[发明专利]一种地震数据快速相位校正处理的方法

摘要

本发明的一种地震数据快速相位校正处理的方法，使用凯泽窗希尔伯特因子序列，确定希尔伯特地震道序列，通过估算剩余子波相位信息，直接计算确定出最佳相位校正因子，并对地震数据记录进行相位校正处理，达到消除剩余子波相位影响，使剩余子波相位达到或者接近零相位，以有效提高地震数据分辨率，本发明仅对地震数据子波的相位进行处理，而不改变数据的振幅谱，具有计算量小、计算速度快、稳定性好和相位校正处理计算精度高的特点，且具有一定的抗噪能力。

主权项

一种地震数据快速相位校正处理的方法，特点是采用以下步骤：1)用人工震源激发和采集地震数据并做预处理；2)计算凯泽窗希尔伯特因子序列；3)计算希尔伯特地震道序列；4)确定相位校正因子特征方程的系数值；按照以下公式分别计算相位校正因子特征方程的系数值A、B、C、D和E：A＝PbB＝2(Pc‑2Pa)C＝3(Pd‑Pb)D＝2(2Pe‑Pc)E＝‑Pd           (5)式中，Pa、Pb、Pc、Pd和Pe是五个常数值，仅仅与地震数据序列x[n]和希尔伯特地震道序列xH[n]有关；按照以下公式计算Pa、Pb、Pc、Pd和Pe五个常数值： Pa = Σ i = 1 N x 4 [ i ] - 3 ( Σ i = 1 N x 2 [ i ] ) 2 Pb = 12 Σ i = 1 N x 2 [ i ] Σ i = 1 N x [ i ] x H [ i ] - 4 Σ i = 1 N x 3 [ i ] x H [ i ] Pc = 6 Σ i = 1 N x 2 [ i ] x H 2 [ i ] - 6 Σ i = 1 N x 2 [ i ] Σ i = 1 N x H 2 [ i ] - 12 ( Σ i = 1 N x [ i ] x H [ i ] ) 2 Pd = 12 Σ i = 1 N x H 2 [ i ] Σ i = 1 N x [ i ] x H [ i ] - 4 Σ i = 1 N x [ i ] x H 3 [ i ] Pe = Σ i = 1 N x H 4 [ i ] - 3 ( Σ i = 1 N x H 2 [ i ] ) 2 - - - ( 6 ) 式中，x[i]为地震数据序列，xH[i]为地震数据序列对应的希尔伯特地震道序列，由方程(4)计算确定，i为地震数据样点顺序号，N表示地震数据样点个数；5)计算相位校正因子特征方程的根；按照以下公式构造相位校正因子特征方程：A+Bx+Cx2+Dx3+Ex4＝0      (7)式中，A、B、C、D和E为根据相位校正因子特征方程的五个系数值。x表示相位校正因子特征方程自变量，是相位校正因子的正切函数值。求解方程(7)，可以得到相位校正因子特征方程的对应四个根x1、x2、x3和x4；按照以下公式计算相位校正因子φ：φ＝arctgx，x＝tgφ        (8)式中，x为相位校正因子特征方程自变量的根。根据相位校正因子特征方程对应的四个根x1、x2、x3和x4，由方程(8)可以得到四个相位校正因子φ1、φ2、φ3和φ4；6)计算相位校正因子峰度函数值并确定最佳相位校正因子；按照以下公式计算峰度函数值kurt(φ)kurt(φ)＝E{y4[n]}‑3(E{y2[n]})2    (9)式中，E{·}表示期望值运算符，y[n]是地震数据相位校正序列。已知地震数据序列x[n]，相位校正因子φ，由方程(11)计算地震数据相位校正序列。按照以下公式确定最佳相位校正因子φbest： φ best = Max φ best ∈ [ φ 1 , φ 2 , φ 3 , φ 4 ] { kurt ( φ 1 ) , kurt ( φ 2 ) , kurt ( φ 3 ) , kurt ( φ 4 ) } - - - ( 10 ) 式中，kurt(φ1)、kurt(φ2)、kurt(φ3)和kurt(φ4)分别是相位校正因子特征方程 计算的四个相位校正因子φ1、φ2、φ3和φ4对应的峰度函数值，其中四个峰度函数值中最大值对应的相位校正因子就是最佳相位校正因子；7)实现相位校正；y[n]＝x[n]cosφbest‑xH[n]sinφbest    (11)式中，φbest是最佳相位校正因子，由方程(10)确定，单位是弧度，x[n]是地震数据序列，xH[n]是希尔伯特地震道序列，由方程(4)计算确定，y[n]是地震数据相位校正序列，n是地震数据样点顺序号，n＝1，2，3，...，N，N是地震数据样点个数；由步骤2)‑‑‑‑步骤6)确定出最佳相位校正因子φbest，根据相位校正因子φbest，由方程(11)进行相位校正处理；8)实现串联快速相位校正；重复步骤2)‑‑‑‑步骤7)，就实现了串联快速相位校正因子确定和快速相位校正处理，以实现消除地震数据剩余子波的快速相位校正处理；9)绘制消除剩余子波后的地震数据剖面和存储消除剩余子波后的地震数据。