本发明涉及地球物理勘探地震资料解释技术领域，特别是涉及到一种提高地震属性保真度的解耦合方法。
背景技术：
构造和储层的精细地震描述是油气勘探开发的重要保障。地震的属性特征对应着储层的几何特征和物性特征，属性越单一，对储层特征反映的保真度越高，对于储层的特征描述越精细。目前的地震资料具有很强的带限性，偏移距变化会引起的频率、相位、振幅变化，频率变化会引起的相位、振幅变化，这些地震属性(相位、振幅、频率)信息叠加，使得不同频率和偏移距的地震属性耦合在一起，形成复杂的相位、振幅和频率特征。如果分离不同频率和偏移距的地震属性信息，将消除相位、振幅和频率间的耦合关系，提高地震属性保真度，从而提高构造和储层的描述精度。
叠前共成像道集不同偏移距的反射信息具有差异性，对于地质体的反映也不相同。avo分析研究了叠前共成像道集的振幅差异性，另外，对于分辨率和主频随传播距离的变化也有相应研究。
在均匀介质、单一界面条件下，muskat、meres(1940)推导了平面波反射和透射系数随入射角变化的函数，成为avo(振幅随偏移距变化)技术应用的基础。koefoed(1961)研究得到求解泊松比和反射系数的zoeppritz近似方程，是叠前属性定量研究的重要手段。ostrander(1984)研究将偏移距和反射层埋深相结合，得到了振幅随入射角变化的ava特征。mazzottia(1991)研究得到了振幅、主频率、相位随入射角的变化特征。
乔文孝(1998)在较窄的频率范围内,声波在多孔介质中传播的声速变化小，主频随传播距离增大而近似线性降低，幅度谱形状基本一致。quanyl等(1997)推导了地震反射子波与震源子波的关系，明确了接收点的质心频率与传播距离增大而减小得的关系。何红兵等(2013)进一步推导了接收点的质心频率与偏移距和埋深的关系，得到随偏移距和深度增大中心频率降低的认识。
ricker(1953)研究了地震垂向分辨率，1/4波长是波形极限分辨率。beylcin(1985)等定性研究了地震偏移成像空间分辨率，马在田(2002)提出了地震成像分辨率的定量公式，分辨率与埋深、炮间距及像点投影水平距离呈负相关的关系。
这些研究都说明叠前共成像点道集在振幅、频率、分辨率方面具有差异性，而实际资料更为复杂，在相位和信噪比方面也有差异性，所以现有的成像方法依据均匀介质同相等效叠加，受这一叠加理论的局限性影响，必然会产生地震属性的耦合，模糊地震属性与所描述地质目标的对应关系，降低描述结果的精度。如果将不同偏移距、频率的信息分离，就能有效减小地震属性的耦合，提高地震属性的保真度，从而提高对地质体的描述精度。为此我们发明了一种新的提高地震属性保真度的解耦合方法，解决了以上技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种消除地震属性与偏移距耦合的近偏移距数据叠加；消除地震属性与频率耦合的近偏移距叠加数据分频处理；兼顾目的层特征和信噪比的最优频率数据选取的提高地震属性保真度的解耦合方法。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：提高地震属性保真度的解耦合方法，该提高地震属性保真度的解耦合方法包括：步骤1，将近偏移距数据进行叠加以消除地震属性与偏移距耦合；步骤2，将近偏移距叠加数据进行分频处理以消除地震属性与频率耦合；步骤3，兼顾目的层特征和信噪比，选取最优频率数据。
本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
在步骤1，对叠前共成像点道集的近偏移距数据叠加，避免与地震属性差异大的中远偏移距数据混合，消除地震属性与偏移距之间的耦合关系。
在步骤1，依据相位、振幅、信噪比随偏移距和频率的变化特征，将近偏移距数据叠加消除地震属性与偏移距的耦合。
在步骤1中，分析震属性特征随偏移距变化图，得出相位随偏移距增大逐渐变粗、发生弯曲；由avo分析曲线，得到随偏移距增大振幅先增大后减小；由fvo分析曲线，得到随偏移距增大频率逐渐减小。
在步骤1中，分析地震属性随偏移距的变化特征，将组成地震成像点的共偏移距数据在频率域内展开，得到成像点地震属性在偏移距和频率平面内的变化；用单一频率的共成像点道集分析相位和振幅随偏移距变化；对于不同偏移距地震属性的具有不同特征，采用分频以更直观地反映其差异性。
在步骤2，近偏移距叠加数据做分频处理，使不同频率的地震相位、振幅信息分离，消除不同频率间的相位、振幅耦合。
在步骤3，兼顾目的层特征和信噪比，选取最优频率数据，根据连续频率合成地震记录明确目的层地震属性特征；在频率-偏移距域分析有效信息和噪音特征，依据目的层地震属性特征和地震资料信噪比特征，确定最优频率数据，消除不同频率间的相位、振幅耦合，提高地震属性的保真度。
本发明中的提高地震属性保真度的解耦合方法，采用叠前共成像点道集的时频域数据，依据相位、振幅、信噪比随偏移距和频率的变化特征，近偏移距数据叠加消除地震属性与偏移距的耦合；分频处理近偏移距叠加数据，消除地震属性与频率的耦合；连续频率合成地震记录，正演模拟相位、振幅随频率变化特征，依据目的层构造、储层特征和信噪比选取最优频率数据，消除了地震属性间的耦合。通过上述方法，消除了偏移距、频率对相位、振幅的影响，提高了地震属性的保真度，奠定了储层和构造精细描述的基础。
附图说明
图1为本发明的提高地震属性保真度的解耦合方法的一具体实施例的流程图；
图2为本发明的一具体实施例中地震属性特征随偏移距变化图；
图3为本发明的一具体实施例中成像点地震属性特征随偏移距-频率变化平面图；
图4为本发明的一具体实施例中8hz的地震属性特征随偏移距变化图；
图5为本发明的一具体实施例中12hz的地震属性特征随偏移距变化图；
图6为本发明的一具体实施例中34hz的地震属性特征随偏移距变化图；
图7为本发明的一具体实施例中56hz的地震属性特征随偏移距变化图；
图8为本发明的一具体实施例中偏移距12的地震属性特征随频率变化图；
图9为本发明的一具体实施例中偏移距29的地震属性特征随频率变化图；
图10为本发明的一具体实施例中分道集和全道集叠加剖面图；
图11为本发明的一具体实施例中分道集和全道集叠加剖面频谱图；
图12为本发明的一具体实施例中cb25井旁地震道时频谱图；
图13为本发明的一具体实施例中连续频率合成地震记录正演模拟时频谱图；
图14为本发明的一具体实施例中频率是35hz的地震剖面图；
图15为本发明的一具体实施例中频率是45hz的地震剖面图；
图16为本发明的一具体实施例中频率是50hz的地震剖面图；
图17为本发明的一具体实施例中频率是60hz的地震剖面图；
图18为本发明的一具体实施例中分道集叠加(6-12)地震剖面图。
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，并配合附图所示，作详细说明如下。
本发明用于提高地震资料属性的保真度。针对地震资料属性的保真度问题，资料处理有很多方法，但忽略了地震属性随偏移距和频率的变化，存在地震属性混杂的耦合问题，影响了构造和储层的描述精度。本发明针对该问题，依据叠前道集的随偏移和频率变化的差异性，近偏移距数据叠加消除地震属性与偏移距耦合，分频处理消除地震属性与频率耦合，兼顾目的层特征和信噪比的最优频率数据选取，提高地震属性保真度。
如图1所示，图1为本发明的提高地震属性保真度的解耦合方法的流程图。
步骤101：消除地震属性与偏移距耦合的近偏移距数据叠加。对叠前共成像点道集的近偏移距数据叠加，避免与地震属性差异大的中远偏移距数据混合，消除地震属性与偏移距之间的耦合关系。
具体的，由图2地震属性特征随偏移距变化图可以看出，相位随偏移距增大逐渐变粗、发生弯曲。avo(amplitudevariationwithoffset,振幅随偏移距的变化)分析曲线反映出随偏移距增大振幅先增大后减小，振幅减小的突变点处于偏移距22的位置上；fvo(frequencyvariationwithoffset,频率随偏移距的变化)分析曲线反映出随偏移距增大频率逐渐减小，频率减小的突变点处于偏移距20的位置上。
为更准确地分析地震属性随偏移距的变化特征，将组成地震成像点的共偏移距数据在频率域内展开，得到成像点地震属性在偏移距和频率平面内的变化。图3为成像点地震属性特征随偏移距-频率变化平面图，整体上，主频率随偏移距的增大逐渐减小，突变点在偏移距20上。相位随频率和偏移距的增大会出现变化、甚至极性反转。在频率方向上，相位和振幅变化是由频率变化引起的，是带限子波的基本特征。在偏移距方向上，在偏移距小于5的范围内，受叠加次数影响，振幅弱，相位特征不明显；在偏移距大于5、小于20时，相位几乎不变；在偏移距大于20时，相位逐渐变化，到大偏移距时甚至发生极性反转，不具有一致的相位同相特征。振幅在低频区随偏移距增大而增大；在中、高频区，随偏移距增大，先增大后减小。噪音主要发育在低频(小于6hz)、小偏移距(小于5)和高频-大偏移距区域。
更直观的，用单一频率的共成像点道集分析相位和振幅随偏移距变化。图4-7为不同频率(8、12、34、56hz)的地震属性特征随偏移距变化图。频率较低(8hz、12hz)时，随偏移距增大，振幅值增大；在偏移距大于5、小于27时，相位变化不大，而大于27时，随偏移距增大逐渐下移。频率(34hz)较大时，随着偏移距的增大，振幅和相位变化不明显，到偏移距大于50后噪音明显增大，信噪比降低，相位变杂乱，振幅变化无序。频率(56hz)进一步增大时，随着偏移距的增大，振幅先增大后变小，相位变化不明显，到偏移距大于30后噪音增大，信噪比降低，相位变杂乱，振幅变化无序。
对于不同偏移距地震属性的具有不同特征，分频更直观地反映其差异性。图8-9为不同偏移距(12、29)的地震属性特征随频率变化图。可以看出，随着频率的增大，相位数增多，振幅也相应地发生变化。对比两图，在频率小于30hz区域，相位和振幅特征相当，偏移距12的相位更收敛一些；而频率大于30hz后，相位和振幅特征具有明显的差异，偏移距12的相位数多，特征明显。由此表现出叠前共成像点道集不同偏移距属性特征的差异性。
地震主频、相位、振幅随偏移距变化，相位、振幅还随频率变化。变化的地震属性(相位、频率、振幅)如果按照不同偏移距等效叠加，必然会造成不同相位、振幅和频率信息的叠加，形成混波效应，降低地震资料的分辨能力和保真度。要解决这一矛盾，需要从偏移距和频率两个方面进行解耦合。由前述分析，不同频率的地震属性受偏移距的影响不同，偏移距5到20的区间内，相位、振幅、频率随偏移距的变化小，噪音水平低，偏移距对地震属性几乎没有影响，具有地震波同相叠加的条件，叠加后能最大限度地消除偏移距对地震属性的耦合效应，且具有较高的信噪比。如图10为分道集和全道集叠加剖面图，可以看出，分道集叠加剖面更能反映构造和储层变化细节，分辨率提高。由图11分道集和全道集叠加剖面频谱图看，分道集叠加剖面的有效信号频带展宽20hz，主频提高15hz。流程进入到步骤102。
步骤102：消除地震属性与频率耦合的近偏移距叠加数据分频处理。近偏移距叠加数据做分频处理，使不同频率的地震相位、振幅信息分离，消除不同频率间的相位、振幅耦合。
具体的，由图2至图7看出，小偏移距数据主频和信噪比明显高，图11分析表明分道集叠加剖面的频宽和主频明显比全道集叠加的高，但表现在图10的剖面特征上，这种优势并没有特别突出。从图8偏移距(12)地震属性特征随频率变化图1100-1300ms可以看出，随频率的增大，相位的极性不断发生变化，相位的数量逐渐增多，分辨能力逐步提高，而振幅也随频率和相位变化。这是由图2中偏移距12的地震数据时频展开得到，表现出相位、振幅随频率增大的变化特征，相应地反映出不同尺度地质体特征，频率越高，反映的地质体的尺度越小，分辨率越高。反过来，原数据可以看成是分频数据的叠加，不同尺度地质体的信息也就是不同频率的信息混杂在一起，必然会相互干涉，影响各自频率所反映的地质体信息，降低分辨能力。由此，分频的地震属性信息更能精细描述地质体。采用同样的分频方法，将步骤1得到的分偏移距叠加数据时频展开，就可以得到分频的数据体，从而消除不同频率地震属性耦合。如图12为cb25井旁地震道时频谱图，是地震道时频展开得到消除不同频率耦合的相位特征，可以看出随频率增大，相位数增多，振幅和极性也相应发生变化，表现出对不同尺度地质体的反映特征，频率越高，反映的地质体的尺度越小。在1100-1200ms范围内，频率小于20hz时，相位数小于2个，振幅较弱；频率大于20hz、小于35hz时，有3个振幅较强的相位；频率大于35hz、小于45hz时，有4个振幅较强的相位；频率大于45hz、小于65hz时，有5个振幅较强的相位；频率到70hz时，有7个振幅较强的相位；频率大于70hz后，相位进一步变多，振幅逐渐变弱。对比图10部分道集(6-12)叠加剖面的cb25井旁道，在1100-1200ms范围内有5个相位，其中1150-1200ms之间的2个相位的振幅较强，其他较弱，是所有频率对应相位和振幅的叠合，掩盖了各自的相位、振幅特征，从而影响了构造和储层的地震描述精度。因此，要得到高精度的构造和储层描述结果，应面向地质目标选取分频的数据体进行地震解释。流程进入到步骤103。
步骤103：兼顾目的层特征和信噪比的最优频率数据选取。兼顾目的层特征和信噪比的最优频率数据选取，连续频率合成地震记录明确目的层地震属性特征；在频率-偏移距域分析有效信息和噪音特征，依据目的层地震属性特征和地震资料信噪比特征，确定最优频率数据，消除不同频率间的相位、振幅耦合，提高地震属性的保真度。
由步骤2得到的频率解耦合数据体从1hz到120hz，有120数据体。对于这么多个数据体逐个进行解释，描述地质目标，是非常耗时且没有必要的，因此，需要优选反映目的层特征的数据体。由图3看，在偏移距6-12范围内，频率大于70hz时，噪音增大，大于80hz时，信号以噪音为主，因此，兼顾信噪比和分辨率，优选数据体的频率应小于70hz。图13为连续频率合成地震记录正演模拟时频谱图，由cb25井的1-120hz合成地震记录组成。受频率增大影响，相位数逐渐增多，振幅则随相位变化出现强弱变化。在1250ms处的相位，小于10hz时，相位的波形特征杂乱，子波干涉的旁瓣噪音占主导，振幅表现为中弱特征；大于10hz、小于20hz时，相位特征变明显，振幅表现为中强特征；在大于20hz、小于60hz时，相位特征明显，由低频的1个相位变成2个相位，振幅为先增大后减小的变化强能量特征；而大于60hz后，1250ms之上的相位变化不大，1250ms之下的相位逐渐分裂成多个相位，振幅变弱；相位裂变处，振幅变化大，是不同尺度地质体地震反射在特定频率相互干涉的结果。由此说明，对于固定特征的地质体，不同频率的相位具有不同敏感度；相位裂变处，地震属性变化大，增加了地震解释的多解性，应避免选择。例如目的层为1200-1300ms，可以选取的频率段分别是10-20hz、20-40hz、40-60hz、大于60hz，依据目的层特定的储层和构造特征再选取合适的频率。例如，要描述1200-1230ms间的两个相位所代表的地质体，应选取大于40hz的；要描述1245-1260ms间的相位所代表的地质体，应选取大于20、小于60hz的；综合起来可以选择40-60hz间的任何一个频率体。再对比图12的实际地震道时频谱特征，要描述1200-1230ms间的两个相位所代表的地质体，应选取大于50hz的；要描述1245-1260ms间的相位所代表的地质体，应选取大于30、小于80hz的；频率大于70hz时，噪音增大，大于80hz时，信号以噪音为主；综合合成记录和实际地震资料分析结果，选择51-60hz间的任何一个频率体。
图14-17为分频显示地震剖面图，频率分别是35、45、50、60hz。对比原始的图18分道集叠加剖面，由于不受其他频率的影响，消除了不同频率间的干涉，4个频率的剖面在构造和储层特征方面均具有优势。例如cb22井左侧1100-1200ms的背斜形态，图18的分道集叠加剖面反映的不明显，而分频的4个剖面都能清晰反映；图18中cb25右侧1150ms处的相位分叉，明显与地质结构不符，而在分频的4个剖面上均体现出与上下地层平行的构造特征；对于储层，cb22和cb25之间1140-1200ms，分频的4个剖面比图18的原始剖面更能反映储层的边界。对于前述的cb25井1200-1230ms间的两个相位，60hz剖面能够反映出2个相位，而其他的频率只有一个相位，反映出高频剖面具有更高的分辨能力。因此，要描述小尺度的地质体，就在保证信噪比的条件下尽可能选择高频数据体；而如果要描述相对大尺度的地质体，就依据反射特征选取中、低频数据体。
本发明提供的提高地震属性保真度的解耦合方法，该方法依据相位、振幅、信噪比随偏移距和频率的变化特征，近偏移距数据叠加消除地震属性与偏移距的耦合；分频处理近偏移距叠加数据，消除地震属性与频率的耦合；连续频率合成地震记录，正演模拟相位、振幅随频率变化特征，依据目的层构造、储层特征和信噪比，选取最优频率数据。通过上述方法，消除了偏移距和频率差异引起的地震属性耦合，提高了地震属性保真度，为储层和构造精细描述奠定了基础。该方法明确了叠前共成像点道集的属性差异性特征和影响因素，近偏移距数据叠加消除地震与偏移距的耦合；分频处理消除地震属性与频率的耦合；连续频率合成记录明确目的层特征，兼顾目的层特征和信噪比，选取最优频率数据，实现了地震属性保真。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。