薄互层砂体厚度的预测方法及装置与流程

本发明涉及油气物探工程领域，具体涉及一种薄互层砂体厚度的预测方法及装置。

背景技术：

随着油田勘探开发进入到中后期的阶段，勘探难度逐渐增大。针对薄互层砂体的储层预测研究可以在一定程度上提高勘探成功率，减少勘探成本。

薄互层砂体的储层厚度小于λ/4(λ为地震波长)时，薄互层砂体储层的不同反射界面对地震波的响应相互干涉，形成复合波，导致常规地震资料解释和反演对于薄互层砂体储层的厚度和范围预测精度较低。

因此，亟需一种更高精度的薄互层砂体储层厚度的预测方式。

技术实现要素：

针对现有技术中的问题，本发明提供一种薄互层砂体厚度的预测方法及装置，能够提高薄互层砂体储层厚度的预测精度，进而提高勘探成功率，为后期勘探井位部署提供依据。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种薄互层砂体厚度的预测方法，包括：

基于模态分量的预设数量对地震信号进行变分模态分解得到预设数量个模态分量；

选取所述预设数量个模态分量中最大的瞬时频带能量并确定所述最大的瞬时频带能量对应的瞬时频率；

根据所述瞬时频率和地震信号时间域的反射系数合成地震道数据；

基于所述地震道数据和teager能量算子确定薄互层的砂体厚度。

进一步的，在所述基于模态分量的预设数量对地震信号进行变分模态分解得到预设数量个模态分量之前，还包括：

获取地震数信号并对所述地震信号进行筛选处理得到筛选后地震信号；

相对应的，所述基于模态分量的预设数量对地震信号进行变分模态分解得到预设数量个模态分量，包括：

基于模态分量的预设数量对筛选后地震信号进行变分模态分解得到预设数量个模态分量。

其中，所述对所述地震信号进行筛选处理得到筛选后地震信号，包括：

剔除所述地震信号中频率大于预设频率的分量，得到筛选后地震信号。

其中，所述根据所述瞬时频率和地震信号时间域的反射系数合成地震道数据，包括：

将所述瞬时频率域所述反射系数进行褶积处理，得到地震道数据。

其中，所述基于所述地震道数据和teager能量算子确定薄互层的砂体厚度，包括：

采用teager能量算子计算所述地震道数据中各个地震道各自对应的薄互层的砂体厚度。

第二方面，本发明提供一种薄互层砂体厚度的预测装置，包括：

模态分解单元，用于基于模态分量的预设数量对地震信号进行变分模态分解得到预设数量个模态分量；

选取单元，用于选取所述预设数量个模态分量中最大的瞬时频带能量并确定所述最大的瞬时频带能量对应的瞬时频率；

合成单元，用于根据所述瞬时频率和地震信号时间域的反射系数合成地震道数据；

计算单元，用于基于所述地震道数据和teager能量算子确定薄互层的砂体厚度。

进一步的，还包括：

筛选单元，用于获取地震数信号并对所述地震信号进行筛选处理得到筛选后地震信号；

相对应的，所述模态分解单元包括：

模态分解子单元，用于基于模态分量的预设数量对筛选后地震信号进行变分模态分解得到预设数量个模态分量。

其中，所述筛选单元，包括：

筛选模块，用于剔除所述地震信号中频率大于预设频率的分量，得到筛选后地震信号。

其中，所述合成单元，包括：

褶积模块，用于将所述瞬时频率域所述反射系数进行褶积处理，得到地震道数据。

其中，所述计算单元，包括：

计算子单元，用于采用teager能量算子计算所述地震道数据中各个地震道各自对应的薄互层的砂体厚度。

第三方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的薄互层砂体厚度的预测方法的步骤。

第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的薄互层砂体厚度的预测方法的步骤。

由上述技术方案可知，本发明提供一种薄互层砂体厚度的预测方法及装置，通过基于模态分量的预设数量对地震信号进行变分模态分解得到预设数量个模态分量；选取所述预设数量个模态分量中最大的瞬时频带能量并确定所述最大的瞬时频带能量对应的瞬时频率；根据所述瞬时频率和地震信号时间域的反射系数合成地震道数据；基于所述地震道数据和teager能量算子确定薄互层的砂体厚度，能够提高薄互层砂体储层厚度的预测精度，进而提高勘探成功率，为后期勘探井位部署提供依据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中的薄互层砂体厚度的预测方法的第一种流程示意图。

图2为本发明实施例中的薄互层砂体厚度的预测方法的第二种流程示意图。

图3为本发明实施例中的薄互层砂体厚度的预测装置的结构示意图。

图4为本发明实施例中的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种薄互层砂体厚度的预测方法的实施例，参见图1，所述薄互层砂体厚度的预测方法具体包含有如下内容：

s101：基于模态分量的预设数量对地震信号进行变分模态分解得到预设数量个模态分量；

可以理解的是，地震信号的信噪比较低，并且地震信号通常看作是由多种频率成分组成的复杂非平稳信号，需要对地震信号进行频谱分解，形成单频信号，通过频率能量与砂体厚度的关系，实现预测薄互层砂体厚度。

在本步骤中，通过对地震信号进行变分模态分解(viationalmodedecomposition，vmd)能够得到地震信号对应的各个模态分量。通过设置模态分量的预设数量，在进行变分模态分解能够得到预设数量个模态分量。

其中，变分模态分解的表达式为：

其中，μk(t)为地震信号的信号的第k个模态分量，{μk}为模态分量的集合，ωk为信号的第k个模态分量的中心频率，{ωk}为模态分量的中心频率的集合，代表对t求导，t为时间，δ(t)为狄拉克函数，π为圆周率，f(x)为地震信号，j为虚部。

需要说明的是，预设数量的值越大，可以获得的模态分量个数越多，并且模态分量的中心频率越高。可以根据地震频带的最高值确定模态分量的预设数量。

其中，在本实施例中，预设数量至少为两个最多为十个。

s102：选取所述预设数量个模态分量中最大的瞬时频带能量并确定所述最大的瞬时频带能量对应的瞬时频率；

在本步骤中，根据步骤s101中得到的预设数量个模态分量，确定该预设数量个模态分量中瞬时频带能量(bandpowersbp)，选取最大的瞬时频带能量并确定选取的最大的瞬时频带能量对应的瞬时频率。

s103：根据所述瞬时频率和地震信号时间域的反射系数合成地震道数据；

在本步骤中，利用采样点的速度构建深度域薄互层楔形体，并且将深度域模型转化为时间域模型。计算该时间域模型各道的反射系数，其中反射系数的计算方式如下：

其中，r(t)为反射系数，ρi和vi分别为采样点的密度和速度，ρi+1和vi+1分别为下一个采样点的密度和速度。

利用瞬时频率的零相位ricker子波与反射系数进行褶积处理，得到地震道数据，其中，瞬时频率fm的零相位ricker子波g(t)的表达式为：

g(t)＝(1-2π²fm²t²)exp(-π²fm²t²)；

其中，fm为瞬时频率，π为圆周率，t为时间。

合成的地震道数据s(t)的表达式为：

s(t)＝g(t)·r(t)；

其中，r(t)为反射系数，g(t)为零相位ricker子波。

s104：基于所述地震道数据和teager能量算子确定薄互层的砂体厚度。

在本步骤中，采用teager能量算子计算所述地震道数据中各个地震道各自对应的薄互层的砂体厚度。

其中，teager能量算子的表达式为：

其中，ψ[s(t)]为地震道数据s(t)对应的薄互层的砂体厚度。

从上述描述可知，本发明实施例提供的薄互层砂体厚度的预测方法，通过基于模态分量的预设数量对地震信号进行变分模态分解得到预设数量个模态分量；选取所述预设数量个模态分量中最大的瞬时频带能量并确定所述最大的瞬时频带能量对应的瞬时频率；根据所述瞬时频率和地震信号时间域的反射系数合成地震道数据；基于所述地震道数据和teager能量算子确定薄互层的砂体厚度，能够提高薄互层砂体储层厚度的预测精度，进而提高勘探成功率，为后期勘探井位部署提供依据。

在本发明的一实施例中，参见图2，所述薄互层砂体厚度的预测方法的步骤s101之前还包含有步骤s100，具体包含有如下内容：

s100：获取地震数信号并对所述地震信号进行筛选处理得到筛选后地震信号；

相对应的，步骤s101所述基于模态分量的预设数量对地震信号进行变分模态分解得到预设数量个模态分量，包括：

s1011基于模态分量的预设数量对筛选后地震信号进行变分模态分解得到预设数量个模态分量。

进一步的，步骤s100对所述地震信号进行筛选处理得到筛选后地震信号，包括：

剔除所述地震信号中频率大于预设频率的分量，得到筛选后地震信号。

在本步骤中，地震信号主频及能量分布主要分布在0～250hz，因此对于大于250hz的高频分量作为噪声剔除。

在本实施例中预设频率为250hz。

从上述描述可知，本发明实施例提供的薄互层砂体厚度的预测方法，能够预测薄互层砂体储层的厚度并提高砂薄互层砂体厚度的预测精度，进而能够提高勘探的成功率，为勘探井位部署提供依据。

本发明实施例提供一种能够实现所述薄互层砂体厚度的预测方法中全部内容的薄互层砂体厚度的预测装置的具体实施方式，参见图3，所述薄互层砂体厚度的预测装置具体包括如下内容：

模态分解单元20，用于基于模态分量的预设数量对地震信号进行变分模态分解得到预设数量个模态分量；

选取单元30，用于选取所述预设数量个模态分量中最大的瞬时频带能量并确定所述最大的瞬时频带能量对应的瞬时频率；

合成单元40，用于根据所述瞬时频率和地震信号时间域的反射系数合成地震道数据；

计算单元50，用于基于所述地震道数据和teager能量算子确定薄互层的砂体厚度。

进一步的，还包括：

筛选单元10，用于获取地震数信号并对所述地震信号进行筛选处理得到筛选后地震信号；

相对应的，所述模态分解单元20包括：

模态分解子单元，用于基于模态分量的预设数量对筛选后地震信号进行变分模态分解得到预设数量个模态分量。

其中，所述筛选单元10，包括：

筛选模块，用于剔除所述地震信号中频率大于预设频率的分量，得到筛选后地震信号。

其中，所述合成单元40，包括：

褶积模块，用于将所述瞬时频率域所述反射系数进行褶积处理，得到地震道数据。

其中，所述计算单元50，包括：

计算子单元，用于采用teager能量算子计算所述地震道数据中各个地震道各自对应的薄互层的砂体厚度。

本发明提供的薄互层砂体厚度的预测装置的实施例具体可以用于执行上述实施例中的薄互层砂体厚度的预测方法的实施例的处理流程，其功能在此不再赘述，可以参照上述方法实施例的详细描述。

从上述描述可知，本发明实施例提供的薄互层砂体厚度的预测装置，通过基于模态分量的预设数量对地震信号进行变分模态分解得到预设数量个模态分量；选取所述预设数量个模态分量中最大的瞬时频带能量并确定所述最大的瞬时频带能量对应的瞬时频率；根据所述瞬时频率和地震信号时间域的反射系数合成地震道数据；基于所述地震道数据和teager能量算子确定薄互层的砂体厚度，能够提高薄互层砂体储层厚度的预测精度，进而提高勘探成功率，为后期勘探井位部署提供依据。

本申请提供一种用于实现所述薄互层砂体厚度的预测方法中的全部或部分内容的电子设备的实施例所述电子设备具体包含有如下内容：

处理器(processor)、存储器(memory)、通信接口(communicationsinterface)和总线；其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；所述通信接口用于实现相关设备之间的信息传输；该电子设备可以是台式计算机、平板电脑及移动终端等，本实施例不限于此。在本实施例中，该电子设备可以参照实施例用于实现所述薄互层砂体厚度的预测方法的实施例及用于实现所述薄互层砂体厚度的预测装置的实施例进行实施，其内容被合并于此，重复之处不再赘述。

图4为本申请实施例的电子设备9600的系统构成的示意框图。如图4所示，该电子设备9600可以包括中央处理器9100和存储器9140；存储器9140耦合到中央处理器9100。值得注意的是，该图4是示例性的；还可以使用其他类型的结构，来补充或代替该结构，以实现电信功能或其他功能。

一实施例中，薄互层砂体厚度的预测功能可以被集成到中央处理器9100中。其中，中央处理器9100可以被配置为进行如下控制：

基于模态分量的预设数量对地震信号进行变分模态分解得到预设数量个模态分量；选取所述预设数量个模态分量中最大的瞬时频带能量并确定所述最大的瞬时频带能量对应的瞬时频率；根据所述瞬时频率和地震信号时间域的反射系数合成地震道数据；基于所述地震道数据和teager能量算子确定薄互层的砂体厚度。

从上述描述可知，本申请的实施例提供的电子设备，通过基于模态分量的预设数量对地震信号进行变分模态分解得到预设数量个模态分量；选取所述预设数量个模态分量中最大的瞬时频带能量并确定所述最大的瞬时频带能量对应的瞬时频率；根据所述瞬时频率和地震信号时间域的反射系数合成地震道数据；基于所述地震道数据和teager能量算子确定薄互层的砂体厚度，能够提高薄互层砂体储层厚度的预测精度，进而提高勘探成功率，为后期勘探井位部署提供依据。

在另一个实施方式中，薄互层砂体厚度的预测装置可以与中央处理器9100分开配置，例如可以将薄互层砂体厚度的预测配置为与中央处理器9100连接的芯片，通过中央处理器的控制来实现薄互层砂体厚度的预测功能。

如图4所示，该电子设备9600还可以包括：通信模块9110、输入单元9120、音频处理器9130、显示器9160、电源9170。值得注意的是，电子设备9600也并不是必须要包括图4中所示的所有部件；此外，电子设备9600还可以包括图4中没有示出的部件，可以参考现有技术。

如图4所示，中央处理器9100有时也称为控制器或操作控件，可以包括微处理器或其他处理器装置和/或逻辑装置，该中央处理器9100接收输入并控制电子设备9600的各个部件的操作。

其中，存储器9140，例如可以是缓存器、闪存、硬驱、可移动介质、易失性存储器、非易失性存储器或其它合适装置中的一种或更多种。可储存上述与失败有关的信息，此外还可存储执行有关信息的程序。并且中央处理器9100可执行该存储器9140存储的该程序，以实现信息存储或处理等。

输入单元9120向中央处理器9100提供输入。该输入单元9120例如为按键或触摸输入装置。电源9170用于向电子设备9600提供电力。显示器9160用于进行图像和文字等显示对象的显示。该显示器例如可为lcd显示器，但并不限于此。

该存储器9140可以是固态存储器，例如，只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、sim卡等。还可以是这样的存储器，其即使在断电时也保存信息，可被选择性地擦除且设有更多数据，该存储器的示例有时被称为eprom等。存储器9140还可以是某种其它类型的装置。存储器9140包括缓冲存储器9141(有时被称为缓冲器)。存储器9140可以包括应用/功能存储部9142，该应用/功能存储部9142用于存储应用程序和功能程序或用于通过中央处理器9100执行电子设备9600的操作的流程。

存储器9140还可以包括数据存储部9143，该数据存储部9143用于存储数据，例如联系人、数字数据、图片、声音和/或任何其他由电子设备使用的数据。存储器9140的驱动程序存储部9144可以包括电子设备的用于通信功能和/或用于执行电子设备的其他功能(如消息传送应用、通讯录应用等)的各种驱动程序。

通信模块9110即为经由天线9111发送和接收信号的发送机/接收机9110。通信模块(发送机/接收机)9110耦合到中央处理器9100，以提供输入信号和接收输出信号，这可以和常规移动通信终端的情况相同。

基于不同的通信技术，在同一电子设备中，可以设置有多个通信模块9110，如蜂窝网络模块、蓝牙模块和/或无线局域网模块等。通信模块(发送机/接收机)9110还经由音频处理器9130耦合到扬声器9131和麦克风9132，以经由扬声器9131提供音频输出，并接收来自麦克风9132的音频输入，从而实现通常的电信功能。音频处理器9130可以包括任何合适的缓冲器、解码器、放大器等。另外，音频处理器9130还耦合到中央处理器9100，从而使得可以通过麦克风9132能够在本机上录音，且使得可以通过扬声器9131来播放本机上存储的声音。

本发明的实施例还提供能够实现上述实施例中的薄互层砂体厚度的预测方法中全部步骤的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的薄互层砂体厚度的预测方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：

基于模态分量的预设数量对地震信号进行变分模态分解得到预设数量个模态分量；选取所述预设数量个模态分量中最大的瞬时频带能量并确定所述最大的瞬时频带能量对应的瞬时频率；根据所述瞬时频率和地震信号时间域的反射系数合成地震道数据；基于所述地震道数据和teager能量算子确定薄互层的砂体厚度。

从上述描述可知，本发明实施例提供的计算机可读存储介质，通过基于模态分量的预设数量对地震信号进行变分模态分解得到预设数量个模态分量；选取所述预设数量个模态分量中最大的瞬时频带能量并确定所述最大的瞬时频带能量对应的瞬时频率；根据所述瞬时频率和地震信号时间域的反射系数合成地震道数据；基于所述地震道数据和teager能量算子确定薄互层的砂体厚度，能够提高薄互层砂体储层厚度的预测精度，进而提高勘探成功率，为后期勘探井位部署提供依据。

虽然本发明提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。

本领域技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、装置(系统)或计算机程序产品。因此，本说明书实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于任何单一的方面，也不局限于任何单一的实施例，也不局限于这些方面和/或实施例的任意组合和/或置换。而且，可以单独使用本发明的每个方面和/或实施例或者与一个或更多其他方面和/或其实施例结合使用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。