CN103364825A - 三维傅里叶变换保幅叠前道内插方法 - Google Patents

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韩站一
马晓义
王蓬
孙成禹
谢俊法
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Geophysical Research Institute of Sinopec Shengli Oilfield Co
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China Petroleum and Chemical Corp
Geophysical Research Institute of Sinopec Shengli Oilfield Co
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Abstract

本发明提供一种三维傅里叶变换保幅叠前道内插方法，该三维傅里叶变换保幅叠前道内插方法包括：对三维地震数据进行道头及数据分析，判断内插类型；对该三维地震数据进行三维傅里叶变换，得到F-Kx-Ky三维频率波数谱；在Kx与Ky方向对该三维频率波数谱充零拓展；对拓展后的该三维频率波数谱进行三维傅里叶逆变换，得到t-x-y域数据；对得到的该t-x-y域数据进行振幅增益处理；以及输出内插后的三维地震数据。该三维傅里叶变换保幅叠前道内插方法克服了现有地震道插值方法中的不足，实现了保幅内插的需求，地球物理意义明显，效率高。

Description

三维傅里叶变换保幅叠前道内插方法
技术领域
本发明涉及地震资料处理，特别是涉及到一种三维傅里叶变换保幅叠前道内插方法。
背景技术
就目前来讲，常用的地震道插值方法主要有Sinc插值方法、                                                
Figure 171002DEST_PATH_IMAGE001
域插值方法、
Figure 942649DEST_PATH_IMAGE002
域预测误差滤波插值方法。其中Sinc地震道插值方法虽然在进行地震道插值时速度快，易于实现，但是无法正确内插具有空间假频的地震道。Spitz的
Figure 830970DEST_PATH_IMAGE001
域地震道插值方法和Claerbout的
Figure 651159DEST_PATH_IMAGE002
域预测误差滤波插值方法虽然可以正确内插具有空间假频的地震道，但是这些方法计算量特别大，使其在实际数据中的实用性大大降低。基于这些问题，Porsani(1999)提出了半步长滤波技术实现道内插，虽然效果较高，但其反射信号同相轴必须是线性的且各道振幅不变的假设条件非常苛刻；相比而言，
Figure 3643DEST_PATH_IMAGE003
域地震道插值方法得到了更为广泛研究，Gulunay和Chambers（1996）提出了抗假频
Figure 883874DEST_PATH_IMAGE003
域地震道插值方法（UFKI），但抗假频
Figure 256562DEST_PATH_IMAGE003
域地震道插值方法（UFKI）的插值系数L不能为任意整数，即两相邻地震道之间不能被***任意整数的插值道，广义域地震道插值方法GFKI是UFKI差值法的改进型，虽然其插值系数
Figure 25115DEST_PATH_IMAGE004
可以为任意整数，但同样要求插值的地震道数据必须是等间隔采样的，因此这两种抗假频
Figure 138564DEST_PATH_IMAGE003
域地震道插值方法均不能很好应用在三维地震数据中。
随着油气勘探开发的不断深入，对地下构造研究的精度要求越来越高。在地震勘探中，由于工作量的限制及施工条件的影响或是地震资料采集的孔径效应以及检波器可能出现的故障等因素的影响，在采集到的数据体中会出现某些测线方向上地震记录道间距过大、野值道或道缺失情况，从而造成了空间采样率的不足，严重影响了成像质量。对一些要求作精细地质解释的地区，只需对现有的地震资料作保幅地震道插值，然后进行偏移处理，而不必重新进行施工采样，这样不但可以节约大量人力、物力、财力，而且还可以大大缩短生产周期。保幅法地震道插值技术能保持地震道的相对能量关系，不产生附加的空间假频，使地球物理信息更加真实地反映地下地质体的地球物理特征，有利于进行构造解释和地震地层学的研究。因此，对保幅内插的研究极具意义。为此我们发明了一种新的三维傅里叶变换保幅叠前道内插方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种地球物理意义明显，效率高的三维傅里叶变换保幅叠前道内插方法。    
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：三维傅里叶变换保幅叠前道内插方法，该三维傅里叶变换保幅叠前道内插方法包括：对三维地震数据进行道头及数据分析，判断内插类型；对该三维地震数据进行三维傅里叶变换，得到F-Kx-Ky三维频率波数谱；在Kx与Ky方向对该三维频率波数谱充零拓展；对拓展后的该三维频率波数谱进行三维傅里叶逆变换，得到t-x-y域数据；对得到的该t-x-y域数据进行振幅增益处理；以及输出内插后的三维地震数据。益处理；以及输出内插后的三维地震数据。
本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
该三维傅里叶变换保幅叠前道内插方法还包括在判断内插类型的步骤前，输入该三维地震数据。
将正演数据作为输入的该地震三维数据。
将采集的野外实际数据作为输入的该三维地震数据。
该三维地震数据为SEG-Y格式的地震数据。
该三维地震数据包括数据名称、道数、采样点数和采样率。
在进行振幅增益处理的步骤中，对得到的该t-x-y域数据按照内插前的振幅均值进行增益处理。
本发明中的三维傅里叶变换保幅叠前道内插方法立足三维地震数据体，通过三维傅里叶变换方法（3DFT），在时间t方向和空间x方向、y方向进行三维傅里叶变换，形成三维的F-Kx-Ky谱。通过对F-Kx-Ky谱拓展处理和三维逆变换，完成三维数据的内插。本发明中的三维傅里叶变换保幅叠前道内插方法可实现内插炮点、内插缺失道，内插后的数据保幅性好。本发明实现了保幅内插的需求，地球物理意义明显，效率高。
附图说明
图1为本发明的实施例中三维傅里叶变换保幅叠前道内插方法的流程图；
图2为本发明的实施例1中存在缺失道的正演炮集的示意图；
图3是本发明的实施例1中三维傅里叶变换后的频率波数谱的示意图；
图4为本发明的实施例1中充零后的频率波数谱的示意图；
图5为本发明的实施例1中内插后的炮集的示意图；
图6为本发明的实施例2中原始正演炮集记录的示意图；
图7为本发明的实施例2中内插出的炮集记录的示意图；
图8为本发明的实施例2中内插前后每一个界面不同道上的振幅曲线对比图；
图9为本发明的实施例3中实际地震数据的原始缺炮炮集的示意图；
图10为本发明的实施例3中某商业软件内插后的炮集的示意图；
图11为本发明的实施例3中利用三维傅里叶变换保幅叠前道内插方法内插后的炮集的示意图；
图12为本发明的实施例3中不同方法与原始道集能量上的对比图。
具体实施方式
为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
三维傅里叶变换优于二维傅里叶变换，主要在于信号的保真度。由于信号的空间相干性和噪音的随机性，三维数据体内插后信号的保真度要高于二维数据。因此为了更大程度的保证振幅的相对关系，我们选用三维傅里叶变换作为道内插的基本方法。三维傅里叶变换是在三维时空域中进行的傅里叶变换，与三维地震勘探的
Figure 1478DEST_PATH_IMAGE005
三维时空相对应，形成其特有的
Figure 163469DEST_PATH_IMAGE006
谱。由帕斯瓦尔定理可以知道：三维傅里叶变换属正交变换，而正交变换在两个域内具有良好的保范性，使得变化前后信号的能量保持一致，且能实现三维时空中能量的自然过渡，从而实现地震数据的“保幅”内插。
对地震数据沿测线
Figure 447000DEST_PATH_IMAGE007
方向、时间
Figure 859527DEST_PATH_IMAGE008
方向，做FFT得到的是二维F-K谱，若再沿测线
Figure 825209DEST_PATH_IMAGE009
方向做傅里叶变换，就得到了三维F-K谱，三维F-K谱中
Figure 944475DEST_PATH_IMAGE009
方向低波数的能量较强，并相对比较集中分布在一个较小的范围内，有利于在三维空间内对地震数据进行插值。三维傅里叶变换差值方法地球物理意义明显，稳定性强，效率高，计算结果更加真实可靠。
如图1所示，图1为本发明的三维傅里叶变换保幅叠前道内插方法的流程图。在步骤101，输入原始三维地震数据。在实施例中，输入地震数据为SEG-Y格式的地震数据，该地震数据包括数据名称、道数、采样点数和采样率等。流程进入到步骤102。
在步骤102，对三维地震数据（如SEG-Y格式的地震数据）进行道头及数据分析，判断缺失道或缺失炮。流程进入到步骤103。
在步骤103，对地震数据进行三维傅里叶变换，得到F-Kx-Ky三维频率波数谱。流程进入到步骤104。
在步骤104，根据傅里叶变的共轭对称性质，在Kx-Ky方向对频率波数谱充零拓展。流程进入到步骤105。
在步骤105，对拓展后的频率波数谱进行三维傅里叶逆变换，得到t-x-y域数据。流程进入到步骤106。
在步骤106，对得到的t-x-y域数据按照内插前后的导数进行振幅增益处理。流程进入到步骤107。
在步骤107，输出内插后的三维地震数据。流程结束。
本发明的具体实施实例1，采用以下步骤：
1）读入SEG-Y数据，输入参数包括输入数据名称、输入道数为511和采样点数3000、采样率2ms（如图2所示）；
2)对输入的数据进行道头及数据分析，根据观测***属性分析，判断缺失道位置，并确定数据插值类型为内插缺失道；
3）对地震数据进行三维傅里叶变换，得到F-Kx-Ky三维频率波数谱（如图3所示）；
4）根据傅里叶变换的共轭对称性质，在Kx-Ky方向对频率波数谱充零（如图4所示）；
5）进行三维傅里叶逆变换，得到t-x-y域数据；
6）对得到的t-x-y域数据按照内插前后的导数进行振幅增益处理(如图5所示)；
7）输出内插后的三维地震数据。
通过以上具体的步骤处理，达到对地震记录缺失道保幅内插的目的。图2为本发明的实施例1中存在缺失道的正演炮集的示意图，图3是本发明的实施例1中三维傅里叶变换后的频率波数谱的示意图，图4为本发明的实施例1中充零后的频率波数谱的示意图，图5为本发明的实施例1中内插后的炮集的示意图，从以上图示可见内插后缺失道得到了恢复，与相邻道相比振幅关系一致性好。
本发明的另一具体实施例2，采用的是正演数据（原始炮距50米，每炮道数500，采样点数3000，采样率2ms)，对原始炮距每隔100米抽炮做为输入数据。与实例1区别的步骤是：
2)对输入的数据进行道头及数据分析，根据观测***属性分析，判断缺失炮位置，并确定数据插值类型为内插单炮。
图6为本发明的实施例2中原始正演炮集记录的示意图，图7为本发明的实施例2中内插出的炮集记录的示意图，图8为本发明的实施例2中内插前后每一个界面不同道上的振幅曲线对比图，图8中实线为原始炮记录的振幅曲线，虚线为内插后记录的振幅曲线，可见三个界面的振幅曲线基本重合，说明内插前后能量关系保持一致的同时，说明本发明的保幅性好。
本发明的另一具体实施例3，为野外实际采集数据，每炮道数180，采样点数3000，采样率2ms，内插实施步骤同实例2。
图9为本发明的实施例3中实际地震数据的原始缺炮炮集的示意图，图10为本发明的实施例3中某商业软件内插后的炮集的示意图，图11为本发明的实施例3中利用三维傅里叶变换保幅叠前道内插方法内插后的炮集的示意图。图12为本发明的实施例3中不同方法与原始道集能量上的对比图，其中， ●为保幅内插后的振幅曲线，▲为某商业化软件内插后的振幅曲线，■为原有炮集的振幅曲线，对比可见，新方法内插出的数据能量一致性更接近于已有数据的能量。

Claims (7)

1.三维傅里叶变换保幅叠前道内插方法，其特征在于，该三维傅里叶变换保幅叠前道内插方法包括：
对三维地震数据进行道头及数据分析，判断内插类型；
对该三维地震数据进行三维傅里叶变换，得到F-Kx-Ky三维频率波数谱；
在Kx与Ky方向对该三维频率波数谱充零拓展；
对拓展后的该三维频率波数谱进行三维傅里叶逆变换，得到t-x-y域数据；
对得到的该t-x-y域数据进行振幅增益处理；以及
输出内插后的三维地震数据。
2.根据权利要求1所述的三维傅里叶变换保幅叠前道内插方法，其特征在于，该三维傅里叶变换保幅叠前道内插方法还包括在判断内插类型的步骤前，输入该三维地震数据。
3.根据权利要求2所述的三维傅里叶变换保幅叠前道内插方法，其特征在于，将正演数据作为输入的该地震三维数据。
4.根据权利要求2所述的三维傅里叶变换保幅叠前道内插方法，其特征在于，将采集的野外实际数据作为输入的该三维地震数据。
5.根据权利要求1所述的三维傅里叶变换保幅叠前道内插方法，其特征在于，该三维地震数据为SEG-Y格式的地震数据。
6.根据权利要求1所述的三维傅里叶变换保幅叠前道内插方法，其特征在于，该三维地震数据包括数据名称、道数、采样点数和采样率。
7.根据权利要求1所述的三维傅里叶变换保幅叠前道内插方法，其特征在于，在进行振幅增益处理的步骤中，对得到的该t-x-y域数据按照内插前的振幅均值进行增益处理。
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