本發(fā)明屬于非常規(guī)油氣開發(fā)的微地震監(jiān)測技術(shù)，更加具體地講，涉及一種利用地表記錄提取相關(guān)信息，使用算法進(jìn)行初至拾取的方法。

背景技術(shù)：

初至拾取在微地震記錄中一直都是一個(gè)基礎(chǔ)而又十分重要的問題。初至拾取在VSP解析、淺層折射波勘測、層析成像勘測以及折射波形校正中都扮演了重要的角色。初至拾取的結(jié)果影響到后續(xù)的步驟對這部分?jǐn)?shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性。而且對于龐大的微地震數(shù)據(jù)，初至拾取的工作量是十分巨大的，能否快速的進(jìn)行微地震數(shù)據(jù)的初至拾取，是影響數(shù)據(jù)處理效率的關(guān)鍵。

目前為止，通過觀察地震剖面圖并記錄初至的手動拾取方法有很多種：相關(guān)法、分形維法、能量比法、最大振幅法及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。他們各自存在優(yōu)缺點(diǎn)。

(1)能量比方法

初至?xí)r間在剖面圖中是一個(gè)非常特殊的點(diǎn)，在這個(gè)點(diǎn)指點(diǎn)的有效信號為零，存在的只是噪聲；相反，在該點(diǎn)之后則是非常重要的地震信號。根據(jù)這個(gè)特性，我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)時(shí)窗，將該時(shí)窗放在初始時(shí)間之前，則能量比較少；但是將該時(shí)窗放在初始點(diǎn)時(shí)則是有非常大的能量，因此前后兩個(gè)時(shí)刻的時(shí)窗中的能量是存在非常大的差異的，所以，可以根據(jù)時(shí)窗能量之比來判斷初至?xí)r間。

用如下的等式來表示時(shí)窗前后能量比的特性：

上式中，x(t)表示地震數(shù)據(jù)幅度值；T₁表示時(shí)窗起點(diǎn)；T₀為時(shí)窗中點(diǎn)；T₂為時(shí)窗終點(diǎn)。利用該方法時(shí)，在初始設(shè)定時(shí)窗長度時(shí)，可以根據(jù)自己的需要來設(shè)定，但是在用戶設(shè)定初始值后，時(shí)窗的長度不能進(jìn)行改變。但是該方法存在如下問題：當(dāng)初至落在某個(gè)時(shí)窗內(nèi)時(shí)，該時(shí)窗的能量和與前一個(gè)時(shí)窗的能量和之比很有可能小于該時(shí)窗內(nèi)的能量和之后一個(gè)時(shí)窗的能量和之比。這樣按照能量比方法，我們就要確定該時(shí)窗之后的時(shí)窗中的最大振幅點(diǎn)，但是初至卻是不再這個(gè)時(shí)窗內(nèi)的，進(jìn)而產(chǎn)生了初至拾取錯(cuò)誤的情況。

(2)振幅比方法

該方法與上述的能量比方法相似，在方法的初始階段要設(shè)立時(shí)窗，該方法的原理如下：因?yàn)樵诔踔恋絹淼那昂螅卣鸩ㄐ斡泻艽蟮钠鸱?，在初至?xí)r間之前波形幾乎為零，那么相應(yīng)的這個(gè)時(shí)窗內(nèi)的振幅值應(yīng)該普遍比較小；而對于初至?xí)r間所在的時(shí)窗內(nèi)，波形會變得特別大，那么相應(yīng)的振幅值應(yīng)該也普遍比較大，因此我們也可以用曲線長度比值的大小來判斷初至?xí)r間，初至?xí)r間所在的那個(gè)時(shí)窗的曲線長度值將是最大的；

用如下等式來表示時(shí)窗前后振幅比的特性：

上式中，x(t)表示地震數(shù)據(jù)幅度值；T₁表示時(shí)窗起點(diǎn)；T₀為時(shí)窗中點(diǎn)；T₂為時(shí)窗終點(diǎn)。

(3)曲線長度比方法

該方法與能量比方法類似，但是在能量比方法中用到地震數(shù)據(jù)的性質(zhì)是能量，而在該方法中用到的特征是曲線長度。通過計(jì)算時(shí)窗內(nèi)的曲線長度來區(qū)分該時(shí)窗中是否有初至?xí)r間點(diǎn)落在其中。

(4)分形維數(shù)方法

Boschetti等發(fā)現(xiàn)可以利用分形維數(shù)隨時(shí)間變化這個(gè)特性來應(yīng)用于初至的拾取。通過對比“分隔法”和“赫斯特法”得出以下結(jié)論：分形維數(shù)的時(shí)間復(fù)雜度高于赫斯特法，但是初至的拾取效果更好。對于信噪比很低的情景，計(jì)算分形維的方法更多，應(yīng)用也更加靈活。對于不同的地震數(shù)據(jù)以及不同的地震數(shù)據(jù)得到的分形維變化的特征可能會有不用。但是由于分形維的出現(xiàn)一般都是在噪聲與信噪疊加信號的分界附近出現(xiàn)，這個(gè)分界也就是我們所說的“初至”。所以雖然對于具體的場景可能采用不同的方法來獲得更高的效率，但是得到的結(jié)果卻相似說明分形維的方法是很靈活的。

(5)極值

若函數(shù)f(x)在x₀的一個(gè)鄰域D有定義，且對D的所有點(diǎn)，都有f(x)≤f(x₀)，則稱f(x₀)是函數(shù)f(x)的一個(gè)極大值。同理，若對D的所有點(diǎn)，都有f(x)≥f(x₀)，則成f(x₀)是函數(shù)f(x)的一個(gè)極小值。

(6)微分

微分的概念是在解決直與曲的矛盾中產(chǎn)生的，在微小局部可以用直線去近似替代曲線，他的直接應(yīng)用就是函數(shù)的線性化。微分具有雙重意義：它表示一個(gè)微小的量，同時(shí)有表示一種與求導(dǎo)密切相關(guān)的運(yùn)算。

總的來說，目前初至的拾取主要在人工的條件下進(jìn)行，但在很多情況中由于噪聲的影響，地震數(shù)據(jù)中的初至位置并不明顯，這種缺陷一方面導(dǎo)致拾取的精度無法保證，另一方面也導(dǎo)致初始拾取的效率過低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足中的至少一項(xiàng)。例如，本發(fā)明的目的在于針對手動拾取微地震數(shù)據(jù)效率低下的問題，提出一種基于初至趨勢的自動拾取方法，通過觀察初至的趨勢來確定自動拾取的起始終止點(diǎn)，計(jì)算該區(qū)間內(nèi)的初至，實(shí)現(xiàn)了微地震數(shù)據(jù)初至的快速拾取。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種微地震監(jiān)測初至的拾取方法，所述拾取方法將微地震數(shù)據(jù)的初至趨勢線性分解為多段呈直線或近直線的初至拾取區(qū)間，在每個(gè)初至拾取區(qū)間內(nèi)拾取每道微地震數(shù)據(jù)的波峰初至、波谷初至或跳變點(diǎn)初至，其中，在任一初至區(qū)間內(nèi)拾取任一道微地震數(shù)據(jù)的波峰初至、波谷初至或跳變點(diǎn)初至包括以下步驟：

根據(jù)式1計(jì)算經(jīng)過任一初至拾取區(qū)間的起始點(diǎn)A(m₁，n₁)和終止點(diǎn)B(m₂，n₂)的直線的斜率k，式1為：其中，m₁為起始點(diǎn)A的CDP號，n₁為起始點(diǎn)A的時(shí)間值，m₂終止點(diǎn)B的CDP號，n₂為終止點(diǎn)B的時(shí)間值。

根據(jù)式2確定任一道微地震數(shù)據(jù)波峰初至或波谷初至尋找的起始點(diǎn)Node(N_trace,n)，式2為：其中，N_trace為所述任一微地震數(shù)據(jù)的道數(shù)，n是所述直線與微地震數(shù)據(jù)二維數(shù)組相交得出的節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的時(shí)間值。

從所述起始點(diǎn)Node(N_trace,n)開始沿時(shí)間方向?qū)ふ也ǚ妩c(diǎn)，并將所得波峰點(diǎn)集合中振幅值最大的點(diǎn)作為所述任一道微地震數(shù)據(jù)的波峰初至點(diǎn)；或者，從所述起始點(diǎn)Node(N_trace,n)開始沿時(shí)間方向?qū)ふ也ü赛c(diǎn)，并將所得波谷點(diǎn)集合中振幅值最小的點(diǎn)作為所述任一道微地震數(shù)據(jù)的波谷初至點(diǎn)；或者，從所述起始點(diǎn)Node(N_trace,n)開始沿時(shí)間方向?qū)ふ也ǚ妩c(diǎn)或波谷點(diǎn)，將所得波峰點(diǎn)集合中振幅值最大的點(diǎn)作為所述任一道微地震數(shù)據(jù)的波峰初至點(diǎn)，將所得波谷點(diǎn)集合中振幅值最小的點(diǎn)作為所述任一道微地震數(shù)據(jù)的波谷初至點(diǎn)；然后以所述任一道微地震數(shù)據(jù)的波峰初至點(diǎn)和波谷初至點(diǎn)中時(shí)間值較小的點(diǎn)為跳變點(diǎn)初至尋找起始點(diǎn)，在時(shí)間方向上向上查詢，如果查詢的當(dāng)前采樣點(diǎn)的振幅值與其前一個(gè)點(diǎn)的振幅值滿足異號關(guān)系，則選取所述當(dāng)前點(diǎn)與其前一個(gè)點(diǎn)中振幅絕對值較小的點(diǎn)作為所述任一道微地震數(shù)據(jù)的跳變點(diǎn)；其中，向上查詢跳變點(diǎn)時(shí)，所述當(dāng)前采樣點(diǎn)的時(shí)間值大于所述起始點(diǎn)Node(N_trace,n)的時(shí)間值n。

根據(jù)本發(fā)明微地震監(jiān)測初至的拾取方法的一個(gè)實(shí)施例，在所述尋找波峰點(diǎn)或波谷點(diǎn)的步驟在從所述起始點(diǎn)Node(N_trace,n)開始沿時(shí)間方向分別向上尋找j個(gè)采樣點(diǎn)和向下尋找j個(gè)采樣點(diǎn)后結(jié)束，20≤j≤50，優(yōu)選為40個(gè)。

根據(jù)本發(fā)明微地震監(jiān)測初至的拾取方法的一個(gè)實(shí)施例，所述波峰點(diǎn)集合中波峰點(diǎn)的數(shù)量為k個(gè)，3≤k≤10，優(yōu)選為5個(gè)。

根據(jù)本發(fā)明微地震監(jiān)測初至的拾取方法的一個(gè)實(shí)施例，所述波谷點(diǎn)集合中波谷點(diǎn)的數(shù)量為k個(gè)，3≤k≤10，優(yōu)選為5個(gè)。

根據(jù)本發(fā)明微地震監(jiān)測初至的拾取方法的一個(gè)實(shí)施例，所述從起始點(diǎn)Node(N_trace,n)開始沿時(shí)間方向?qū)ふ也ǚ妩c(diǎn)的步驟為：

判斷當(dāng)前采樣點(diǎn)的振幅值Num[N_cur]與其前一個(gè)采樣點(diǎn)Num[N_pre]和其后一個(gè)采樣點(diǎn)的振幅值Num[N_next]的關(guān)系，若滿足式3和式4，則判定當(dāng)前采樣點(diǎn)的為波峰點(diǎn)，式3為：Num[N_cur]≥Num[N_pre]；式4為：Num[N_cur]≥Num[N_next]；其中，沿時(shí)間方向向上尋找波峰點(diǎn)時(shí)，所述當(dāng)前采樣點(diǎn)的時(shí)間值大于所述起始點(diǎn)Node(N_trace,n)的時(shí)間值；沿時(shí)間方向向下尋找波峰點(diǎn)時(shí)，n所述當(dāng)前采樣點(diǎn)的時(shí)間值小于所述起始點(diǎn)Node(N_trace,n)的時(shí)間值n。

根據(jù)本發(fā)明微地震監(jiān)測初至的拾取方法的一個(gè)實(shí)施例，所述從起始點(diǎn)Node(N_trace,n)開始沿時(shí)間方向?qū)ふ也ü赛c(diǎn)的步驟為：

判斷當(dāng)前采樣點(diǎn)的振幅值Num[N_cur]與其前一個(gè)采樣點(diǎn)Num[N_pre]和其后一個(gè)采樣點(diǎn)的振幅值Num[N_next]的關(guān)系，若滿足式5和式6，則判定當(dāng)前采樣點(diǎn)的為波峰點(diǎn)，式5為：Num[N_cur]≤Num[N_pre]；式6為：Num[N_cur]≤Num[N_next]；其中，沿時(shí)間方向向上尋找波谷點(diǎn)時(shí)，所述當(dāng)前采樣點(diǎn)的時(shí)間值大于所述起始點(diǎn)Node(N_trace,n)的時(shí)間值n；沿時(shí)間方向向下尋找波谷點(diǎn)時(shí)，所述當(dāng)前采樣點(diǎn)的時(shí)間值小于所述起始點(diǎn)Node(N_trace,n)的時(shí)間值n。

根據(jù)本發(fā)明微地震監(jiān)測初至的拾取方法的一個(gè)實(shí)施例，所述近直線的曲率接近于0。

根據(jù)本發(fā)明微地震監(jiān)測初至的拾取方法的一個(gè)實(shí)施例，所述拾取方法還包括對所述微地震數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，其中，對所述微地震數(shù)據(jù)中任一道進(jìn)行歸一化處理包括以下步驟：

求取任一道微地震數(shù)據(jù)的平均振幅值將所述任一道微地震數(shù)據(jù)逐一與所述平均振幅值相減，得到平均振幅值為零的道數(shù)據(jù)A′[n]；求取道數(shù)據(jù)A′[n]中的最大振幅值a′_max；對道數(shù)據(jù)A′[n]中的每個(gè)數(shù)據(jù)除以所述最大振幅值a′_max，得到振幅值均在[-1，+1]的道數(shù)據(jù)A″[n]。

根據(jù)本發(fā)明微地震監(jiān)測初至的拾取方法的一個(gè)實(shí)施例，在所述尋找波峰點(diǎn)的步驟中，若某一采樣點(diǎn)的振幅值小于零，則直接跳過該采樣點(diǎn)去判斷下一個(gè)采樣點(diǎn)。

根據(jù)本發(fā)明微地震監(jiān)測初至的拾取方法的一個(gè)實(shí)施例，在所述尋找波谷值的步驟中，如果某一采樣點(diǎn)的振幅值大于零，則直接忽略該采樣點(diǎn)去判斷下一個(gè)采樣點(diǎn)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本文提出了一種基于微地震初至趨勢的自動拾取方法，通過初至的趨勢分段拾取，計(jì)算每一段區(qū)間內(nèi)的波形的某一性質(zhì)，進(jìn)而得到該區(qū)間的初至，主要有益技術(shù)效果如下：

1)提出了針對某道微地震數(shù)據(jù)，快速準(zhǔn)確計(jì)算某探測點(diǎn)周圍的波形極大值、極小值或者跳變點(diǎn)。

2)針對初至的趨勢，進(jìn)行分段處理，避免了長區(qū)間內(nèi)初至周圍其他波形的強(qiáng)烈干擾導(dǎo)致前面的拾取結(jié)果對后面的影響。

3)盡量保持了每道數(shù)據(jù)拾取結(jié)果的獨(dú)立性，將波形干擾降到最低。

附圖說明

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的微地震監(jiān)測初至的拾取方法的波峰初至拾取的流程圖。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的微地震監(jiān)測初至的拾取方法的波谷初至拾取的流程圖。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的微地震監(jiān)測初至的拾取方法的跳變點(diǎn)初至拾取的流程圖。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的微地震監(jiān)測初至的拾取方法的歸一化的流程圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，將結(jié)合示例性實(shí)施例和附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的微地震監(jiān)測初至的拾取方法。

由于微地震數(shù)據(jù)在復(fù)雜地區(qū)中，初至的波形變化大，各個(gè)波形相互干擾嚴(yán)重。且相比傳統(tǒng)地震數(shù)據(jù)而言，信號更弱，干擾更多。傳統(tǒng)的手動拾取對于這樣的復(fù)雜數(shù)據(jù)效率較低，僅通過人的肉眼很難觀測出剖面圖各個(gè)波形在某處時(shí)間值所對應(yīng)的數(shù)據(jù)的大小關(guān)系。本發(fā)明是根據(jù)微地震數(shù)據(jù)形態(tài)特征所設(shè)計(jì)，只需拾取首尾兩個(gè)點(diǎn)，便可自動計(jì)算出指定區(qū)域內(nèi)的微地震數(shù)據(jù)的初至拾取，從而解決手動拾取效率低下的問題。

本發(fā)明通過初至的趨勢分段拾取，計(jì)算每一段區(qū)間內(nèi)的波形的某一性質(zhì)，進(jìn)而得到該區(qū)間的初至，可以包括以下操作：

1、數(shù)據(jù)預(yù)處理

對微地震數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，道數(shù)據(jù)之間差距是十分大的，有些道數(shù)據(jù)方差是很大的，而其相鄰的數(shù)據(jù)相差又比較小，這樣以其絕對的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化時(shí)，相鄰的道數(shù)據(jù)可能會出現(xiàn)將本道數(shù)據(jù)覆蓋的情況進(jìn)而影響觀察。所以在應(yīng)用道數(shù)據(jù)之前優(yōu)選先將數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，例如歸一化，找出每道數(shù)據(jù)的最大值，將該道所有數(shù)據(jù)除以該道數(shù)據(jù)的最大值，從而保持每道數(shù)據(jù)的值均保持在[-1，+1]這個(gè)范圍，使得剖面圖呈現(xiàn)的更加清晰。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的微地震監(jiān)測初至的拾取方法的歸一化的流程圖。如圖4所示，歸一化主要分為三個(gè)步驟：

首先，取得一道數(shù)據(jù)A[n]，求取該道數(shù)據(jù)的平均值將該道數(shù)據(jù)逐一與平均值相減，使得該道數(shù)據(jù)的平均值(即平均振幅值)為0，得到零均值的該道數(shù)據(jù)A′[n]；其次，求取數(shù)據(jù)A′[n]中的最大值(即最大振幅值)a′_max；最后，對A′[n]中的每個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理：a′＝a′/a′_max得到最后歸一化道數(shù)據(jù)A″[n]。

通過上面三步對道數(shù)據(jù)A[n]的處理，將該道數(shù)據(jù)的平均值保持為0，并且將所有的值都確定在[-1，+1]這個(gè)區(qū)間，從而是每道數(shù)據(jù)不會相互重疊干擾，剖面圖更加清晰，為下一步肉眼觀察初至確定直線擬合趨勢奠定基礎(chǔ)。

2、線性分解初至趨勢

對于微地震數(shù)據(jù)中的初至，通過觀察其剖面圖可以看到，有些位置的初至是近線性的，而有些地方是曲率比較大的拋物線。對于近線性的初至，通過在初至的起點(diǎn)和終點(diǎn)進(jìn)行連線便可確定該初至的趨勢從而為下一步的每道數(shù)據(jù)初至點(diǎn)查詢做好準(zhǔn)備；對于曲率比較大的拋物線型初至，可以通過兩條或這三條直線段來確定該拋物線的趨勢，對于這樣的曲率比較大的拋物線，利用微分思想：

微分概念是用于解決直線和曲線的矛盾中產(chǎn)生的，在微小的局部可以用直線去近似替代曲線，微分的直接應(yīng)用就是曲線的直線化。在利用兩條或者三條直線段去近似拋物線型的曲線時(shí)，就是在利用直線來替代曲線，而直線的相對計(jì)算復(fù)雜度會小很多，更容易進(jìn)行直線計(jì)算。并且在下一步的單道找尋初至值的時(shí)候并沒有確定按照直線擬合求解出的節(jié)點(diǎn)為初至點(diǎn)，而是在一段閾值區(qū)間內(nèi)進(jìn)行找尋初至點(diǎn)，所以對于將曲率較大的初至按照趨勢分解為多段的直線段進(jìn)行擬合是一種快速而又復(fù)雜度低的方法。

所以對于肉眼觀察的初至趨勢，視趨勢的彎曲程度構(gòu)造一段或者是多段的直線段。

3、道內(nèi)數(shù)據(jù)初至找尋

通過直線擬合確定了某段初至的大致趨勢后，通過直線段確定了某道數(shù)據(jù)的初至起始找尋點(diǎn)后，通過初至查找方法，確定出該道數(shù)據(jù)的初至點(diǎn)信息(CDP號和時(shí)間值)并保存，通過對初至區(qū)間內(nèi)直線擬合點(diǎn)的迭代進(jìn)而求解出這段區(qū)間內(nèi)的初至序列。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的微地震監(jiān)測初至的拾取方法的波峰初至拾取的流程圖，圖2示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的微地震監(jiān)測初至的拾取方法的波谷初至拾取的流程圖，圖3示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的微地震監(jiān)測初至的拾取方法的跳變點(diǎn)初至拾取算法的程圖，如圖1至圖3所示，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的微地震監(jiān)測初至的拾取方法對初至拾取技術(shù)包括：對波峰的初至拾取、對波谷點(diǎn)的初至拾取或者對跳變點(diǎn)的初至拾取。

A、波峰初至拾取

第一步，對于微地震數(shù)據(jù)，觀察出微地震數(shù)據(jù)中的初至的大致趨勢，截取出初至趨勢近直線或是曲率較小的初至，選擇初至趨勢中的起始點(diǎn)、終止點(diǎn)A(m₁，n₁)，B(m₂，n₂)。由于所處理的是微地震數(shù)據(jù)中的二維數(shù)組數(shù)據(jù)，所以m₁和m₂對應(yīng)這兩點(diǎn)的CDP號，n₁、n₂各自對應(yīng)這點(diǎn)的時(shí)間值。得知了這兩點(diǎn)的“橫坐標(biāo)”和“縱坐標(biāo)”，就可以得出經(jīng)過這兩點(diǎn)的直線斜率該直線是對這段初始進(jìn)行拾取的大致趨勢。因?yàn)橛弥本€來對所觀察的初至進(jìn)行了擬合，所以通過直線上的點(diǎn)來上下適當(dāng)?shù)膶ふ页踔潦钦_率比較高的做法。

確定了該初至的近似擬合直線斜率后，計(jì)算每道初至尋找的起始點(diǎn)。假定每道微地震數(shù)據(jù)為Num[N_trace]，N_trace表示當(dāng)前道號。從點(diǎn)A所在的道數(shù)據(jù)開始，計(jì)算該道數(shù)據(jù)初至尋找起始點(diǎn)：其中N_trace是表示當(dāng)前道數(shù)，n即是擬合直線與微地震數(shù)據(jù)二維數(shù)組“相交”得出的節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的時(shí)間值，這樣我們就確定了直線擬合上的點(diǎn)Node(N_trace,n)，(注：Node表示當(dāng)前道數(shù)據(jù)進(jìn)行初至尋找的起始點(diǎn))。

確定了每道微地震數(shù)據(jù)初至尋找的起始點(diǎn)后，以該點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)沿時(shí)間方向分別向上、向下尋找波峰初至點(diǎn)。由于波峰初至點(diǎn)對應(yīng)微地震數(shù)據(jù)二維數(shù)組該道內(nèi)的某個(gè)數(shù)據(jù)，而波峰初至又有一段區(qū)域內(nèi)突然變化強(qiáng)烈的波形對應(yīng)的波峰點(diǎn)，所以對于每一道數(shù)據(jù)，可以認(rèn)為這是一段數(shù)據(jù)內(nèi)的極大值，那么以起始點(diǎn)分別向上向下找尋極大值即可。

但是一個(gè)普通的微地震數(shù)據(jù)并不是在一段區(qū)域內(nèi)只有一個(gè)波峰存在，往往在這個(gè)波峰初至點(diǎn)的前后都有若干個(gè)干擾的“波峰”，通過直線擬合求得的找尋起始點(diǎn)向上向下一定會分別找到波峰值，僅僅通過某一道的數(shù)據(jù)無法判斷出哪一個(gè)的值是波峰初至，因?yàn)楦蓴_很多，存在這兩個(gè)波峰值都是“干擾”波峰的可能性很大，所以優(yōu)選地，通過對于起始點(diǎn)上下設(shè)定閾值_ValueLimit，只在該閾值范圍內(nèi)的進(jìn)行波峰初至的查找，超過這個(gè)閾值便不在尋找。

通過對眾多的微地震數(shù)據(jù)觀察測試，將該閾值_ValueLimit設(shè)定為40個(gè)采樣點(diǎn)是比較合理的；對應(yīng)于當(dāng)前道數(shù)N_trace，通過直線擬合得知了該點(diǎn)的時(shí)間值n；對于找尋的過程分成向上找尋和向下找尋兩個(gè)階段：

第二步，向上找尋極大值。假定當(dāng)前點(diǎn)為Node_cur(m_cur,n_cur)，m_cur、n_cur分別對應(yīng)當(dāng)前點(diǎn)的CDP號、時(shí)間值；假定當(dāng)前點(diǎn)的“前一個(gè)點(diǎn)”為Node_pre(m_pre,n_pre)，m_pre和n_pre分別對應(yīng)“前一個(gè)點(diǎn)”的CDP號和時(shí)間值；假定當(dāng)前點(diǎn)的“后一個(gè)點(diǎn)”為Node_next(m_next,n_next)。設(shè)定集合upTimeSet_max用來存儲向上查詢到的波峰點(diǎn)的位置信息，downTimeSet_max用來存儲向下查詢到的波峰點(diǎn)的位置信息。由于是向上尋找，因此，首先判斷n_cur＜n是否成立，如果不成立那么Node_cur之前的點(diǎn)便不再判斷，如果成立便進(jìn)行下一步的判定：即判斷是否為波峰值。

一段經(jīng)過零點(diǎn)波形的波峰值有如下特征：(1)、波峰值一定是大于零的；(2)、在該點(diǎn)的振幅值比該點(diǎn)前后的點(diǎn)對應(yīng)的振幅值都要大或者相等。所以在向上尋找波峰值的時(shí)候首先判斷該點(diǎn)對應(yīng)的振幅值是否大于0：如果小于0直接去判斷下一個(gè)點(diǎn)；如果振幅值大于0，進(jìn)行下一步的判斷：采用Num[N_cur]≥Num[N_pre]和Num[N_cur]≥Num[N_next]雙重判決標(biāo)準(zhǔn)；如果成立便將這個(gè)點(diǎn)的位置信息(CDP號、時(shí)間值)放入到upTimeSet_max中。這個(gè)條件成立說明當(dāng)前點(diǎn)的振幅值大于“前一個(gè)點(diǎn)”的振幅值和“下一個(gè)點(diǎn)”的振幅值，根據(jù)振幅波形的特點(diǎn)可以推算出這個(gè)點(diǎn)應(yīng)該就是這段波形的波峰值。在比較振幅值的時(shí)候并沒有采用嚴(yán)格關(guān)系符號＜和＞，因?yàn)槲⒌卣饠?shù)據(jù)對應(yīng)的波形并不是數(shù)學(xué)概念上的正弦余弦波形，它存在采樣點(diǎn)，這就導(dǎo)致可能一段波形中對應(yīng)的采樣點(diǎn)并沒有嚴(yán)格地在波峰出，有可能會在波峰相對便宜一段距離的位置。這樣就會存在Num[N_cur]＝Num[N_pre]或者Num[N_cur]＝Num[N_next]，所以放寬數(shù)值比較關(guān)系主要是為了解決采樣率導(dǎo)致波形不是絕對連續(xù)的問題。對于不滿足該條件的，那么當(dāng)前點(diǎn)一定不是這段波形的波峰值，需要繼續(xù)向前找尋?！扒耙粋€(gè)點(diǎn)”有可能是波峰值，將“前一個(gè)點(diǎn)”當(dāng)成當(dāng)前點(diǎn)，將“前一個(gè)點(diǎn)”的前一個(gè)點(diǎn)當(dāng)成“前一個(gè)點(diǎn)”繼續(xù)進(jìn)行判斷是否滿足判決標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)：Num[N_cur]≥Num[N_pre]和Num[N_cur]≥Num[N_next]，該算法對節(jié)點(diǎn)的處理采用了BFS廣度優(yōu)先算法，對閾值內(nèi)的點(diǎn)進(jìn)行遍歷，求解出規(guī)定的閾值內(nèi)出現(xiàn)的所有可能的波峰值。

第三步，向下尋找極大值，方法原理與向上尋找時(shí)是相同的。同樣對閾值內(nèi)的點(diǎn)進(jìn)行判斷是否滿足Num[N_cur]≥Num[N_pre]和Num[N_cur]≥Num[N_next]，成立則說明改點(diǎn)是這段波形內(nèi)的波峰值，存入集合downTimeSet_max。

在本示例性實(shí)施例中，對波峰集合upTimeSet_max和downTimeSet_max的大小是有限定的，例如，將波峰集合的采樣點(diǎn)數(shù)量設(shè)置成5。通過觀察微地震數(shù)據(jù)的波峰值時(shí)可以發(fā)現(xiàn)在初至和初至之間是存在小的噪聲波形的，而噪聲的振幅值是沒有特定規(guī)律的，有一些噪聲是以沖積的形式出現(xiàn)的，這樣在利用上述求取極大值的算法的時(shí)候就會將該沖積噪聲存在波峰集合upTimeSet_max和downTimeSet_max中，這樣該噪聲最后很可能成為本發(fā)明方法所判定出的波峰值，因此限定波峰集合的大小。

對于直線擬合求出的初至找尋點(diǎn)，與該點(diǎn)距離越近的波峰點(diǎn)是最終的初至點(diǎn)的可能性是十分大的，但是距離是特別近的又有可能是噪聲，距離找尋點(diǎn)太遠(yuǎn)又很有很多被誤認(rèn)為波峰的噪聲點(diǎn)?；诖耍x取5作為波峰集合的尺寸。

第四步、提取upTimeSet_max和downTimeSet_max中最大值(即振幅值最大的點(diǎn))作為該道波峰初至點(diǎn)。

B、波谷初至拾取

與波峰初至拾取的方法相比，波谷初至的拾取只是在判決標(biāo)準(zhǔn)上出現(xiàn)了變化。上述的波峰初至查詢的判決標(biāo)準(zhǔn)是：Num[N_cur]≥Num[N_pre]和Num[N_cur]≥Num[N_next]，而波谷是對應(yīng)一段波形的最低點(diǎn)，所以波谷初至的判決標(biāo)準(zhǔn)為Num[N_cur]≤Num[N_pre]和Num[N_cur]≤Num[N_next]。

第一步，同樣選取出初至趨勢中的起始點(diǎn)、終止點(diǎn)A(m₁,n₁)，B(m₂，n₂)。通過這兩點(diǎn)的“橫坐標(biāo)”和“縱坐標(biāo)”，就可以得出經(jīng)過這兩點(diǎn)的直線斜率該直線是對這段初始進(jìn)行拾取的大致趨勢。通過該趨勢確定每道數(shù)據(jù)確定的初至查找起始點(diǎn)；假定每道微地震數(shù)據(jù)為Num[N_trace]，N_trace表示當(dāng)前道號；從點(diǎn)A所在的道數(shù)據(jù)開始，計(jì)算該道數(shù)據(jù)初至尋找起始點(diǎn)：其中N_trace是表示當(dāng)前道數(shù)，n即是擬合直線與微地震數(shù)據(jù)二維數(shù)組“相交”得出的節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的時(shí)間值，這樣我們就確定了直線擬合上的點(diǎn)Node(N_trace,n)，(注：Node表示當(dāng)前道數(shù)據(jù)進(jìn)行初至尋找的起始點(diǎn))。

與波峰初至拾取類似，波谷初至查詢同樣分為向上查找和向下查找兩步。對于地震數(shù)據(jù)，由于經(jīng)過了數(shù)據(jù)預(yù)處理階段，使得每道數(shù)據(jù)的均值為0，這樣波谷一定是負(fù)數(shù)，所以在查詢的時(shí)候如果發(fā)現(xiàn)改點(diǎn)數(shù)據(jù)是正數(shù)那么直接忽略查詢下一點(diǎn)，提高算法的時(shí)間效率。

在查找波谷初至的時(shí)候，同樣會出現(xiàn)前后干擾的“波谷”以及算法誤認(rèn)的“噪聲波谷”，所以對于上下查找的范圍限定一個(gè)閾值_ValueLimit(該閾值設(shè)定成40的效果比較好)，超過該閾值則不再處理；對于在閾值內(nèi)找到的波谷點(diǎn)，只保存一定數(shù)量(5個(gè)時(shí)的效果較好)；如果保存太多的點(diǎn)，那么該范圍內(nèi)產(chǎn)生諸多的“波谷”通常是因?yàn)橹車泻芏嘣肼?，這樣會影響對波谷的判別，同時(shí)單個(gè)道數(shù)處理太多波谷點(diǎn)會影響算法的效率。

第二步和第三步同樣是向上向下找尋波谷初至點(diǎn)。逐個(gè)遍歷；判斷當(dāng)前點(diǎn)Node_cur(m_cur,n_cur)、前一個(gè)點(diǎn)Node_pre(m_pre,n_pre)及后一個(gè)點(diǎn)Node_next(m_next,n_next)，直到滿足判決標(biāo)準(zhǔn)：Num[N_cur]≤Num[N_pre]和Num[N_cur]≤Num[N_next]，將該點(diǎn)保存到提取upTimeSet_min或downTimeSet_min中中，直到遍歷的點(diǎn)不在閾值范圍內(nèi)，或者所保存的點(diǎn)達(dá)到五個(gè)時(shí)，停止查詢波谷初至。

第四步：提取upTimeSet_min和downTimeSet_min中最小值(即振幅值最小的點(diǎn))作為該道波谷初至點(diǎn)。

C、跳變點(diǎn)拾取

根據(jù)微地震數(shù)據(jù)的特點(diǎn)：在初至之前的波形，只有噪聲的干擾，并且干擾一般都是比較小的；當(dāng)?shù)竭_(dá)初至處時(shí)，由于道數(shù)據(jù)中初至點(diǎn)要比噪聲相對大一些，因此波形會迎來一個(gè)比較大的振幅變化，該點(diǎn)對于勘測下一步的研究是有很重要的作用，這個(gè)點(diǎn)就是跳變點(diǎn)。

通過觀察剖面圖可以發(fā)現(xiàn)關(guān)于跳變點(diǎn)的一些特點(diǎn)：有時(shí)跳變點(diǎn)之后經(jīng)歷的是波形的波谷，而有的時(shí)候跳變點(diǎn)之后經(jīng)歷的是波形的波峰，所以利用上述算法中單純?nèi)フ也ǚ宄踔粱蛘呤遣ü瘸踔恋乃惴ㄒ呀?jīng)不能正確的找出這個(gè)跳變點(diǎn)，但是跳變點(diǎn)拾取可以將上述的波峰和波谷點(diǎn)拾取進(jìn)行結(jié)合。

對于跳變點(diǎn)來說，可能下面的時(shí)刻經(jīng)歷波峰值或者是波谷值，這些都是不確定的，但是可以確定在其中的跳變點(diǎn)查找過程中一定會經(jīng)歷其中的一個(gè)，或是波峰值或是波谷值，所以在跳變點(diǎn)查找的時(shí)候，先將該道數(shù)據(jù)N_trace中根據(jù)直線擬合的初至趨勢先查找波峰初至并保存在upTimeSet_max和downTimeSet_max中，然后將波谷初至保存在upTimeSet_min和downTimeSet_min中。

因?yàn)樘凕c(diǎn)之后可能是波峰點(diǎn)可能是波谷點(diǎn)，但是無論是波峰點(diǎn)還是波谷點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)一定與跳變點(diǎn)的距離更近；那么針對upTimeSet_max、downTimeSet_max、upTimeSet_min、downTimeSet_min中求得的波峰點(diǎn)、波谷點(diǎn)中對應(yīng)的時(shí)間值較小的認(rèn)定它是跳變點(diǎn)找尋起始點(diǎn)，向上一直查詢，如果查詢的點(diǎn)N_trip(m′,n′)對應(yīng)的振幅值Value_A)與它前一個(gè)點(diǎn)N_pre(m″,n″)對應(yīng)的振幅值Value_B滿足異號關(guān)系：Value_A*Value_B≤0，這說明這兩點(diǎn)連成的線一定穿過零點(diǎn)；而根據(jù)前面跳變點(diǎn)的理解：波峰或者波谷前噪聲起始點(diǎn)為跳變點(diǎn)，即是波峰或者波谷前第一個(gè)零點(diǎn)。所以N_trip(m′,n′)和N_pre(m″,n″))中一定有一個(gè)是跳變點(diǎn)(由于采樣率的原因不存在絕對的零點(diǎn))，選取其中絕對值較小的點(diǎn)作為該道數(shù)據(jù)的跳變點(diǎn)，依次遍歷其他道數(shù)據(jù)，找到所有的跳變點(diǎn)。

本發(fā)明將為復(fù)雜微地震數(shù)據(jù)的快速拾取提供一種新的方法。通過將拾取趨勢進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆纸猓缓蟾鶕?jù)部分的拾取趨勢計(jì)算每道數(shù)據(jù)的極大、極小或者跳變點(diǎn)，快速完成區(qū)間內(nèi)的初至自動拾取。和手動拾取相比，大大降低了所用的時(shí)間，提高了數(shù)據(jù)處理的效率。該方法采用統(tǒng)一的分析方法和求解方法。適用于各種形態(tài)的微地震數(shù)據(jù)，無論極大值、極小值異或是跳變點(diǎn)，都可以相對準(zhǔn)確地計(jì)算出來。

盡管上面已經(jīng)結(jié)合附圖和示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該清楚，在不脫離權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，可以對上述實(shí)施例進(jìn)行各種修改。