获取全地层地震分频剖面的方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种获取全地层地震分频剖面的方法及装置。所述方法包括：(a)根据地震记录获取地震记录的双谱；(b)根据地震记录的双谱获取地震子波；(c)根据地震子波获取地层的稀疏反射系数；(d)根据地层的稀疏反射系数和预定主频的俞氏子波获取预定分辨率的全地层地震分频剖面。
【专利说明】获取全地层地震分频剖面的方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及地震记录的处理领域，更具体地讲，涉及一种获取全地层地震分频剖面的方法及装置。
【背景技术】
[0002]分频地震层序分析技术是地震沉积学的一项重要技术，而分频地震层序分析是在根据地震记录获取的地震分频剖面的基础上进行的。因此，如何获取具有全地层信息的地震分频剖面日益成为研究的热点问题。
[0003]目前，获取地震分频剖面的方法主要有频率滤波法和时频谱分解法。然而，利用频率滤波法和时频谱分解法获取地震分频剖面时，需要从地震记录中选择一个频率范围，从而获取所选择频率范围的地震分频剖面。因此，获取的地震分频剖面中会丢失很多不在所选择频率范围内的同相轴携带的地层信息。并且，根据获取的地震分频剖面无法得知该频率范围对应的地震分频剖面与其他频率范围对应的地震分频剖面间的联系。
[0004]因此，需要一种获取地震分频剖面的方法，来得到具有全地层信息的地震分频剖面。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种获取全地层地震分频剖面的方法及装置，从而可获得具有全地层信息的地震分频剖面。
[0006]本发明的一方面提供一种获取全地层地震分频剖面的方法，包括:(a)根据地震记录获取地震记录的双谱；(b)根据地震记录的双谱获取地震子波；(c)根据地震子波获取地层的稀疏反射系数；(d)根据地层的稀疏反射系数和预定主频的俞氏子波获取预定分辨率的全地层地震分频剖面。
[0007]可选地，步骤(b)包括:(bl)根据地震记录的双谱的振幅谱获取地震子波的振幅谱；(b2)根据地震记录的双谱的相位谱获取地震子波的相位谱；(b3)将地震子波的振幅谱和地震子波的相位谱进行反傅里叶变换，得到时间域的地震子波。
[0008]可选地，步骤(bl)包括:由下面的等式获取地震子波的振幅谱:if = (U) ]ATh
其中，15为由地震子波的振幅谱的自然对数组成的向量，?为由地震记录的双谱的振幅谱的自然对数组成的向量，A为根据地震记录的双谱的振幅谱的自然对数获得的系数矩阵。
[0009]可选地，向量g的元素是双谱的两个地震子波的频率在预定频率范围内的采样在地震记录的双谱中所对应的振幅谱的自然对数。
[0010]可选地，所述预定频率范围为[N1HZ, N2HZ]，采样间隔为MHZ，N1为小于N2的正数，M为任意正数，所述两个地震子波的频率在所述预定频率范围内的采样分别被表示为ω i和ω2，其中，CO1与ω2的部分或所有组合在地震记录的双谱中所对应的振幅谱的自然对数作为向量?的元素。[0011 ] 可选地，ω i和ω 2的取值表示为下面的等式:ω i (η) = N1+ (η-1) M ； ω 2 (m)=
c^rO + On-DM其中，O1 (n)表示ω i的第η个取值，η为正整数，
【权利要求】
1.一种获取全地层地震分频剖面的方法，包括: (a)根据地震记录获取地震记录的双谱； (b)根据地震记录的双谱获取地震子波； (C)根据地震子波获取地层的稀疏反射系数； (d)根据地层的稀疏反射系数和预定主频的俞氏子波获取预定分辨率的全地层地震分频剖面。
2.如权利请求I所述的方法，其中，步骤(b)包括: (bl)根据地震记录的双谱的振幅谱获取地震子波的振幅谱； (b2)根据地震记录的双谱的相位谱获取地震子波的相位谱； (b3)将地震子波的振幅谱和地震子波的相位谱进行反傅里叶变换，得到时间域的地震子波。
3.如权利要求2所述的方法，其中，步骤(bl)包括: 由下面的等式获取地震子波的振幅谱:
W = (AT JT1 JtF 其中，》为由地震子波的振幅谱的自然对数组成的向量，?为由地震记录的双谱的振幅谱的自然对数组成的向量，A为根据地震记录的双谱的振幅谱的自然对数获得的系数矩阵。
4.如权利要求3所述的方法，其中，向量g的元素是双谱的两个地震子波的频率在预定频率范围内的采样在地震记录的双谱中所对应的振幅谱的自然对数。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述预定频率范围为[N1HZ,N2HZ],采样间隔为MHZ, N1为小于N2的正数，M为任意正数，所述两个地震子波的频率在所述预定频率范围内的米样分别被表不为O1和ω2， 其中，Co1与ω2的部分或所有组合在地震记录的双谱中所对应的振幅谱的自然对数作为向量?的元素。
6.如权利要求5所述的方法，其中，Co1和ω2的取值表示为下面的等式:
Co1(Ii) = Nf(I1-1)M ; co2(m) = ω j (n) + (m-l)M 其中，ω^η)表示Co1的第η个取值，η为正整数,
[1，ω (m)表示
ω2的第m个取值，m为正整数，
为能够被4整除的正整数。
7.如权利要求6所述的方法，其中，系数矩阵A的行数为
，系数矩阵A的列数为
，系数矩阵A中的任意第i行第j列的元素\ j表示将与向量石中的第i个元素对应的两个地震子波的频率《1和032代入双谱的振幅谱的自然对数的算式中时，算式中#(% + (./ - 1)M>的系数,
其中，i 为小于等于
的正整数，j 为小于等于
啲正整数， 其中，r(W, +(./-1)M)表示频率为Ni+(j-l)M的地震子波的振幅谱的自然对数。
8.如权利要求3所述的方法，其中，双谱的振幅谱的自然对数的算式为:
其中，
Iw(CO1) I为频率为CO1的地震子波的振幅谱，Iw(CO2) I为频率为ω2的地震子波的振幅谱，W(Q^Q2) I为频率为的地震子波的振幅谱。
9.如权利要求2所述的方法，其中，步骤(b2)包括: 由下面的等式获取地震子波的相位谱:
其中，Φ为由地震子波的相位谱组成的向量，为由地震记录的双谱的相位谱组成的向量，H为根据地震记录的双谱的相位谱获得的系数矩阵。
10.如权利要求9所述的方法，其中，向量-的元素是双谱的两个地震子波的频率在预定频率范围内的采样在地震记录的双谱中所对应的相位谱的自然对数。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述预定频率范围为[N1HZJ2HZL采样间隔为MHZ, N1为小于N2的正数，M为任意正数，所述两个地震子波的频率在所述预定频率范围内的米样分别被表不为03和ω4， 其中，《3和ω4的部分或所有组合在地震记录的双谱中所对应的相位谱的自然对数作为向量#?的元素。
12.如权利要求11所述的方法，其中，《3和ω4的取值表示为下面的等式: ω3(χ) = N^(X-1)M ； ω4(y) = ω3(χ) + (y-1)Μ 其中，ω3(χ)表示ω3的第X个取值，X为正整数，Xω (y)表示
ω4的弟y个取值，I为正整数
为能够被2整
除的正整数。
I J- 、
13.如权利要求12所述的方法，其中，系数矩阵H的行数为
系数矩阵
H的列数为义-$ +从，系数矩阵H中任意第I行第k列的元素& k表示将与向量中的
M第I个元素对应的两个地震子波的频率《3和《4代入双谱的相位谱的算式中时，算式中Φ (^+(k-DM)的系数， 其中，I为小于等于.........的正整数，k为小于等于.............的正整数， 2MM 其中，Φ (NJ(I1-1)M)表示频率为NJ(I1-1)M的地震子波的相位谱。
14.如权利要求5或11所述的方法，其中，所述预定频率范围为[1HZ，NHZ]，N为能够被4整除的正整数。
15.如权利请求2所述的方法，其中，步骤(c)包括:将时间域的地震子波进行稀疏反演，得到时间域的地层的稀疏反射系数。
16.如权利请求15所述的方法，其中，步骤(d)包括: (dl)选择俞氏子波的所述预定主频； (d2)基于所选择的所述预定主频选择时间域的俞氏子波的起始频率和终止频率；(d3)将已经选择起始频率和终止频率的时间域的俞氏子波进行傅里叶变换，得到频率域的俞氏子波，并将时间域的地层的稀疏反射系数进行傅里叶变换，得到频率域的地层的稀疏反射系数； (d4)将频率域的俞氏子波和频率域的地层的稀疏反射系数进行褶积，获取预定分辨率的全地层地震分频剖面。
17.如权利要求1所述的方法，其中，步骤(a)包括: (al)根据地震记录获取偏移叠加地震数据； (a2)将偏移叠加地震数据划分为至少一个时窗； (a3)从所述至少一个时窗中选择其中一个时窗,根据所选择的时窗中的偏移叠加地震数据获取所述时窗中的地震记录的双谱。
18.如权利要求1所述的方法，其中，所述预定分辨率与所述预定主频成正比。
19.一种获取全地层地震分频剖面的装置，包括: 双谱获取单元，根据地震记录获取地震记录的双谱； 子波获取单元，根据地震记录的双谱获取地震子波； 反射系数获取单元，根据地震子波获取地层的稀疏反射系数； 分频剖面获取单元，根据地层的稀疏反射系数和预定主频的俞氏子波获取预定分辨率的全地层地震分频剖面。
20.如权利请求19所述的装置，其中，子波获取单元包括: 子波振幅谱获取器，根据地震记录的双谱的振幅谱获取地震子波的振幅谱； 子波相位谱获取器，根据地震记录的双谱的相位谱获取地震子波的相位谱； 子波获取器，将地震子波的振幅谱和地震子波的相位谱进行反傅里叶变换，得到时间域的地震子波。
21.如权利要求20所述的装置，其中，使用下面的等式获取地震子波的振幅谱: w = (Ar A)1 A7b 其中，9为由地震子波的振幅谱的自然对数组成的向量，?为由地震记录的双谱的振幅谱的自然对数组成的向量，A为根据地震记录的双谱的振幅谱的自然对数获得的系数矩阵。
22.如权利要求21所述的装置，其中，向量?的元素是双谱的两个地震子波的频率在预定频率范围内的采样在地震记录的双谱中所对应的振幅谱的自然对数。
23.如权利要求22所述的装置，其中，所述预定频率范围为[N1HZj2HZ],采样间隔为MHZ, N1为小于N2的正数，M为任意正数，所述两个地震子波的频率在所述预定频率范围内的米样分别被表不为O1和ω2， 其中，Co1与ω2的部分或所有组合在地震记录的双谱中所对应的振幅谱的自然对数作为向量?的元素。
24.如权利要求23所述的装置，其中，Co1和ω2的取值表示为下面的等式:
Co1(Ii) = Nf(I1-1)M ; co2(m) = ω j (n) + (m-l)M 其中，ω j (η)表不Co1的第η个取值，η为正整数，
，ω 2 (m)表不
ω2的第m个取值，m为正整数
,且一^-为能够被4整除的正整数。
25.如权利要求24所述的装置，其中，系数矩阵A的行数为
系数矩阵
A的列数为
，系数矩阵A中的任意第i行第j列的元素表示将与向量^中 的第i个元素对应的两个地震子波的频率Q1和ω2代入双谱的振幅谱的自然对数的算式中时，算式中伊(N1 + (./ — 1)Μ)的系数， 其中，i为小于等于
的正整数，j为小于等于
的正整数,
4 M2Μ 其中，#(iV, +(/-1)M)表示频率为Ni+U-DM的地震子波的振幅谱的自然对数。
26.如权利要求21所述的装置，其中，双谱的振幅谱的自然对数的算式为:
其中，
Iw(CO1) I为频率为CO1的地震子波的振幅谱，Iw(CO2) I为频率为ω2的地震子波的振幅谱，W(Q^Q2) I为频率为的地震子波的振幅谱。
27.如权利要求20所述的装置，其中，使用下面的等式获取地震子波的相位谱:
其中，Φ为由地震子波的相位谱组成的向量，#为由地震记录的双谱的相位谱组成的向量，H为根据地震记录的双谱的相位谱获得的系数矩阵。
28.如权利要求27所述的装置，其中，向量口的元素是双谱的两个地震子波的频率在预定频率范围内的采样在地震记录的双谱中所对应的相位谱的自然对数。
29.如权利要求28所述的装置，其中，所述预定频率范围为[N1HZj2HZ],采样间隔为MHZ, N1为小于N2的正数，M为任意正数，所述两个地震子波的频率在所述预定频率范围内的米样分别被表不为03和ω4， 其中，《3和ω4的部分或所有组合在地震记录的双谱中所对应的相位谱的自然对数作为向量-的元素。
30.如权利要求29所述的装置，其中，《3和ω4的取值表示为下面的等式: ω3(χ) = N^(X-1)M ； ω4(y) = ω3(χ) + (y-1)Μ.其中，ω 3 (X)表不ω 3的第X个取值，X为正整数，
)表不
ω4的第y个取值，y为正整数
为能够被2整除的正整数。
31.如权利要求30所述的装置，其中，系数矩阵H的行数为
系数矩阵H的列数为
系数矩阵H中任意第I行第k列的元素hu表示将与向量-中的第I个元素对应的两个地震子波的频率《3和《4代入双谱的相位谱的算式中时，算式中Φ (^+(k-DM)的系数，
A/ -AJ-1-AJΛ/ - M 4- M
其中，I 为小于等于
2的正整数，k 为小于等于
的正整数， . 2 MM 其中，Φ (NJ(I1-1)M)表示频率为NJ(I1-1)M的地震子波的相位谱。
32.如权利要求23或29所述的装置，其中，所述预定频率范围为[1HZ，NHZ]，N为能够被4整除的正整数。
33.如权利请求20所述的装置，其中，反射系数获取单元将时间域的地震子波进行稀疏反演，得到时间域的地层的稀疏反射系数。
34.如权利请求33所述的装置，其中，分频剖面获取单元包括: 主频选择器，选择俞氏子波的所述预定主频；频率选择器，基于所选择的所述预定主频选择时间域的俞氏子波的起始频率和终止频率； 傅里叶变换器，将已经选择起始频率和终止频率的时间域的俞氏子波进行傅里叶变换，得到频率域的俞氏子波，并将时间域的地层的稀疏反射系数进行傅里叶变换，得到频率域的地层的稀疏反射系数； 分频剖面获取器，将频率域的俞氏子波和频率域的地层的稀疏反射系数进行褶积，获取预定分辨率的全地层地震分频剖面。
35.如权利要求19所述的装置，其中，双谱获取单元包括: 地震数据获取器，根据地震记录获取偏移叠加地震数据； 时窗划分器，将偏移叠加地震数据划分为至少一个时窗； 双谱获取器，从所述至少一个时窗中选择其中一个时窗，根据所选择的时窗中的偏移叠加地震数据获取所述时窗中的地震记录的双谱。
36.如权利要求19所述的装置，其中，所述预定分辨率与所述预定主频成正比。
【文档编号】G01V1/30GK104199102SQ201410466212
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年9月12日 优先权日:2014年9月12日
【发明者】张华 , 何光明, 周阿波, 陈爱萍, 罗红明, 汪晴川, 谭荣彪 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司