一种补偿可控震源单炮频率缺失的方法、装置和存储介质

专利名称：一种补偿可控震源单炮频率缺失的方法、装置和存储介质

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202010978158.1

专利申请（专利权）人：中国石油化工股份有限公司,中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院
权利人地址：北京市朝阳区朝阳门北大街22号

专利发明（设计）人：曾昭翰

专利摘要：本发明提供了一种补偿沙漠可控震源单炮频率缺失的方法、装置和存储介质以及计算机设备，通过在同一地点分别获得井炮和可控震源单炮的地震波资料，然后比较两者频带的差异并提取补偿因子，同时对可控震源单炮的地震波资料进行压噪处理，对压噪后的可控震源单炮的地震波资料应用补偿因子，补偿可控震源单炮的地震波资料的频带中所缺失的部分频率。本发明可以有效提高沙漠地区可控震源单炮的资料品质，有效拓宽频带，补偿频带中缺失的成分，最终提高目的层的成像效果。

主权利要求：
1.一种补偿可控震源单炮频率缺失的方法，其特征在于，包括以下步骤：采用相同排列的检波器获取于同一地点激发的可控震源单炮和井炮所产生的地震波信号；
对获取到的可控震源单炮和井炮的地震波信号进行频谱分析，并从中提取出可控震源单炮和井炮的初至波形；
根据可控震源单炮和井炮的初至波形确定可控震源单炮和井炮的子波，并利用可控震源单炮和井炮的子波计算用于补偿可控震源单炮频率缺失的频带补偿因子；其中，所述利用可控震源单炮和井炮的子波计算用于补偿可控震源单炮频率缺失的频带补偿因子，包括：利用可控震源单炮的子波计算可控震源单炮的反子波；将井炮的子波与可控震源单炮的反子波进行褶积，获得所述频带补偿因子；
对可控震源单炮的地震波信号进行去噪处理；
利用频带补偿因子对经过去噪处理的可控震源单炮的地震波信号进行频带补偿。
2.根据权利要求1所述的补偿可控震源单炮频率缺失的方法，其特征在于，所述于同一地点激发的可控震源单炮和井炮的激发参数彼此相同。
3.根据权利要求1所述的补偿可控震源单炮频率缺失的方法，其特征在于，所述对获取到的可控震源单炮和井炮的地震波信号进行频谱分析，包括以下步骤：对获取到的可控震源单炮和井炮的地震波信号的频谱进行归一化处理，使得可控震源单炮和井炮的地震波信号的最大能量趋于一致；
对经过归一化处理的可控震源单炮和井炮的地震波信号的频谱的频带进行比较，确定可控震源单炮的频谱的频带的缺失部分。
4.根据权利要求1所述的补偿可控震源单炮频率缺失的方法，其特征在于，所述根据可控震源单炮和井炮的初至波形确定可控震源单炮和井炮的子波，包括以下步骤：根据可控震源单炮和井炮的初至波形，利用自相关法确定可控震源单炮和井炮的子波。
5.根据权利要求1所述的补偿可控震源单炮频率缺失的方法，其特征在于，所述利用频带补偿因子对经过去噪处理的可控震源单炮的地震波信号进行频带补偿，包括以下步骤：将经过去噪处理的可控震源单炮的地震波信号与频带补偿因子进行褶积，获得频带补偿之后的可控震源单炮的地震波信号。
6.根据权利要求1所述的补偿可控震源单炮频率缺失的方法，其特征在于，所述对可控震源单炮的地震波信号进行去噪处理，包括以下步骤：采用线性噪音压制方法对可控震源单炮的地震波信号的噪音进行压制。
7.一种补偿可控震源单炮频率缺失的装置，其特征在于，包括：
信号收集模块，其采用相同排列的检波器获取于同一地点激发的可控震源单炮和井炮所产生的地震波信号；
波形提取模块，其对获取到的可控震源单炮和井炮的地震波信号进行频谱分析，并从中提取出可控震源单炮和井炮的初至波形；
因子计算模块，其根据可控震源单炮和井炮的初至波形确定可控震源单炮和井炮的子波，并利用可控震源单炮和井炮的子波计算用于补偿可控震源单炮频率缺失的频带补偿因子；其中，所述利用可控震源单炮和井炮的子波计算用于补偿可控震源单炮频率缺失的频带补偿因子，包括：利用可控震源单炮的子波计算可控震源单炮的反子波；将井炮的子波与可控震源单炮的反子波进行褶积，获得所述频带补偿因子；
噪音压制模块，其对可控震源单炮的地震波信号进行去噪处理；
频带补偿模块，其利用频带补偿因子对经过去噪处理的可控震源单炮的地震波信号进行频带补偿。
8.一种计算机存储介质，其特征在于，其中存储有可被处理器执行的计算机程序，该计算机程序在被处理器执行时实现上述权利要求1至6中任意一项所述补偿可控震源单炮频率缺失的方法的步骤。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序，所述计算机程序用于实现上述权利要求1至6中任意一项所述补偿可控震源单炮频率缺失的方法的步骤。 说明书 : 一种补偿可控震源单炮频率缺失的方法、装置和存储介质技术领域[0001] 本发明属于油气地球物理勘探技术领域，尤其涉及一种补偿可控震源单炮频率缺失的方法、装置和存储介质以及计算机设备。背景技术[0002] 可控震源地震采集技术是目前西部复杂地表区域重要的地震勘探方法，广泛应用于各种地表条件。但是由于可控震源与井炮不同的激发方式，使得地震资料中出现许多不同之处。井炮在近地表之下激发，可控震源是在地表激发，不但所产生的噪音类型不同，而且频带宽度也不同。通过实际资料分析，可控震源的频带要比井炮的频带要窄，因此相对而言，可控震源资料在某些频率成分是缺失的，如何进行有效补偿是必须解决的问题。[0003] 目前针对可控震源资料频率补偿的方法，不能解决信噪比的问题，通过补偿之后，虽然频带是明显拓宽了，但是单炮的信噪比却降低了不少，使得资料质量下降。发明内容[0004] 针对上述问题，本发明提出了一种补偿可控震源单炮频率缺失的方法、装置和存储介质以及计算机设备。[0005] 本发明提出的一种补偿可控震源单炮频率缺失的方法，具体包括以下步骤：[0006] 采用相同排列的检波器获取于同一地点激发的可控震源单炮和井炮所产生的地震波信号；[0007] 对获取到的可控震源单炮和井炮的地震波信号进行频谱分析，并从中提取出可控震源单炮和井炮的初至波形；[0008] 根据可控震源单炮和井炮的初至波形确定可控震源单炮和井炮的子波，并利用可控震源单炮和井炮的子波计算用于补偿可控震源单炮频率缺失的频带补偿因子；[0009] 对可控震源单炮的地震波信号进行去噪处理；[0010] 利用频带补偿因子对经过去噪处理的可控震源单炮的地震波信号进行频带补偿。[0011] 根据本发明的一个实施例，上述于同一地点激发的可控震源单炮和井炮的激发参数彼此相同。[0012] 根据本发明的一个实施例，上述对获取到的可控震源单炮和井炮的地震波信号进行频谱分析，包括以下步骤：[0013] 对获取到的可控震源单炮和井炮的地震波信号的频谱进行归一化处理，使得可控震源单炮和井炮的地震波信号的最大能量趋于一致；[0014] 对经过归一化处理的可控震源单炮和井炮的地震波信号的频谱的频带进行比较，确定可控震源单炮的频谱的频带的缺失部分。[0015] 根据本发明的一个实施例，上述根据可控震源单炮和井炮的初至波形确定可控震源单炮和井炮的子波，包括以下步骤：[0016] 根据可控震源单炮和井炮的初至波形，利用自相关法确定可控震源单炮和井炮的子波。[0017] 根据本发明的一个实施例，上述利用可控震源单炮和井炮的子波计算用于补偿可控震源单炮频率缺失的频带补偿因子，包括以下步骤：[0018] 利用可控震源单炮的子波计算可控震源单炮的反子波；[0019] 将井炮的子波与可控震源单炮的反子波进行褶积，获得所述频带补偿因子。[0020] 根据本发明的一个实施例，上述利用频带补偿因子对经过去噪处理的可控震源单炮的地震波信号进行频带补偿，包括以下步骤：[0021] 将经过去噪处理的可控震源单炮的地震波信号与频带补偿因子进行褶积，获得频带补偿之后的可控震源单炮的地震波信号。[0022] 根据本发明的一个实施例，上述对可控震源单炮的地震波信号进行去噪处理，包括以下步骤：[0023] 采用线性噪音压制方法对可控震源单炮的地震波信号的噪音进行压制。[0024] 再者，本发明还提供一种补偿可控震源单炮频率缺失的装置，其特征在于，包括：[0025] 信号收集模块，其采用相同排列的检波器获取于同一地点激发的可控震源单炮和井炮所产生的地震波信号；[0026] 波形提取模块，其对获取到的可控震源单炮和井炮的地震波信号进行频谱分析，并从中提取出可控震源单炮和井炮的初至波形；[0027] 因子计算模块，其根据可控震源单炮和井炮的初至波形确定可控震源单炮和井炮的子波，并利用可控震源单炮和井炮的子波计算用于补偿可控震源单炮频率缺失的频带补偿因子；[0028] 噪音压制模块，其对可控震源单炮的地震波信号进行去噪处理；[0029] 频带补偿模块，其利用频带补偿因子对经过去噪处理的可控震源单炮的地震波信号进行频带补偿。[0030] 另外，本发明还提供一种计算机存储介质，其特征在于，其中存储有可被处理器执行的计算机程序，该计算机程序在被处理器执行时实现上述补偿可控震源单炮频率缺失的方法的步骤。[0031] 此外，本发明还提供一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序，所述计算机程序用于实现上述补偿可控震源单炮频率缺失的方法的步骤。[0032] 与现有技术相比，本发明提供的融入内外部知识的暴力视频分类技术具有如下优点或有益效果：[0033] 本发明提供一种补偿沙漠可控震源单炮频率缺失的方法。该方法包括通过在同一地点相同排列的检波器获得于同一地点激发的井炮和可控震源单炮的地震波资料，然后分析两者频带的差异并提取补偿因子，同时对可控震源单炮的地震波资料进行压噪处理，对压噪后的可控震源单炮的地震波资料应用补偿因子，补偿可控震源单炮的地震波资料的频带中缺失的部分频率。本发明的补偿方法经过实践验证，可以有效提高沙漠地区可控震源单炮的资料品质，有效拓宽频带，补偿频带中缺失的成分，最终提高目的层的成像效果。[0034] 本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。附图说明[0035] 图1为本发明实施例一的补偿可控震源单炮频率缺失的方法的流程图；[0036] 图2为本发明实施例三的通过补偿可控震源单炮频率缺失的方法所获得的频带补偿结果的前后对比图。具体实施方式[0037] 本发明的整体思路是：获取同一地点激发的井炮和可控震源单炮的地震波信号，然后分析两者频带的差异并据此提取补偿因子，同时对可控震源单炮的地震波信号进行降噪处理，然后对降噪后的可控震源单炮的地震波信号应用补偿因子，补偿可控震源单炮的地震波信号的频带中缺失的部分频率。[0038] 为使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本发明作进一步的详细说明，借此对本发明如何应用技术手段解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。[0039] 实施例一[0040] 如图1所示，本发明提供的补偿可控震源单炮频率缺失的方法，主要包括以下步骤：[0041] 采用相同排列的检波器获取于同一地点激发的可控震源单炮和井炮所产生的地震波信号；[0042] 应当说明的是，在该步骤中，所述于同一地点激发的可控震源单炮和井炮的激发参数彼此相同；[0043] 对获取到的可控震源单炮和井炮的地震波信号的频谱在同一窗口中进行归一化处理，使得可控震源单炮和井炮的地震波信号的最大能量趋于一致；[0044] 对经过归一化处理的可控震源单炮和井炮的地震波信号的频谱的频带进行比较，分析两者之间的差异，以确定可控震源单炮的频谱的频带的缺失部分；[0045] 根据可控震源单炮和井炮的初至波形，优选利用自相关法确定可控震源单炮和井炮的子波，然后根据可控震源单炮的子波计算可控震源单炮的反子波，将井炮的子波与可控震源单炮的反子波进行褶积，获得频带补偿因子；[0046] 同时，对可控震源单炮的地震波信号进行去噪处理；[0047] 将经过去噪处理的可控震源单炮的地震波信号与频带补偿因子进行褶积，获得频带补偿之后的可控震源单炮的地震波信号。[0048] 上述方法可以有效提高可控震源单炮的资料品质，有效拓宽频带，补偿频带中缺失的成分，达到提高目的层的成像效果。[0049] 实施例二[0050] 下面具体说明本发明提供的补偿可控震源单炮频率缺失的方法的详细步骤。[0051] 步骤1，在沙漠同一地点，采用相同排列的检波器获取于同一地点激发的一个可控震源单炮和一个井炮所产生的地震波信号，其中，可控震源和井炮激发的参数都选用正常生产所采用的激发参数。[0052] 步骤2，在获取这两种单炮的地震波资料后，在室内进行频谱分析，将这两种单炮的频谱在同一分析窗口进行叠合显示，并对这两种单炮的地震波资料进行归一化处理，使得这两种单炮的地震波信号的最大能量趋于一致，然后进行频带的比较。根据比较结果能够发现井炮的地震波资料的频带较宽，而可控震源单炮的地震波资料的频带较窄，可控震源单炮的地震波资料相对于井炮的地震波资料来说频率上有缺失。然后分别提取这两种单炮的地震波资料的初至波形。[0053] 步骤3，采用自相关方法求取这两种单炮的地震波资料的初至波形各自对应的子‑1波，其中，将井炮的子波记为A，将可控震源的子波记为B，可控震源的反子波为B ，假设井炮‑1的子波与可控震源的子波两者之间存在着一个补偿因子X，则A＝B*X，求取X就是X＝A*B ，因此井炮的子波褶积可控震源的反子波，就可以获得频带补偿因子。在通过这种方法获得频带补偿因子后，就可以对可控震源单炮的地震波资料进行频带补偿。[0054] 步骤4，然而，考虑到可控震源单炮的地震波资料中存在诸多噪音干扰，会对频带补偿的结果产生不利的影响。因此，还需要对可控震源单炮的地震波资料中的噪音进行压制或剔除。[0055] 步骤5，在压制或剔除可控震源单炮的地震波资料的噪音干扰之后，将压制或剔除噪音干扰的可控震源单炮的地震波资料与步骤3获得的频带补偿因子进行褶积，就获得了补偿频带之后的可控震源单炮的地震波资料。[0056] 实施例三[0057] 为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。[0058] 为使本发明的目的、特征和优点能更明显易懂，下文配合附图2的实施例，作详细说明如下：[0059] 在沙漠同一地点，采用相同排列的检波器收集由同一地点激发的一个可控震源单炮和一个井炮所产生的地震波信号。其中，可控震源和井炮的激发参数都选用正常生产时所采用的激发参数。例如井炮采用生产中所采用的井深药量来激发，可控震源采用正常生产中所采用的扫描频率、扫描长度、出力大小，震次、台次等来激发。[0060] 在获取这两种单炮的地震波信号后，在室内进行频谱分析，将这两种单炮的地震波信号的频谱在同一分析窗口进行叠合显示，并对这两种单炮的地震波信号进行归一化处理，使得这两种单炮的地震波信号的最大能量趋于一致。这时通过分析比较频谱可知井炮的地震波信号的频带较宽，而可控震源单炮的地震波信号的频带较窄，可控震源单炮的地震波信号的频带相对于井炮的地震波信号的频带来说频率上有缺失。然后分别提取这两种单炮的的初至波形。其中，尤其优选近道的初至波形。[0061] 采用自相关方法求取这两种单炮的的初至波形各自对应的子波，将井炮的子波记‑1为A，将可控震源的子波记为B，可控震源的反子波为B 。假设井炮子波与可控震源子波两者‑1之间存在着一个补偿因子X，则A＝B*X，求取X就是X＝A*B 。所以井炮的子波褶积可控震源的反子波，就可以获得补偿因子。在通过这种方法获得频带补偿因子，就可以利用该频带补偿因子对可控震源单炮的地震波信号进行频带补偿。[0062] 针对沙漠区可控震源单炮，采用线性噪音压制方法对噪音进行压制。在本实施例中，优选法通过微测井数据求取高速层的速度，然后利用该速度信息对可控震源单炮的地震波资料进行线性噪音压制，可以有效去除可控震源单炮的地震波资料的噪音干扰。[0063] 在剔除完可控震源单炮的地震波资料的线性噪音之后，将该资料与频带补偿因子进行褶积，就获得了补偿频带之后的可控震源单炮的地震波资料。[0064] 图2所示是通过该方法对可控震源单炮进行了频带补偿，最上面的黑色线段为井炮的地震波资料的频谱，最下面的黑色线段为可控震源单炮的地震波资料的频谱，可以看到可控震源单炮的地震波资料的频带要比井炮的地震波资料的频带窄很多，中间的灰色线段为通过本发明的方法获得的可控震源单炮的地震波资料的频带补偿后的结果，由图知可控震源单炮的地震波资料的频带得到有效拓宽，与井炮的地震波资料的频带几乎相差无几。[0065] 经实际资料验证，可有效提高沙漠地区可控震源单炮的资料品质，有效拓宽频带，补偿频带中缺失的成分，最终提高目的层的成像效果。[0066] 实施例四[0067] 在本实施例中提供一种补偿可控震源单炮频率缺失的装置，其包括：[0068] 信号收集模块，其采用相同排列的检波器获取于同一地点激发的可控震源单炮和井炮所产生的地震波信号；[0069] 波形提取模块，其对获取到的可控震源单炮和井炮的地震波信号进行频谱分析，并从中提取出可控震源单炮和井炮的初至波形；[0070] 因子计算模块，其根据可控震源单炮和井炮的初至波形分别确定可控震源单炮和井炮的子波，并利用可控震源单炮和井炮的子波计算用于补偿可控震源单炮频率缺失的频带补偿因子；[0071] 噪音压制模块，其对可控震源单炮的地震波信号进行去噪处理；[0072] 频带补偿模块，其利用频带补偿因子对经过去噪处理的可控震源单炮的地震波信号进行频带补偿。[0073] 其中，所述于同一地点激发的可控震源单炮和井炮的激发参数彼此相同。[0074] 其中，波形提取模块被设置成，通过以下步骤对获取到的可控震源单炮和井炮的地震波信号进行频谱分析：[0075] 对获取到的可控震源单炮和井炮的地震波信号的频谱进行归一化处理，使得可控震源单炮和井炮的地震波信号的最大能量趋于一致；[0076] 对经过归一化处理的可控震源单炮和井炮的地震波信号的频谱的频带进行比较，确定可控震源单炮的频谱的频带的缺失部分。[0077] 其中，因子计算模块被设置成，通过以下步骤根据可控震源单炮和井炮的初至波形确定可控震源单炮和井炮的子波：[0078] 根据可控震源单炮和井炮的初至波形，利用自相关法确定可控震源单炮和井炮的子波。[0079] 其中，因子计算模块还被设置成，通过以下步骤利用可控震源单炮和井炮的子波计算用于补偿可控震源单炮频率缺失的频带补偿因子：[0080] 利用可控震源单炮的子波计算可控震源单炮的反子波；[0081] 将井炮的子波与可控震源单炮的反子波进行褶积，获得所述频带补偿因子。[0082] 其中，噪音压制模块被设置成，通过以下步骤对可控震源单炮的地震波信号进行去噪处理：[0083] 采用线性噪音压制方法对可控震源单炮的地震波信号的噪音进行压制。[0084] 其中，频带补偿模块被设置成，通过以下步骤利用频带补偿因子对经过去噪处理的可控震源单炮的地震波信号进行频带补偿：[0085] 将经过去噪处理的可控震源单炮的地震波信号与频带补偿因子进行褶积，获得频带补偿之后的可控震源单炮的地震波信号。[0086] 实施例五[0087] 在本实施例中提供一种计算机存储介质，其中存储有可被处理器执行的计算机程序，该计算机程序在被处理器执行时实现上述补偿可控震源单炮频率缺失的方法的步骤。[0088] 实施例六[0089] 在本实施例中提供一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序，所述计算机程序用于实现如下补偿可控震源单炮频率缺失的方法的步骤：[0090] 采用相同排列的检波器获取于同一地点激发的可控震源单炮和井炮所产生的地震波信号；[0091] 对获取到的可控震源单炮和井炮的地震波信号进行频谱分析，并从中提取出可控震源单炮和井炮的初至波形；[0092] 根据可控震源单炮和井炮的初至波形确定可控震源单炮和井炮的子波，并利用可控震源单炮和井炮的子波计算用于补偿可控震源单炮频率缺失的频带补偿因子；[0093] 对可控震源单炮的地震波信号进行去噪处理；[0094] 利用频带补偿因子对经过去噪处理的可控震源单炮的地震波信号进行频带补偿。[0095] 总而言之，本发明提供一种补偿沙漠可控震源单炮频率缺失的方法、装置和存储介质以及计算机设备，通过在同一地点分别获得井炮和可控震源单炮的地震波资料，然后比较两者频带的差异并提取补偿因子，同时对可控震源单炮的地震波资料进行压噪处理，对压噪后的可控震源单炮的地震波资料应用补偿因子，补偿可控震源单炮的地震波资料的频带中所缺失的部分频率。经过实际资料验证，可以有效提高沙漠地区可控震源单炮的资料品质，有效拓宽频带，补偿频带中缺失的成分，最终提高目的层的成像效果。[0096] 应当理解的是，上述本发明公开的实施例不限于这里所公开的特定步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同代替。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不意味着限制。[0097] 说明书中提到的“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“实施例”并不一定均指同一个实施例。[0098] 本领域的技术人员应该明白，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件，计算机软件或两者结合来实现。为了清楚的说明软件和硬件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域的技术人员可以对每个特定应用使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。[0099] 总之，本发明构建的多尺度自适应学习暴力特征的内部知识和高层语义修正模型得分的外部知识紧密相关、层析分明，构成了一个完整的暴力视频分类识别系统。[0100] 结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者两者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储介质(RAM)、内存、只读存储介质(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD‑ROM或技术领域内所公知的任意其他形式的存储介质中。[0101] 虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明，任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

专利地区：北京

专利申请日期：2020-09-17

专利公开日期：2024-06-18

专利公告号：CN114200523B