用于地震数据中噪声衰减的系统和方法.pdf

一种用于处理具有至少一个平滑变化(冗余)轴的叠前地震数据集的系统和方法，包括转置所述叠前地震数据集，将所述叠前地震数据集切片成具有至少一个冗余轴的深度或时间切片，处理所述切片，以及转置所述切片以生成处理的地震数据集。所述冗余轴可以表示时间延迟地震勘测之间的偏移、角度、方位角、或时间。所述处理可以包括将所述切片滤波以衰减相干或非相干噪声。

权利要求书
1.  一种用于处理地震数据的计算机实施的方法，所述方法包括：
a.在计算机处理器处接收叠前地震数据集，所述叠前地震数据集用代表时间或深度的第一轴、代表第一平滑变化空间的至少一个冗余轴、以及代表第二平滑变化空间或地理空间的至少一个其他轴来安排；
b.经由所述计算机处理器转置所述叠前地震数据集以便所述第一轴变为代表所述地理空间或所述第一或第二平滑变化空间以生成转置的地震数据集；
c.经由所述计算机处理器将所述转置的地震数据集切片以生成代表时间或深度的单独实例的多个切片，其中所述切片具有所述至少一个冗余轴和所述至少一个其他轴；
d.经由所述计算机处理器处理所述多个切片以生成多个处理的切片；以及
e.经由所述计算机处理器转置所述多个处理的切片以生成处理的叠前地震数据集，所述处理的叠前地震数据集用变为代表时间或深度的所述第一轴、所述至少一个冗余轴、以及所述至少一个其他轴来安排。

2.  根据权利要求1所述的方法，其中所述第一平滑变化空间是时间延迟地震勘测之间的偏移、角度、方位角、或时间中的一个。

3.  根据权利要求1所述的方法，其中所述第二平滑变化空间是时间延迟地震勘测之间的偏移、角度、方位角、或时间中的一个。

4.  根据权利要求2所述的方法，其中所述地理空间是主测线位置、联络线位置、共中点位置、共深度点位置、共反射点位置、或UTM位置中的一个。

5.  根据权利要求1所述的方法，其中所述处理是所述切片的2D滤波。

6.  根据权利要求5所述的方法，其中所述2D滤波被设计成衰减噪声。

7.  根据权利要求1所述的方法，其中所述处理在每个切片上单独执行。

8.  根据权利要求1所述的方法，其中所述处理在至少两个切片上同时执行。

9.  根据权利要求8所述的方法，其中所述处理是3D滤波。

10.  根据权利要求1所述的方法，其中所述叠前地震数据已被预处理以便至少一个地震事件集沿着所述至少一个冗余轴大体是平的。

11.  根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个冗余轴是一个单位长度。

12.  根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个其他轴是一个单位长度。

13.  根据权利要求1所述的方法，其中所述叠前地震数据集用至少两个冗余轴安排。根据权利要求13所述的方法，其中所述处理是N维滤波。

14.  根据权利要求1所述的方法，其中所述叠前地震数据集用至 少两个其他轴安排。

15.  根据权利要求15所述的方法，其中所述处理是N维滤波。

16.  一种用于处理叠前地震数据集的系统，所述系统包括：
a.包含叠前地震数据集的数据源，所述叠前地震数据集用代表时间或深度的第一轴、代表第一平滑变化空间的至少一个冗余轴、以及代表第二平滑变化空间或地理空间的至少一个其他轴安排；
b.被配置成与所述数据源通信并且执行计算机程序模块的至少一个计算机处理器，所述计算机程序模块包括：
i.用于转置所述叠前地震数据集以生成转置的地震数据集的转置模块；
ii.用于从所述转置的地震数据集生成代表时间或深度的单独实例的切片的切片模块；以及
iii.用于处理所述切片的处理模块；以及
c.用户接口。

17.  一种包括其上具有计算机可读代码的计算机可读介质的制品，所述计算机可读代码被配置成实施用于处理叠前地震数据集的方法，所述叠前地震数据集用代表时间或深度的第一轴、代表第一平滑变化空间的至少一个冗余轴、以及代表第二平滑变化空间或地理空间的至少一个其他轴来安排，所述方法包括：
a.转置所述叠前地震数据集以便所述第一轴变为代表所述地理空间或所述第一或第二平滑变化空间以生成转置的地震数据集；
b.将所述转置的地震数据集切片以生成代表时间或深度的单独实例的多个切片，其中所述切片具有所述至少一个冗余轴和所述至少一个其他轴；
c.经由计算机处理器处理所述多个切片以生成多个处理的切片；以及
d.经由所述计算机处理器转置所述多个处理的切片以生成处理的叠前地震数据集，所述处理的叠前地震数据集用变为代表时间或深度的所述第一轴、所述至少一个冗余轴、以及所述至少一个其他轴来安排。

说明书用于地震数据中噪声衰减的系统和方法
技术领域
本发明一般涉及用于处理地震数据的方法和系统，并且具体涉及用于衰减地震数据中的相干和非相干噪声的方法和系统。
背景技术
在地震数据的帮助下可以有效地实现油气藏(hydrocarbon reservoir)的勘探与开发，所述地震数据必须被恰当处理以允许解释地下特征(subsurface feature)。通过激活生成地震能量的地震源可以获得所述地震数据，所述地震能量传播穿过所述地下并且由地震接收器阵列记录。在实践中，地震数据经常被可以在获取时由运动(kinematics)引起的噪声污染，诸如记录的多个反射能量，或者被所使用的处理技术中的缺陷污染，诸如成像伪影。
需要用于衰减地震数据中的噪声的高效且有效的方法，以改善最终地震图像并且允许对地下特征的恰当解释。
发明内容
在此描述的是用于来自地震数据的地下特性描述的计算机实施的方法的各种方案的实施方式。
在一种实施例中，公开了一种用于处理地震数据的方法。所述方法包括：接收叠前地震数据集，所述叠前地震数据集用代表时间或深度的第一轴、代表诸如偏移或角度之类的平滑变化空间的至少一个冗余轴、以及至少一个其他轴来安排；转置所述叠前地震数据集以便所述第一轴变为所述冗余轴或其他轴；将所述转置的地震数据集切片(slice)以生成多个时间或深度切片，其中所述切片具有所述至少一个冗余轴和所述至少一个其他轴；处理所述多个切片以生成多个处理 的切片；以及转置所述多个处理的切片以生成处理的叠前地震数据集，所述处理的叠前地震数据集用变为代表时间或深度的第一轴来安排。
在另一个实施例中，所述冗余轴可以代表两个或更多个时间延迟地震勘测之间的时间或方位角。
在还有的实施例中，在所述切片上执行的所述处理可以是2D、2.5D、3D或N-D滤波。所述滤波可以被设计成衰减噪声。
还有的实施例可以包括一种执行所述方法的系统。所述系统可以包括数据存储设备、配置成执行被设计成执行所述方法的步骤的计算机模块的处理器、以及用户接口。
还有的另一个实施例可以包括一种制品，所述制品包括在其上具有计算机可读代码的计算机可读介质，所述计算机可读代码被配置成实施所述方法。
提供上述概要部分以简化的形式介绍概念选集，所述概念在以下的详细描述部分被进一步描述。所述概要并不旨在确定所要求保护的主题的关键特征或本质特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。而且，所要求保护的主题不限于解决本公开的任何部分中提及的任何或所有缺点的实施方案。
附图说明
参考下述描述、权利要求和附图，本发明的这些和其他特征会变得更好理解：
图1是2-D地震勘测的图；
图2是3-D地震勘测的图；
图3是说明根据本发明的一种方法的流程图；
图4A和4B是说明根据本发明的一种实施例的正被转变的示例地震数据集的图；
图5说明了在使用本发明的一种实施例之前和之后的地震数据部分；
图6说明了在使用本发明的一种实施例之前和之后的地震深度切片和所述切片之间的差别；以及
图7概要说明了一种用于执行根据本发明的一种实施例的方法的系统。
具体实施方式
本发明可以在系统和要由计算机执行的计算机方法的一般语境中描述和实施。此类计算机可执行指令可以包括可被用于执行特定任务和处理抽象数据类型的程序、例程、对象、组件、数据结构、和计算机软件技术。本发明的软件实施可以针对不同计算平台和环境中的应用以不同的语言编码。将要理解，本发明的范围和基础原理不限于任何特定的计算机软件技术。
而且，本领域技术人员会理解本发明可以使用硬件和软件配置的任意一个或组合来实践，包括但不限于具有单个和/或多个处理器计算机的系统、手持设备、可编程消费电子产品、迷你计算机、大型主机等。本发明也可以在分布式计算环境中实践，其中任务由通过一个或多个数据通信网络链接的服务器或其他处理设备执行。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储器存储设备的本地和远程计算机存储介质中。本发明还可以实践为井下传感器(down-hole sensor)或测量设备的一部分或实践为实验室测量设备的一部分。
此外，与计算机处理器一同使用的诸如CD、预刻录盘或其他等价设备之类的制品，可以包括其上记录有用于引导计算机处理器便于本发明的实施和实践的计算机程序存储介质和程序装置。此类设备和制品也落入到本发明的精神和范围内。
现在参考所述附图，将描述本发明的实施例。本发明可以以多种方式实施，包括例如作为系统(包括计算机处理系统)、方法(包括计算机实施的方法)、装置、计算机可读介质、计算机程序产品、图形用户界面、门户网站、或可触知地固定在计算机可读存储器中的数据结构。以下讨论本发明的若干实施例。所述附图仅说明了本发明的 典型实施例并且因此不被认为是对其范围和广度的限制。
本发明涉及衰减由地震数据中的成像伪影和/或多个反射能量引起的噪声。在此描述的地震数据是通过记录从活动地震源(例如，振动检波器(Vibroseis)、气枪、炸药等)穿过感兴趣的地下区域传播到地震接收器的地震能量来获得。地震勘测可以包括同时和/或顺序启动的多个地震源，和多个地震接收器。在被记录之后，所述地震数据可以经受任意数目的处理步骤，例如包括正常时差校正(normal moveout correction)或叠前偏移(prestack migration)。这些处理步骤不旨在作为限制；本领域技术人员会认识到在应用本发明的实施例之前存在可以使用的多个地震数据处理选项。
图1示出了使用单个发射(shot)12和四个接收器14的简单2D地震勘测。发射12生成由在此的从表面10反射并且返回到接收器14的射线16代表的地震波。图2示出了也使用发射12、接收器14和反射表面10的简单3D地震勘测。在此情况中，仅示出了射线16中的四条以简化所述图，但是本领域技术人员会认识到所有接收器会记录来自所述发射的能量。在上述两种勘测中，记录的数据可以由指示所述接收器到所述发射的关系的地理位置(例如，共中点(common midpoint,CMP)、主测线位置(inline position)、联络线位置(crossline position)等)和相对位置(例如，偏移、方位角等)来索引。所述地理位置也可以称为地理轴。还可以存在多个地理轴(例如，CMP_X,CMP_Y)。所述相对位置可以称为相对轴并且还可以具有多个维度(例如，offset_x,offset_y)。这些例子不意味着限制；地理位置和相对位置都可以是N维的并且因此具有N个轴。
当所述地震数据由校正接收器之间的传播时间差的算法处理时，来自反射表面的地震能量会在沿着所述相对轴的每个轨迹的相同时间或深度处发生。实际上，地震事件沿着相对轴变平，以便沿着特定事件的幅度变化是平滑的。所述事件的平滑变化本质使得沿着那个轴的数据冗余。针对本文的目的，所述相对轴称为冗余轴。
除了上述的相对轴，所述冗余轴还可能可以代表来自两个或更多 个时间延迟数据集的数据。在此实例中，冗余轴会指示勘测之间的时间差别。
图3示出了本发明的一种实施例的流程图。图4A和4B的地震数据的图也说明了方法30。在操作32接收到的叠前地震数据集可以看起来类似于地震数据体40。所述叠前地震数据集具有至少一个冗余轴。在图4A中，所述地震数据体的轴被定向为由位于所述数据体左侧的方向箭头指示。这些方向箭头是示出地理轴的40X、示出冗余轴的40H、以及指示深度或时间轴的40Z。对于地震数据体40，所述时间或深度轴40Z也通常称为竖直或第一轴。地震数据体40具有三个事件(反射表面)40A、40B、和40C。沿着地理轴40X，事件40A是倾斜反射层(dipping reflector)并且事件40B和40C是非对称背斜层(asymmetrical anticline)。沿着冗余轴40H，所有三个事件40A、40B、和40C都是平的。地震数据体40也含有噪声41，示出为40Z-40H平面中的俯冲线(swooping line)和40X-40H平面中的点。此噪声是简单的例子并且不意味着限制。本领域技术人员会理解存在着可以污染地震数据的多种类型的相干和非相干噪声。
在方法30的操作33处，叠前地震数据集被转置。所述转置将地震数据体的布置转换以便时间或深度轴不再是第一轴。图4A示出了转置的地震数据集40T，其具有用于40X、40H和40Z的新的方向箭头集合。在此例子中，第一轴现在是地理轴40X。它也可以是冗余轴40H。事件40A、40B和40C被标识为噪声41。
在叠前地震数据集已经被转置以生成转置的地震数据集之后，所述转置的地震数据集在操作34处被切片为时间或深度切片。每个此类切片具有至少一个冗余轴。在图4A中，转置的地震数据集40T已经被切片成切片42A-F。每个此类切片具有地理轴40X(竖直轴)和冗余轴40H(水平轴)。所述切片不必具有地理轴；所述地震数据体可能可以具有多个冗余轴以便所述切片可以具有冗余轴。尽管术语“切片”暗示了是二维的平面，但这并不意味着限制。本发明的切片是时间或深度切片，意味着它们代表单个时间或深度样本，但是它们可 能具有多个地理轴或冗余轴并且因此可以是N维的。在此仅示出了六个切片但是在实践中沿着时间轴或深度轴对于每个样本都可以存在独立的切片。这些切片用点示出噪声41。它们还示出当事件40A、40B和40C被切穿时出现的沿着轴40H的平事件。切片42A-F中的平事件被标识以对应于它们是所述事件的一部分的事件，其中。尽管切片42A-F中的噪声41是非相干的，但这不意味着限制。所述方法对示出切片中相干噪声的数据也是可用的。
在此参考图3，操作35在所述切片上执行处理步骤。在图4A的例子中，此处理被设计成衰减地震数据体40、40T和切片42A-F中可见的噪声41。所述处理可以是诸如中值滤波、低通滤波、高通滤波、带通滤波、轨迹混合、小波变换滤波、截断SVD滤波或曲波域滤波之类的算法。这些例子不意味着限制；本领域技术人员会理解存在着可以施加到所述切片以改善事件40A、40B和40C的连续性和/或衰减噪声41的多个可能处理算法。
另外，尽管操作34和35在图3中被顺序示出，但是这些操作不必是顺序执行的。当其他切片正在被抽取时，在操作34处抽取在操作35处处理的切片是可能的。在操作35处完成的处理可以在若干切片上一次完成而不是单独在每个切片上完成也是可能的。在此情况中，所述处理算法可以跨越时间或深度维度起作用。另外，因为所述切片可以是具有多个冗余轴和/或地理轴的N维的，所述处理也可以是N维的。
对于图4A和4B中的例子，操作35从图4A的切片42A-F中过滤出噪声41以生成图4B的干净的切片43A-F。平事件40A、40B和40C以切片43A-F指示。这些切片一起构成了处理的转置的数据集44T。所述处理的转置的数据集44T的各个轴由方向箭头40X、40H和40Z指示。对此数据集，第一轴是地理轴40X。
图3的方法30的下一步是操作36，转置所述处理的切片。图4B示出了处理的数据集44，其现在具有由所述方向箭头指示的是深度或时间轴40Z的第一轴。其他轴是地理轴40X和冗余轴40H。
图5中可以看到本发明的一种实施例的结果。右部具有来自图3的方法30之前的地震数据部分50。地震数据部分50是嘈杂的、被尤其是在椭圆50A中的迁移伪像污染。左部具有来自图3的方法30使用曲波滤波之后的地震数据部分52。地震数据部分52比地震数据部分50干净，尤其是在椭圆52A中，其中所述迁移伪像已被极大衰减并且未负面影响断层。
图6示出了本发明的一种实施例的另一个结果。在此，输入数据60是深度切片，其中水平轴被偏移并且竖直轴是共深点(CDP)。它相当嘈杂。在输出数据62中可见本发明的实施例的结果，其是相当地更加干净。在此例中，在所述深度切片上执行的处理是阿尔法修剪轨迹混合(alpha trim trace mix)。在差异64中可见输入数据60和输出数据62之间的差异。
图7是用于执行方法30的系统700的概要图。所述系统包括数据源70，其包含叠前地震数据集。例如，所述数据源可以是计算机硬盘驱动器。数据源70与计算机处理器72通信。计算机处理器72可以是单个处理器、多个处理器、和/或其中多个处理器位于多个计算机上的分布式计算系统。计算机处理器72被配置成执行来自计算机模块的计算机可读指令。转置模块74被设计成如图3的方法30的操作33和36所述的那样转置所述叠前地震数据集。切片模块76被设计成执行操作34并且处理模块78执行操作35。计算机处理器72也与用户接口79通信。用户接口79可以包括显示器和诸如键盘和鼠标之类的用户输入设备。所述用户接口允许用户看见本发明的实施例的输入、中间值和输出结果并且允许用户向计算机处理器72提供信息以便执行计算机模块。系统700不意味着限制；可以使用包括其他计算机模块的其他组件。
尽管在上述说明书中本发明已经以其特定优选实施例描述，并且许多细节已经被陈述用于解释的目的，但是对本领域技术人员清晰的是，在不背离本发明的基本原理的情况下本发明是容易改变的并且在此描述的某些其他细节可以变化非常大。另外，应当明白在此的任何 一个的实施例中描述或者示出的结构特征或方法步骤也可被用在其它实施例中。