基于变子波反射系数反演的地震高分辨处理方法
【专利摘要】本发明为基于变子波反射系数反演的地震高分辨处理方法，所述处理方法为拓展地震记录的频带的方法，用于提高地震记录的时间分辨率；处理方法包括先根据地震记录提取浅层地震子波、子波时间域长度；设定时窗并提取每个时窗内的瞬时子波；再通过时间域的子波褶积模型建立频率域的变子波褶积模型；对每一道地震记录，将所述瞬时子波和变子波褶积模型建立模型参数，反演出反射系数；最后将初始提取的浅层地震子波与反射系数褶积处理，获取频带拓宽的地震记录；本发明拓宽了地震的频带范围，并显著提高了地震的时间分辨率，提升了地震勘探工作的精度，为精细地震勘探，降低石油勘探风险提供技术基础。
【专利说明】基于变子波反射系数反演的地震高分辨处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及石油天然气地球物理勘探中的地震资料优化方法，尤其涉及基于变子 波反射系数反演的地震高分辨处理方法。
【背景技术】
[0002] 随着油气勘探的不断深入，很多储集体，特别是地层的储集体体积较小，识别上述 储集体则必须提高地震的分辨率。
[0003] 常用的提高地震时间分辨率的方法有反褶积处理，地震谱白化处理，以及频率域 拓频处理技术。上述方法都是在地震资料的有限频带内增加地震的频率成分，而地震频带 的带宽却没有拓宽。
[0004] 近年来出现的地震谱反演方法是基于地震记录的褶积模型反演反射系数，现有的 反射系数反演大多基于静态的褶积的模型，实际上大地是个滤波器，地震波在传播的过程 中会经受吸收衰减的影响，不同介质的吸收作用又是不同的，因此基于地震波吸收衰减的 地震波传播模型更符合实际，这种模型比静态褶积模型更精确地反应地震波在地下的传播 规律。
[0005] 因此，在如何通过拓宽地震频带来提高地震分辨率的问题上，仍然存在很大的研 发空间。
【发明内容】
[0006] 本发明为解决现有技术中，地震分辨率的表示精度较低的问题，提供了一种基于 变子波反射系数反演的地震高分辨处理方法。
[0007] 本发明的技术方案如下；
[0008] 基于变子波反射系数反演的地震高分辨处理方法，所述处理方法为拓展地震记录 的频带的方法，用于提高地震记录的时间分辨率；处理方法包括先根据地震记录提取浅层 地震子波、子波时间域长度；设定时窗并提取每个时窗内的瞬时子波；再通过时间域的子 波褶积模型建立频率域的变子波褶积模型；对每一道地震记录，将所述瞬时子波和变子波 褶积模型建立模型参数，反演出反射系数；最后将初始提取的浅层地震子波与反射系数褶 积处理，获取频带拓宽的地震记录。
[0009] 所述处理方法的具体步骤为，
[0010] 步骤1，获取浅层地震资料；
[0011] 步骤2,获取浅层地震子波以及浅层地震子波时间域长度：
[0012] 步骤3,设置时窗：
[0013] 以所述步骤2的浅层地震子波时间域长度的1. 5?2倍设置时窗，将地震记录按 所述时窗长度均匀分段；
[0014] 步骤4 :提取瞬时子波：
[0015] 设各所述时窗内地震记录的平滑振幅谱为
【权利要求】
1. 基于变子波反射系数反演的地震高分辨处理方法，其特征在于： 所述处理方法为拓展地震记录的频带的方法，用于提高地震记录的时间分辨率；处理 方法包括先根据地震记录提取浅层地震子波、子波时间域长度；设定时窗并提取每个时窗 内的瞬时子波；再通过时间域的子波褶积模型建立频率域的变子波褶积模型；对每一道地 震记录，将所述瞬时子波和变子波褶积模型建立模型参数，反演出反射系数；最后将初始提 取的浅层地震子波与反射系数褶积处理，获取频带拓宽的地震记录。
2. 根据权利要求1所述的基于变子波反射系数反演的地震高分辨处理方法，其特征在 于： 所述处理方法的具体步骤为， 步骤1，获取浅层地震资料； 步骤2,获取浅层地震子波以及浅层地震子波时间域长度： 步骤3,设置时窗： 以浅层地震子波时间域长度的1. 5?2倍设置时窗，将地震记录按所述时窗长度均匀 分段； 步骤4 :提取瞬时子波： 设各所述时窗内地震记录的平滑振幅谱戈
利用公式（1)提取所述步骤3中 每个所述时窗内的变子波，即提取每个所述时窗内中心时刻的瞬时子波；
其中，ifft为反傅立叶变换算子，为所述地震道上的第i个时窗； 步骤5,建立频率域的变子波褶积模型： 步骤5-1，分解反射系数脉冲序列： 设反射系数序列为a (k)，k=0, 1，2. . . K,将所述反射系数序列a (k)分解为K个脉冲之 和，分解过程如公式（2)所示：
其中&1，a2, . ? . . aK为各反射系数的值； 步骤5-2,建立子波的时间域褶积模型，如公式（3)所示：
其中，s(t)为褶积后的地震记录，w(t)为子波，ai(t)为反射系数分解后的点脉冲序 列； 步骤5-3,建立变子波的时间域褶积模型： 将所述公式（3)中的子波w(t)推广为变子波Wi(t)的表述形式，建立变子波的时间域 褶积模型，如公式（4)所示：
其中，Wi(t)为变子波，ajt)为反射系数分解后的点脉冲序列； 步骤5-4,建立变子波的频率域褶积模型： 对每个所述反射系数分解后的点脉冲序列ajt)做傅里叶变换，获取ai(t)的频率域表 达式，如公式（5)所示：
其中，F为傅立叶算子，&为脉冲位置对应的时间，f为频率，f的取值范围是[f\，fN]; 对所述变子波Wi(t)做傅里叶变换，获取所述变子波Wi(t)的频率域表达式，如公式（6) 所示， F[Wi (t)]=Wi(f) (6)； 其中，F为傅立叶算子，f为频率，其取值范围是[f\，fN]; 通过所述公式（4)、公式（5)、公式（6)建立所述变子波&(〇的频率域褶积模型，如公 式（7)所示：
其中，s(f)为某一道地震数据的频率域表达式，Wi(f)为变子波的频率域表达式； 与所述公式（7)对应的矩阵表达式如所述公式（8)所示：
其中，ap a2,.....为未知量即地震的反射系数； 步骤6,求取各时间样点的反射系数： 通过所述步骤4获取的瞬时子波、所述步骤5-4获取的频率域的变子波褶积模型以及 所述公式（8)建立方程，通过反演操作方法获取每个时间样点的反射系数； 步骤7,获取频带拓宽的地震记录： 将所述步骤6获取的反射系数以及所述步骤2获取的浅层地震子波做褶积处理，获取 频带拓宽的地震记录。
3.根据权利要求2所述的基于变子波反射系数反演的地震高分辨处理方法，其特征在 于： 所述步骤1中，截取地层深度〇?500米范围内的地震记录，即获取所述浅层地震记 录，采样间隔为2ms,所述浅层地震记录的时间域长度为30?40ms。
4. 根据权利要求2所述的基于变子波反射系数反演的地震高分辨处理方法，其特征在 于： 所述步骤2中，获取浅层地震子波以及浅层地震子波时间域长度的过程是： 对所述浅层地震资料或井资料做傅里叶变换，获取所述浅层地震资料的频谱；对所述 浅层地震资料的频谱做滤波处理，并对滤波处理后的频谱做反傅里叶变换，提取反傅里叶 变换结果的实部，即得到浅层地震子波和浅层地震子波时间域长度。
5. 根据权利要求2所述的基于变子波反射系数反演的地震高分辨处理方法，其特征在 于： 所述步骤3中，所述时窗的长度为所述子波时间域长度的2倍。
6. 根据权利要求2所述的基于变子波反射系数反演的地震高分辨处理方法，其特征在 于： 所述步骤5中，所述反演操作方法为粒子群优化算法、遗传算法或者稀疏贝叶斯学习 算法中的其中一种。
【文档编号】G01V1/28GK104280765SQ201310291746
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月11日 优先权日:2013年7月11日
【发明者】王小品, 林庆富 申请人: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