本申請涉及地震資料采集技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種檢查炮點偏移的方法及裝置。

背景技術(shù)：

近年來，隨著地震勘探能力的逐步提升和近地表地球物理技術(shù)在工程領(lǐng)域研究的不斷深入，使得地震資料采集在復(fù)雜地表條件下得以開展。在復(fù)雜地表條件下的野外采集過程中，在提高野外資料采集技術(shù)方法和加強(qiáng)野外施工質(zhì)量管理的同時，還需要一套有效的技術(shù)監(jiān)控手段來保證采集的質(zhì)量，其中炮點位置的監(jiān)控就是一個重要環(huán)節(jié)。

在地震資料采集過程中，現(xiàn)場處理人員必須及時對所采集到的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行有效監(jiān)控，以便發(fā)現(xiàn)炮點和檢波點的偏移情況，從而剔除廢炮。復(fù)雜的地表條件往往使地震采集過程中對炮點偏移的監(jiān)控難度增大，特別是在地形復(fù)雜、近地表速度橫向變化大的地區(qū)，該問題尤為突出。因此，對當(dāng)天的放炮所得的地震數(shù)據(jù)及時進(jìn)行檢查并初步處理，實施現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)控尤為重要。數(shù)據(jù)現(xiàn)場處理作為地震數(shù)據(jù)采集質(zhì)量監(jiān)控的有效環(huán)節(jié)，其技術(shù)手段的優(yōu)劣直接關(guān)系到地震采集質(zhì)量的高低。

常規(guī)的線性動校正是通過分選部分炮檢距來檢查是否存在炮點偏移。這種方法的缺點是：遇到地表結(jié)構(gòu)復(fù)雜、表層速度橫向變化劇烈的地區(qū)，實際的應(yīng)用效果難以滿足需要。另外，在海量地震數(shù)據(jù)檢查過程中，質(zhì)控人員對每一炮進(jìn)行復(fù)查，難免會出現(xiàn)疏漏。同時質(zhì)控人員只能將每一個排列接收的地震數(shù)據(jù)放大確定偏移量，這可能造成數(shù)據(jù)的失真。因此，根據(jù)實際地表情況，尋找一種合適、準(zhǔn)確快捷的方法顯得非常重要。

應(yīng)該注意，上面對技術(shù)背景的介紹只是為了方便對本申請的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的說明，并方便本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而闡述的。不能僅僅因為這些方案在本申請的背景技術(shù)部分進(jìn)行了闡述而認(rèn)為上述技術(shù)方案為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請實施例的目的在于提供一種檢查炮點偏移的方法及裝置，能夠根據(jù)實際地表情況快速準(zhǔn)確地檢查炮點偏移。

本申請實施例提供的一種檢查炮點偏移的方法及裝置是這樣實現(xiàn)的：

一種檢查炮點偏移的方法，所述方法包括：

讀取單炮地震數(shù)據(jù)，其中，所述單炮地震數(shù)據(jù)中包括多個地震道的地震數(shù)據(jù)；

拾取所述單炮地震數(shù)據(jù)中各個地震道的實際初至；

計算所述單炮地震數(shù)據(jù)中各個地震道的理論初至；

對所述單炮地震數(shù)據(jù)中各個地震道的實際初至和理論初至進(jìn)行對比，并根據(jù)對比的結(jié)果判定所述單炮地震數(shù)據(jù)是否存在炮點偏移。

一種檢查炮點偏移的裝置，所述裝置包括：

地震數(shù)據(jù)讀取單元，用來讀取單炮地震數(shù)據(jù)，其中，所述單炮地震數(shù)據(jù)中包括多個地震道的地震數(shù)據(jù)；

實際初至拾取單元，用來拾取所述單炮地震數(shù)據(jù)中各個地震道的實際初至；

理論初至計算單元，用來計算所述單炮地震數(shù)據(jù)中各個地震道的理論初至；

炮點偏移判定單元，用來對所述單炮地震數(shù)據(jù)中各個地震道的實際初至和理論初至進(jìn)行對比，并根據(jù)對比的結(jié)果判定所述單炮地震數(shù)據(jù)是否存在炮點偏移。

本申請實施例提供的一種檢查炮點偏移的方法及裝置，通過對比拾取的實際初至和計算的理論初至來判斷單炮地震數(shù)據(jù)是否存在炮點偏移，并且能夠?qū)κ叭〉膶嶋H初至進(jìn)行修正處理，可以應(yīng)用于地表結(jié)構(gòu)復(fù)雜、表層速度橫向變化劇烈的地區(qū)，并且所有過程均可以自動實現(xiàn)，無需質(zhì)控人員進(jìn)行復(fù)查，能夠快速準(zhǔn)確地檢查炮點偏移。

附圖說明

圖1為本申請實施例提供的一種檢查炮點偏移的方法流程圖；

圖2為本申請實施例提供的一種檢查炮點偏移的裝置的功能模塊圖。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護(hù)的范圍。

圖1為本申請實施例提供的一種檢查炮點偏移的方法流程圖。雖然下文描述流程包括以特定順序出現(xiàn)的多個操作，但是應(yīng)該清楚了解，這些過程可以包括更多或更少的操作，這些操作可以順序執(zhí)行或并行執(zhí)行(例如使用并行處理器或多線程環(huán)境)。如圖1所示，所述方法可以包括：

S1：讀取單炮地震數(shù)據(jù)，其中，所述單炮地震數(shù)據(jù)中包括多個地震道的地震數(shù)據(jù)。

在地質(zhì)工作和其他物探工作初步確定的油氣勘探有利區(qū)帶上，按照二維或三維觀測系統(tǒng)布置測線和炮點位置，使用炸藥震源或可控震源激發(fā)地震波，并通過檢波器和地震儀以時間離散采樣方式把地震波場記錄下來。用上述手段可以得到原始的地震數(shù)據(jù)。在上原始地震數(shù)據(jù)中，每個檢波點上記錄的地震波數(shù)據(jù)稱為地震道。一個檢波點上的地震道為一個單道。地 震記錄時每激發(fā)一次地震(也稱為單炮)，一般有成千上萬個檢波器在接收信號，接收的信號的集合叫做單炮集記錄。檢波器記錄的多次地震的地震道的集合稱為多炮集記錄。多炮集記錄是由多個單炮集記錄在同一張地震數(shù)據(jù)上并列顯示。

本申請實施例在進(jìn)行炮點偏移檢查時，可以針對多炮集記錄中每一炮的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查。具體地，本申請實施例可以讀取單炮地震數(shù)據(jù)，所述單炮地震數(shù)據(jù)中包括預(yù)設(shè)數(shù)量的地震道數(shù)據(jù)。具體地，所述單炮地震數(shù)據(jù)中各個地震道數(shù)據(jù)可以通過x_i(t)表示，其中i＝1,2,3,…,n，代表該單炮地震數(shù)據(jù)中的地震道的道數(shù)，t代表時間。

S2：拾取所述單炮地震數(shù)據(jù)中各個地震道的實際初至。

本申請實施例可以通過分析所述單炮地震數(shù)據(jù)中各個地震道數(shù)據(jù)的初至，來判斷所述單炮地震數(shù)據(jù)是否存在炮點偏移。當(dāng)炮點處激發(fā)地震波后，由于各種地震波的傳播速度不同，傳播到觀測點的時間也就有先后。地震波到達(dá)某個觀測點時，在觀測點上的檢波器檢測到質(zhì)點振動的時刻就可以稱為波的初至?xí)r間，簡稱初至。本申請具體可以通過下述六個步驟來拾取所述單炮地震數(shù)據(jù)中各個地震道數(shù)據(jù)的實際初至：

S21：在所述單炮地震數(shù)據(jù)中選取一個未拾取實際初至的地震道的地震數(shù)據(jù)。

S22：對選取的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行希爾伯特變換。

假設(shè)選取的地震道數(shù)據(jù)可以記為x_i(t)，其中i代表該選取的地震道數(shù)據(jù)對應(yīng)的地震道數(shù)，t代表時間。本申請實施例可以按照下式對所述地震道數(shù)據(jù)進(jìn)行希爾伯特變換：

其中，h(t)代表經(jīng)過希爾波特變換后的地震道數(shù)據(jù)，代表沖擊響應(yīng)因子。

經(jīng)過希爾伯特變換后的地震道數(shù)據(jù)，其在頻域各頻率分量的幅度保持不變，但相位將出現(xiàn)90°相移。

S23：基于所述選取的地震數(shù)據(jù)以及希爾伯特變換后的地震數(shù)據(jù)，計算所述選取的地震數(shù)據(jù)對應(yīng)的瞬時包絡(luò)。

在某些實施例中，對所述地震道數(shù)據(jù)進(jìn)行希爾伯特變換后，可以基于所述選取的地震道數(shù)據(jù)以及希爾伯特變換后的地震道數(shù)據(jù)，計算所述選取的地震道數(shù)據(jù)對應(yīng)的瞬時包絡(luò)。具體地，本申請實施例可以通過下式計算所述選取的地震道數(shù)據(jù)對應(yīng)的瞬時包絡(luò)：

其中，A(t)代表所述選取的地震道數(shù)據(jù)對應(yīng)的瞬時包絡(luò)，x_i(t)代表所述選取的地震道 數(shù)據(jù)，h(t)代表經(jīng)過希爾波特變換后的地震道數(shù)據(jù)。

S24：對所述瞬時包絡(luò)進(jìn)行時窗劃分，并計算前后時窗的能量比值。

某些實施例中，在計算出所述選取的地震道數(shù)據(jù)對應(yīng)的瞬時包絡(luò)后，可以對所述瞬時包絡(luò)進(jìn)行時窗劃分，并計算前后時窗的能量比值。具體地，假設(shè)前一個時窗的起始時間為T₁，終止時間為T₂，后一個時窗在前一個時窗的基礎(chǔ)上，保持時窗窗長不變，起始時間與終止時間均向后滑動Δt，那么前一個時窗與后一個時窗的能量比值可以通過下式表示：

其中，R為前后時窗的能量比值，A(t)為所述選取的地震道數(shù)據(jù)對應(yīng)的瞬時包絡(luò)，T₁和T₂為前一個時窗的起始時間與終止時間，Δt為時窗的滑動間隔。

通過將所述瞬時包絡(luò)劃分為N個具有相同窗長的時窗，從而可以計算出N-1個前后時窗的能量比值。例如，將所述瞬時包絡(luò)劃分為10個時窗，那么便可以計算出9個前后時窗的能量比值。

S25：選取所述能量比值中最大值對應(yīng)的時窗，并將該時窗內(nèi)所述瞬時包絡(luò)的極大值確定為所述選取的地震數(shù)據(jù)的實際初至。

某些實施例中，計算出前后時窗的能量比值后，可以選取所述能量比值中最大值對應(yīng)的前后時窗。例如上述的9個能量比值中，第2個能量比值最大，那么該能量比值對應(yīng)的前后時窗就是第2個時窗和第3個時窗。在選取出所述能量比值中最大值對應(yīng)的前后時窗后，可以將該前后時窗內(nèi)所述瞬時包絡(luò)的極大值確定為所述選取的地震道數(shù)據(jù)的實際初至。需要說明的是，在實際應(yīng)用場景中，所述前后時窗可能存在重疊。例如，前一個時窗是從10s至30s，后一個時窗則可能是從12s至32s，那么前后時窗具備12s至30s的重疊，那么在所述瞬時包絡(luò)的極大值就是在10s至32s的時窗內(nèi)確定的。

S26：重復(fù)執(zhí)行上述步驟S21至S25，直至拾取得到所述單炮地震數(shù)據(jù)中的各個地震道的實際初至。

對所述單炮地震數(shù)據(jù)中某個地震道數(shù)據(jù)拾取完實際初至后，可以對其他未拾取實際初至的地震道數(shù)據(jù)執(zhí)行步驟S21至S25的步驟，直到所述單炮地震數(shù)據(jù)中所有地震道數(shù)據(jù)均拾取完實際初至為止。

S3：計算所述單炮地震數(shù)據(jù)中各個地震道的理論初至。

某些實施例中，在拾取完所述單炮地震數(shù)據(jù)中各個地震道數(shù)據(jù)的實際初至后，可以計算 所述單炮地震數(shù)據(jù)中各個地震道數(shù)據(jù)的理論初至。具體地，本申請實施例可以通過下述兩個步驟來計算所述單炮地震數(shù)據(jù)中各個地震道數(shù)據(jù)的理論初至：

S31：根據(jù)拾取的實際初至和各個地震道的炮檢距，計算速度參數(shù)和時間參數(shù)。

本申請實施例可以獲取所述單炮地震數(shù)據(jù)中第一地震道數(shù)據(jù)對應(yīng)的第一實際初至、第一炮檢距和第二地震道數(shù)據(jù)對應(yīng)的第二實際初至、第二炮檢距，然而可以通過下式計算速度參數(shù)和時間參數(shù)：

其中，t₀代表時間參數(shù)，v代表速度參數(shù)，t₁代表第一實際初至，t₂代表第二實際初至，x₁代表第一炮檢距，x₂代表第二炮檢距。

S32：根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則，通過所述速度參數(shù)和時間參數(shù)計算所述單炮地震數(shù)據(jù)中各個地震道的理論初至。

計算出速度參數(shù)和時間參數(shù)后，可以根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則，通過所述速度參數(shù)和時間參數(shù)計算所述單炮地震數(shù)據(jù)中各個地震道數(shù)據(jù)的理論初至。具體地，本申請實施例可以獲取所述單炮地震數(shù)據(jù)中各個地震道數(shù)據(jù)對應(yīng)的炮檢距，然而可以將各個地震道數(shù)據(jù)對應(yīng)的炮檢距分別代入公式計算所述單炮地震數(shù)據(jù)中各個地震道數(shù)據(jù)的理論初至，其中，t₀代表所述時間參數(shù)，v代表所述速度參數(shù)，t_i代表第i個地震道數(shù)據(jù)的理論初至，x_i代表第i個地震道數(shù)據(jù)對應(yīng)的炮檢距。

S4：對所述單炮地震數(shù)據(jù)中各個地震道的實際初至和理論初至進(jìn)行對比，并根據(jù)對比的結(jié)果判定所述單炮地震數(shù)據(jù)是否存在炮點偏移。

本申請實施例可以基于上述確定的實際初至和計算的理論初至，通過對比兩者之間的關(guān)系，并根據(jù)對比的結(jié)果判定所述單炮地震數(shù)據(jù)是否存在炮點偏移。具體地，本申請實施例可以預(yù)先設(shè)定第一閾值和第二閾值，所述第一閾值可以用來衡量所述實際初至和所述理論初至的誤差關(guān)系，所述第二閾值可以用來衡量出現(xiàn)誤差的初至的數(shù)量。

具體地，可以對比所述單炮地震數(shù)據(jù)中的每個地震道數(shù)據(jù)對應(yīng)的實際初至和理論初至，當(dāng)所述實際初至和理論初至之間的誤差大于所述第一閾值時，將該地震道確定為一個存在誤差數(shù)據(jù)的地震道。在實際應(yīng)用場景中，所述第一閾值往往設(shè)置為0.2，即當(dāng)所述實際初至和理論初至之間的誤差大于0.2時，將該地震道確定為一個存在誤差數(shù)據(jù)的地震道。

對所述單炮地震數(shù)據(jù)中各個地震道數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差判定后，當(dāng)確定的存在誤差數(shù)據(jù)的地震道的數(shù)量大于所述第二閾值時，判定所述單炮地震數(shù)據(jù)存在炮點偏移。在實際應(yīng)用場景中，所述第二閾值還可以是存在誤差數(shù)據(jù)的地震道的數(shù)量在所有地震道數(shù)量中所占的比重值。具體地，該比重值可以設(shè)置為60％，即當(dāng)所述誤差數(shù)據(jù)的數(shù)量在所述單炮地震數(shù)據(jù)的所有地震道數(shù)據(jù)的數(shù)量中所占比重值大于60％時，則判定所述單炮地震數(shù)據(jù)存在炮點偏移。對于存在炮點偏移的單炮地震道數(shù)據(jù)則需要進(jìn)行重新采集。

在實際應(yīng)用場景中，由于受到噪聲的影響，在拾取各個地震道數(shù)據(jù)對應(yīng)的實際初至?xí)r，拾取到的實際初至可能存在奇異值。在本申請一優(yōu)選實施例中，可以對拾取后的實際初至做修正處理，以減少實際初至中的奇異值，從而優(yōu)化最終的炮點偏移判定結(jié)果。具體地，本申請一優(yōu)選實施例可以通過下述四個步驟對拾取的實際初至進(jìn)行修正：

S27：計算所述實際初至的平均時差。

根據(jù)所述拾取的實際初至，本申請實施例可以通過下式計算所述實際初至的平均時差：

其中，t_av代表所述實際初至的平均時差，t_i代表所述單炮地震數(shù)據(jù)中各個地震道數(shù)據(jù)對應(yīng)的實際初至，n代表所述單炮地震數(shù)據(jù)中地震道的個數(shù)。

S28：根據(jù)所述平均時差，設(shè)定第三閾值。

在實際應(yīng)用場景中，往往將所述平均時差的界定倍數(shù)設(shè)置為第三閾值，具體地，該界定倍數(shù)為10倍。也就是說所述第三閾值可以設(shè)置為10t_av。

S29：將所述實際初至中的第三地震道對應(yīng)的第三實際初至與所述第三閾值進(jìn)行對比，當(dāng)所述第三實際初至大于所述第三閾值時，從所述實際初至中剔除所述第三實際初至。

在確定出第三閾值后，可以將所述單炮地震數(shù)據(jù)中各個地震道數(shù)據(jù)對應(yīng)的實際初至與所述第三閾值進(jìn)行對比，并將存在誤差較大的實際初至剔除掉。本申請實施例以第三地震道數(shù)據(jù)為例，可以將所述實際初至中的第三地震道數(shù)據(jù)對應(yīng)的第三實際初至與所述第三閾值進(jìn)行對比，當(dāng)所述第三實際初至大于所述第三閾值時，從所述實際初至中剔除所述第三實際初至。

S210：對未剔除的實際初至進(jìn)行道間插值計算，并將計算的結(jié)果作為所述第三地震道對應(yīng)的實際初至。

將所述第三地震道數(shù)據(jù)對應(yīng)的第三實際初至剔除后，本申請實施例可以通過對未剔除的實際初至進(jìn)行道間插值計算，并將計算的結(jié)果作為所述第三地震道數(shù)據(jù)對應(yīng)的實際初至。這樣，通過其他誤差較小或者不存在誤差的實際初至進(jìn)行插值計算，便可以得到較為合理的實際初至，從而可以保證整個單炮地震數(shù)據(jù)中實際初至的平滑，不會存在奇異點，進(jìn)而可以保 證最終炮點偏移結(jié)果判定的準(zhǔn)確性。

本申請實施例還提供一種檢查炮點偏移的裝置。圖2為本申請實施例提供的一種檢查炮點偏移的裝置的功能模塊圖。如圖2所示，所述裝置包括：

地震數(shù)據(jù)讀取單元100，用來讀取單炮地震數(shù)據(jù)，其中，所述單炮地震數(shù)據(jù)中包括多個地震道的地震數(shù)據(jù)；

實際初至拾取單元200，用來拾取所述單炮地震數(shù)據(jù)中各個地震道的實際初至；

理論初至計算單元300，用來計算所述單炮地震數(shù)據(jù)中各個地震道的理論初至；

炮點偏移判定單元400，用來對所述單炮地震數(shù)據(jù)中各個地震道的實際初至和理論初至進(jìn)行對比，并根據(jù)對比的結(jié)果判定所述單炮地震數(shù)據(jù)是否存在炮點偏移。

在本申請一優(yōu)選實施例中，所述實際初至拾取單元200具體可以包括：

地震道數(shù)據(jù)選取模塊201，用來在所述單炮地震數(shù)據(jù)中選取一個未拾取實際初至的地震道的地震數(shù)據(jù)；

希爾伯特變換模塊202，用來對選取的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行希爾伯特變換；

瞬時包絡(luò)計算模塊203，用來基于所述選取的地震數(shù)據(jù)以及希爾伯特變換后的地震數(shù)據(jù)，計算所述選取的地震道數(shù)據(jù)對應(yīng)的瞬時包絡(luò)；

能量比值計算模塊204，用來對所述瞬時包絡(luò)進(jìn)行時窗劃分，并計算前后時窗的能量比值；

實際初至確定模塊205，用來選取所述能量比值中最大值對應(yīng)的時窗，并將該時窗內(nèi)所述瞬時包絡(luò)的極大值確定為所述選取的地震道的實際初至；

重復(fù)執(zhí)行模塊206，用來重復(fù)執(zhí)行所述地震道數(shù)據(jù)選取模塊201至所述實際初至確定模塊205的處理流程，直至拾取得到所述單炮地震數(shù)據(jù)中的各個地震道的實際初至。

在本申請一優(yōu)選實施例中，所述炮點偏移判定單元400具體包括：

閾值設(shè)定模塊401，用來預(yù)先設(shè)定第一閾值和第二閾值；

第一判定模塊402，用來對比所述單炮地震數(shù)據(jù)中的每個地震道對應(yīng)的實際初至和理論初至，當(dāng)實際初至和理論初至之間的誤差大于所述第一閾值時，將該地震道確定為一個存在誤差數(shù)據(jù)的地震道；

第二判定模塊403，用來當(dāng)確定的存在誤差數(shù)據(jù)的地震道的數(shù)量大于所述第二閾值時，判定所述單炮地震數(shù)據(jù)存在炮點偏移。

為了對拾取的實際初至進(jìn)行修正，本申請另一優(yōu)選實施例中，所述裝置還可以包括：

平均時差計算單元2051，用來計算所述實際初至的平均時差；

第三閾值設(shè)定單元2052，用來根據(jù)所述平均時差，設(shè)定第三閾值；

實際初至剔除單元2053，用來將所述實際初至中的第三地震道對應(yīng)的第三實際初至與所述第三閾值進(jìn)行對比，當(dāng)所述第三實際初至大于所述第三閾值時，從所述實際初至中剔除所述第三實際初至；

插值計算單元2054，用來對未剔除的實際初至進(jìn)行道間插值計算，并將計算的結(jié)果作為所述第三地震道對應(yīng)的實際初至。

本申請實施例通過對比拾取的實際初至和計算的理論初至來判斷單炮地震數(shù)據(jù)是否存在炮點偏移，并且能夠?qū)κ叭〉膶嶋H初至進(jìn)行修正處理，可以應(yīng)用于地表結(jié)構(gòu)復(fù)雜、表層速度橫向變化劇烈的地區(qū)，并且所有過程均可以自動實現(xiàn)，無需質(zhì)控人員進(jìn)行復(fù)查，能夠快速準(zhǔn)確地檢查炮點偏移。

雖然通過實施例描繪了本申請，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，本申請有許多變形和變化而不脫離本申請的精神，希望所附的權(quán)利要求包括這些變形和變化而不脫離本申請的精神。