题。
[0007]为了解决上述技术问题，本说明书是这样实现的：
[0008]第一方面，提供了一种信号能量谱成像方法，包括：
[0009]对采集到的地震单炮数据进行观测系统加载处理，加载处理后为地震单炮数据生成的道头信息包括偏移距；
[0010]对加载处理后的地震单炮数据进行面波信号提取处理，提取出面波信号；
[0011]对提取出的面波信号，沿信号视速度方向进行分偏移距多时窗面波信号选择处理；
[0012]对所选择的目标时窗内的面波信号进行信号增强处理，并确定目标时窗内信号增强处理后每道面波信号的时频变换谱；
[0013]根据目标时窗内信号增强处理后每道面波信号的时频变换谱，分频带确定频率
‑
相速度谱，将各频带的频率
‑
相速度谱融合得到面波信号能量谱成像结果。
[0014]可选的，所述对加载处理后的地震单炮数据进行面波信号提取处理，提取出面波信号，具体包括：
[0015]对所述地震单炮数据进行分频扫描和振幅谱分析，得到面波信号的频带范围；
[0016]利用带通滤波器对所述地震单炮数据进行滤波处理，滤波处理后的地震单炮数据中包括设定频带范围内的面波信号；
[0017]根据所述设定频带范围内的面波信号的道间偏移距和道上时间信息，确定面波信号的视速度范围；
[0018]提取视速度范围内的中间速度值，对滤波处理后的地震单炮数据进行校正拉平处理，以使正负偏移距方向上的面波信号处于近似水平状态；
[0019]利用移动的时窗从校正拉平处理后的地震单炮数据中提取各时窗内的面波信号；
[0020]利用所述中间速度值对提取出的各时窗内的面波信号进行反校正拉平处理，恢复出符合原本分布情况的面波信号。
[0021]可选的，所述利用移动的时窗从校正拉平处理后的地震单炮数据中提取各时窗内的面波信号，具体包括：
[0022]对校正拉平处理后的地震单炮数据，利用按设定步长移动的道间时窗依次提取数据信号；
[0023]确定当前时窗内的数据信号的均方根振幅值，将所述均方根振幅值与设定的信号门限值进行比较，如果大于所述信号门限值，则判定当前时窗内的数据信号为面波信号，否则，判定当前时窗内的数据信号为其他地震信号，直至判断出所有时窗内的数据信号是否为面波信号；并
[0024]基于判定结果，提取各道间时窗内的面波信号。
[0025]可选的，所述对提取出的面波信号，沿信号视速度方向进行分偏移距多时窗面波信号选择处理，具体包括：
[0026]在面波信号的正负偏移距方向上，选取不同偏移距的多个不连续的第一矩形时窗；
[0027]根据所述面波信号的视速度范围，利用所述面波信号的道间视速度、道间偏移距、道上时间信息，确定沿信号视速度方向的斜率，利用所述斜率、道间偏移距、道上时间信息，沿信号视速度方向选取由最小视速度与最大视速度构成的第二矩形时窗；
[0028]将所述多个不连续的第一矩形时窗与所述第二矩形时窗之间的时窗交集作为所选择的目标时窗，以对所述目标时窗内的面波信号进行信号增强处理。
[0029]可选的，所述对所选择的目标时窗内的面波信号进行信号增强处理，具体包括：
[0030]对所选择的目标时窗内的面波信号进行傅里叶变换；
[0031]对傅里叶变换得到的频域信号通过如下公式进行信号增强处理：
[0032]A'(ω,k).e
‑
iφ
′
(ω,k)
＝A
a
(ω,k).e
‑
iφ(ω,k)
[0033]其中，A(ω,k)表示振幅谱，φ(ω,k)表示相位谱，ω表示频率，k表示波数，a＝rω+b为与频率相关的线性增强函数，且r、b为大于零的常数；
[0034]对信号增强处理后的频域信号进行傅里叶反变换，得到目标时窗内信号增强处理后的面波信号。
[0035]可选的，所述确定目标时窗内信号增强处理后每道面波信号的时频变换谱，具体包括：
[0036]针对目标时窗内信号增强处理后的面波信号，从最小负偏移距单道信号开始，以最大正偏移距单道信号为止，通过如下公式对每道面波信号开展时空域信号到时频域信号的变换处理，得到目标时窗内信号增强处理后每道面波信号的时频变换谱：
[0037][0038]其中，H(β,ω)表示时频域信号，h(t)表示时空域信号，ω表示频率，β表示窗函数在时间轴上的位置，t表示时间，p、q、l为大于零的常数。
[0039]可选的，所述根据目标时窗内信号增强处理后每道面波信号的时频变换谱，分频带确定频率
‑
相速度谱，将各频带的频率
‑
相速度谱融合得到面波信号能量谱成像结果，具体包括：
[0040]根据分频扫描确定面波信号较强的低频带范围、以及面波信号较弱的高频带范围；
[0041]对于低频带范围内的面波信号，根据目标时窗内每道面波信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种信号能量谱成像方法，其特征在于，包括：对采集到的地震单炮数据进行观测系统加载处理，加载处理后为地震单炮数据生成的道头信息包括偏移距；对加载处理后的地震单炮数据进行面波信号提取处理，提取出面波信号；对提取出的面波信号，沿信号视速度方向进行分偏移距多时窗面波信号选择处理；对所选择的目标时窗内的面波信号进行信号增强处理，并确定目标时窗内信号增强处理后每道面波信号的时频变换谱；根据目标时窗内信号增强处理后每道面波信号的时频变换谱，分频带确定频率
‑
相速度谱，将各频带的频率
‑
相速度谱融合得到面波信号能量谱成像结果。2.如权利要求1所述的信号能量谱成像方法，其特征在于，所述对加载处理后的地震单炮数据进行面波信号提取处理，提取出面波信号，具体包括：对所述地震单炮数据进行分频扫描和振幅谱分析，得到面波信号的频带范围；利用带通滤波器对所述地震单炮数据进行滤波处理，滤波处理后的地震单炮数据中包括设定频带范围内的面波信号；根据所述设定频带范围内的面波信号的道间偏移距和道上时间信息，确定面波信号的视速度范围；提取视速度范围内的中间速度值，对滤波处理后的地震单炮数据进行校正拉平处理，以使正负偏移距方向上的面波信号处于近似水平状态；利用移动的时窗从校正拉平处理后的地震单炮数据中提取各时窗内的面波信号；利用所述中间速度值对提取出的各时窗内的面波信号进行反校正拉平处理，恢复出符合原本分布情况的面波信号。3.如权利要求2所述的信号能量谱成像方法，其特征在于，所述利用移动的时窗从校正拉平处理后的地震单炮数据中提取各时窗内的面波信号，具体包括：对校正拉平处理后的地震单炮数据，利用按设定步长移动的道间时窗依次提取数据信号；确定当前时窗内的数据信号的均方根振幅值，将所述均方根振幅值与设定的信号门限值进行比较，如果大于所述信号门限值，则判定当前时窗内的数据信号为面波信号，否则，判定当前时窗内的数据信号为其他地震信号，直至判断出所有时窗内的数据信号是否为面波信号；并基于判定结果，提取各道间时窗内的面波信号。4.如权利要求2所述的信号能量谱成像方法，其特征在于，所述对提取出的面波信号，沿信号视速度方向进行分偏移距多时窗面波信号选择处理，具体包括：在面波信号的正负偏移距方向上，选取不同偏移距的多个不连续的第一矩形时窗；根据所述面波信号的视速度范围，利用所述面波信号的道间视速度、道间偏移距、道上时间信息，确定沿信号视速度方向的斜率，利用所述斜率、道间偏移距、道上时间信息，沿信号视速度方向选取由最小视速度与最大视速度构成的第二矩形时窗；将所述多个不连续的第一矩形时窗与所述第二矩形时窗之间的时窗交集作为所选择的目标时窗，以对所述目标时窗内的面波信号进行信号增强处理。5.如权利要求1所述的信号能量谱成像方法，其特征在于，所述对所选择的目标时窗内
的面波信号进行信号增强处理，具体包括：对所选择的目标时窗内的面波信号进行傅里叶变换；对傅里叶变换得到的频域信号通过如下公式进行信号增强处理：A
′
(ω，k).e
‑
iφ
′
(ω，k)
＝A
a
(ω，k).e
‑
iφ(ω，k)
其中，A(ω，k)表示振幅谱，φ(ω，k)表示相位谱，ω表示频率，k表示波数，a＝rω+b为与频率相关的线性增强函数，且r、b为大于零的常数；对信号增强处理后的频域信号进行傅里叶反变换，得到目标时窗内信号增强处理后的面波信号。6.如权利要求1所述的信号能量谱成像方法，其特征在于，所述确定目标时窗内信号增强处理后每道面波信号的时频变换谱，具体包括：针对目标时窗内信号增强处理后的面波信号，从最小负偏移距单道信号开始，以最大正偏移距单道信号为止，通过如下公式对每道面波信号开展时空域信号到时频域信号的变换处理，得到目标时窗内信号增强处理后每道面波信号的时频变换谱：其中，H(β，ω)表示时频域信号，h(t)表示时空域信号，ω表示频率，β表示窗函数在时间轴上的位置，t表示时间，p、q、l为大于零的常数。7.如权利要求2所述的信号能量谱成像方法，其特征在于，所述根据目标时窗内信号增强处理后每道面波信号的时频变换谱，分频带确定频率
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相速度谱，将各频带的频率
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相速度谱融合得到面波信号能量谱成像结果，具体包括：根据分频扫描确定面波信号较强的低频带范围、以及面波信号较弱的高频带范围；对于低频带范围内的面波信号，根据目标时窗内每道面波信号的时频变换谱，从低频带范围内的最小频率值开始，以设定的频率步长依次确定低频带范围内每个频率值对应的相速度值；根据低频带范围内每个频率值及其对应的相速度值，确定面波信号在低频带范围内的频率
‑
相速度谱；对于高频带范围内的面波信号，根据目标时窗内每道面波信号的时频变换谱，从高频带范围内的最小频率值开始，以设定的频率步长依次确定高频带范围内每个频率值对应的相速度值；根据高频带范围内每个频率值及其对应的相速度值，确定面波信号在高频带范围内的频率
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相速度谱；将面波信号在低频带范围内的频率
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相速度谱、以及面波信号在高频带范围内的频率
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相速度谱融合，将融合得到的设定频带范围内的频率
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相速度谱作为面波信号能量谱成像结果。8.如权利要求7所述的信号能量谱成像方法，其特征在于，所述每个频率值对应的相速度值的确定方法，具体包括：针对每个频率值，分别获取不同的两道面波信号的时频变换谱中当前频率下的最大能量值所对应的时间，确定每两道面波信号的时间差值；分别利用每两道面波信号的道间距离与时间差值的比值，确定当前频率下目标时窗内所有道间的相速度；
将当前频率下目标时窗内所有道间的相速度平均值作为当前频率下的相速度值。9.如权利要求7所述的信号能量谱成像方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华，彭文，张亨，段鹏飞，曹中林，陈小二，
申请(专利权)人：中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司，
类型：发明
国别省市：