深度域地震合成记录制作方法及装置与流程

1.本发明涉及油气地震勘探技术领域，特别涉及一种深度域地震合成记录制作方法及装置。


背景技术：

2.在油气地震勘探过程中，可以利用深度域地震数据进行弹性参数反演、储层预测、流体识别等工作，并且通过测井资料对反演结果进行约束，以获得分辨率更佳的结果，从而能更准确地反映地下地质构造。为了使得测井资料能够起到更好的约束效果，需要提高测井资料和深度域地震数据的对应性，即需要更好的井震标定结果。深度域地震合成记录就是可以将测井资料与深度域地震资料联系起来的媒介手段和方法。
3.相关技术中，深度域地震合成记录制作方法主要是将深度域的反射系数序列和地震记录变换到常速度深度域，利用常速度深度域中的“线性时不变”特性，提取常速度深度域地震子波，再利用褶积模型获得常速度深度域合成地震记录，最后再将常速度深度域合成地震记录转换到深度域，得到深度域地震记录。
4.有鉴于此，在实现本发明的过程中，发明人发现该相关技术至少存在以下问题：
5.由于上述深度域地震合成记录制作方法在进行域转换的过程中，采用数据插值增加了大量数据，还会引入误差，因而计算效率低，结果精度不高。


技术实现要素：

6.为了解决相关技术的问题，本发明实施例提供了一种深度域地震合成记录制作方法及装置，使得在提高深度域地震合成记录计算效率的同时提高结果的精确度。所述技术方案如下：
7.一方面，提供了一种深度域地震合成记录制作方法，所述方法包括：
8.获取研究区域的深度域反射系数序列r、常速度深度域地震子波w和速度信息v，其中，所述深度域反射系数序列包含d个采样点，所述常速度深度域地震子波包含n个采样点；
9.将所述常速度深度域地震子波w进行傅里叶变换得到常速度深度域地震子波波数谱w；
10.建立深度域地震合成记录计算模型；
11.在所述深度域地震合成记录计算模型中输入所述研究区域的深度域反射系数序列r、所述常速度深度域地震子波波数谱w以及所述速度信息v，得到所述深度域合成地震记录，其中，所述深度域地震合成记录计算模型将所述速度信息中的最大值作为指数运算的一个系数。
12.可选的，所述建立所述深度域地震合成记录计算模型，包括：
13.基于下列第一公式(1)建立包含d行n列的第一二维序列α:
14.15.其中，max(
·
)表示取括号内所有数中的最大值，v(d-d+1)为所述深度采样点序号为(d-d+1)时的速度，n为所述采样点个数；
16.基于下列第二公式(2)建立包含n个元素的第一一维序列ε：
[0017][0018]
对所述第一公式(1)进行深度循环，再进行波数循环，结合所述第二公式(2)得到所述第一一维序列ε；
[0019]
对所述第一一维序列ε进行变换得到变换后的第二一维序列
[0020]
基于下列第三公式(3)建立包含d行n列的第二二维序列β：
[0021][0022]
其中，max(
·
)表示取括号内所有数中的最大值，v
(d)
为深度采样点序号为d时的速度，n为采样点个数；
[0023]
基于下列第四公式(4)建立包含d个元素的第三一维序列s，根据下式计算对应d时的s(d)：
[0024][0025]
其中，real(
·
)表示取复数的实部运算，所述第三一维序列s即为所述深度域地震合成记录；
[0026]
对所述第三公式(3)进行波数循环，再进行深度循环，结合所述第四公式(4)得到所述第三一维序列s。
[0027]
可选的，所述速度信息v来自于测井资料或由人为给定。
[0028]
可选的，对所述第一公式(1)进行深度循环，再进行波数循环，结合所述第二公式(2)得到所述第一一维序列ε，包括以下步骤：
[0029]
步骤一：令所述波数采样点序号n＝1；
[0030]
步骤二：令所述深度采样点序号d＝1；
[0031]
步骤三：当所述深度采样点序号为d，所述波数采样点序号为n时，根据所述第一公式(1)计算α(d,n)；
[0032]
步骤四：令d＝d+1，重复所述步骤三，直到d＝d为止，并根据所述第二公式(2)计算对应n时的ε(n)；
[0033]
步骤五：令n＝n+1，重复所述步骤二、三、四，直到n＝n/2为止，得到ε＝[ε(1),ε(2),
…
,ε(n)]；
[0034]
其中，所述步骤四为所述深度循环，所述步骤五为所述波数循环。
[0035]
可选的，对所述第一一维序列ε进行变换得到变换后的第二一维序列包括：
[0036]
对所述第一一维序列ε进行反傅里叶变换，并对其进行频移，然后取其实部，得到实部序列，再对所述实部序列进行翻转，最后对翻转后的实部序列进行傅里叶变换得到所述第二一维序列
[0037]
可选的，对所述第三公式(3)进行波数循环，再进行深度循环，结合所述第四公式(4)得到第三一维序列s，包括以下步骤：
[0038]
步骤六：令所述深度采样点序号d＝1；
[0039]
步骤七：令所述波数采样点序号n＝1；
[0040]
步骤八：当所述深度采样点序号为d，所述波数采样点序号为n时，根据所述第三公式(3)计算β(d,n)；
[0041]
步骤九：令n＝n+1，重复所述步骤八，直到n＝n/2为止，并根据所述第四公式(4)计算s(d)；
[0042]
步骤十：令d＝d+1，重复所述步骤七、八、九，直到d＝d为止，最终得到所述第三一维序列s；
[0043]
其中，所述步骤九为所述波数循环，所述步骤十为所述深度循环。
[0044]
另一方面，本发明实施例还提供了一种深度域地震合成记录制作装置，所述装置包括：
[0045]
获取模块，用于获取研究区域的深度域反射系数序列r、常速度深度域地震子波w和速度信息v，其中，所述深度域反射系数序列包含d个采样点，所述常速度深度域地震子波包含n个采样点；
[0046]
变换模块，用于将所述常速度深度域地震子波w进行傅里叶变换得到常速度深度域地震子波波数谱w；
[0047]
建立计算模型模块，用于建立深度域地震合成记录计算模型；
[0048]
输入模块，用于在所述深度域地震合成记录计算模型中输入所述研究区域的深度域反射系数序列r、所述常速度深度域地震子波波数谱w以及所述速度信息v；
[0049]
输出模块，用于输出所述深度域地震合成记录，其中，所述深度域地震合成记录计算模型将所述速度信息中的最大值作为指数运算的一个系数。
[0050]
可选的，建立计算模型模块包括：
[0051]
第一建立计算模型子模块，用于基于下列第一公式(1)建立包含d行n列的第一二维序列α:
[0052][0053]
其中，max(
·
)表示取括号内所有数中的最大值，v(d-d+1)为所述深度采样点序号为(d-d+1)时的速度，n为所述采样点个数；
[0054]
第二建立计算模型子模块，用于基于下列第二公式(2)建立包含n个元素的第一一维序列ε：
[0055][0056]
第三建立计算模型子模块，用于对所述第一公式(1)进行深度循环，再进行波数循环，结合所述第二公式(2)得到所述第一一维序列ε；
[0057]
对所述第一一维序列ε进行变换得到变换后的第二一维序列
[0058]
第四建立计算模型子模块，用于基于下列第三公式(3)建立包含d行n列的第二二
维序列β：
[0059][0060]
其中，max(
·
)表示取括号内所有数中的最大值，v(d)为深度采样点序号为d时的速度，n为采样点个数；
[0061]
第五建立计算模型子模块，用于基于下列第四公式(4)建立包含d个元素的第三一维序列s，根据下式计算对应d时的s(d)：
[0062][0063]
其中，real(
·
)表示取复数的实部运算，所述第三一维序列s即为所述深度域地震合成记录；
[0064]
第六建立计算模型子模块，用于对所述第三公式(3)进行波数循环，再进行深度循环，结合所述第四公式(4)得到所述第三一维序列s。
[0065]
可选的，所述速度信息v来自于测井资料或由人为给定。
[0066]
可选的，所述第三建立计算模型子模块，具体用于执行下列步骤：
[0067]
步骤一：令所述波数采样点序号n＝1；
[0068]
步骤二：令所述深度采样点序号d＝1；
[0069]
步骤三：当所述深度采样点序号为d，所述波数采样点序号为n时，根据所述第一公式(1)计算α(d,n)；
[0070]
步骤四：令d＝d+1，重复所述步骤三，直到d＝d为止，并根据所述第二公式(2)计算对应n时的ε(n)；
[0071]
步骤五：令n＝n+1，重复所述步骤二、三、四，直到n＝n/2为止，得到ε＝[ε(1),ε(2),
…
,ε(n)]。
[0072]
可选的，对所述第一一维序列ε进行变换得到变换后的所述第二一维序列包括：
[0073]
对所述第一一维序列ε进行反傅里叶变换，并对其进行频移，然后取其实部，得到实部序列，再对所述实部序列进行翻转，最后对翻转后的实部序列进行傅里叶变换得到所述第二一维序列
[0074]
可选的，所述第六建立计算模型子模块，具体用于执行下列步骤：
[0075]
步骤六：令所述深度采样点序号d＝1；
[0076]
步骤七：令所述波数采样点序号n＝1；
[0077]
步骤八：当所述深度采样点序号为d，所述波数采样点序号为n时，根据所述第三公式(3)计算β(d,n)；
[0078]
步骤九：令n＝n+1，重复所述步骤八，直到n＝n/2为止，并根据所述第四公式(4)计算s(d)；
[0079]
步骤十：令d＝d+1，重复所述步骤七、八、九，直到d＝d为止，最终得到所述第三一维序列s。
[0080]
另一方面，本发明实施例还提供了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指令，所述指令被处理器执行时实现第一方面所述方法的任一步骤。
[0081]
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0082]
本技术利用深度域反射系数、常速度深度域地震子波和速度信息，根据建立的数学模型，输入相关数据，对公式进行深度循环和波数循环，过程中结合对序列的相应变换，最终输出深度域合成地震记录。由于未进行常速度深度域转换，并且将速度信息中的最大值作为指数运算的一个系数，不仅避免了转换时由于数值插值引入的误差，还在提高了计算效率的同时，提高了结果的精确度。
附图说明
[0083]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
[0084]
图1是本发明实施例提供的一种深度域地震合成记录制作方法的流程图；
[0085]
图2是本发明方法合成的深度域地震合成记录与某工区旁深度域地震记录的对比图；
[0086]
图3是正演模型上本发明方法与常规方法的对比图；
[0087]
图4是本发明实施例提供的一种深度域地震合成记录制作装置的模块框图；
[0088]
图5是本发明实施例提供的一种深度域地震合成记录制作装置建立计算模型模块的框图。
具体实施方式
[0089]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0090]
图1是本发明实施例提供的一种深度域地震合成记录制作方法的流程图，如图1所示，该方法包括：
[0091]
s101：获取研究区域的深度域反射系数序列r、常速度深度域地震子波w和速度信息v，其中，深度域反射系数序列包含d个采样点，常速度深度域地震子波包含n个采样点。实现时，速度信息v来自于测井资料或由人为给定。
[0092]
若速度信息v来自于测井资料，则研究区域的深度域反射系数序列r是根据测井资料中的速度信息和密度信息计算得到的，此处不再详述。
[0093]
若速度信息v由人为给定，则需先根据速度信息，结合经验公式计算得出密度信息，再通过速度信息和密度信息计算得出研究区域的深度域反射系数序列r，此处不再详述。
[0094]
另外，实现时，常速度深度域地震子波w是利用实际地震数据和测井资料提取的或是人为给定的，此处不再详述。
[0095]
s102：将常速度深度域地震子波w进行傅里叶变换得到常速度深度域地震子波波数谱w。
[0096]
s103：建立深度域地震合成记录计算模型，实现时，建立深度域地震合成记录计算模型，包括：
[0097]
基于下列第一公式(1)建立包含d行n列的第一二维序列α:
[0098][0099]
其中，max(
·
)表示取括号内所有数中的最大值，v(d-d+1)为深度采样点序号为(d-d+1)时的速度，n为采样点个数，exp(
·
)表示以自然常数e为底的指数函数；
[0100]
基于下列第二公式(2)建立包含n个元素的第一一维序列ε：
[0101][0102]
对第一公式(1)进行深度循环，再进行波数循环，结合第二公式(2)得到第一一维序列ε，实现时，步骤包括：
[0103]
步骤一：令波数采样点序号n＝1；
[0104]
步骤二：令深度采样点序号d＝1；
[0105]
步骤三：当深度采样点序号为d，波数采样点序号为n时，根据第一公式(1)计算α(d,n)；
[0106]
步骤四：令d＝d+1，重复步骤三，直到d＝d为止，并根据第二公式(2)计算对应n时的ε(n)；
[0107]
步骤五：令n＝n+1，重复步骤二、三、四，直到n＝n/2为止，得到ε＝[ε(1),ε(2),
…
,ε(n)]；
[0108]
其中，步骤四为深度循环，步骤五为波数循环。
[0109]
对一维序列ε进行变换得到变换后的第二一维序列具体为：
[0110]
对一维序列ε进行反傅里叶变换，并对其进行频移，然后取其实部，得到实部序列，再对实部序列进行翻转，最后对翻转后的实部序列进行傅里叶变换得到第二一维序列
[0111]
基于下列第三公式(3)建立包含d行n列的第二二维序列β：
[0112][0113]
其中，max(
·
)表示取括号内所有数中的最大值，v
(d)
为深度采样点序号为d时的速度，n为采样点个数；
[0114]
基于下列第四公式(4)建立包含d个元素的第三一维序列s，根据下式计算对应d时的s(d)：
[0115][0116]
其中，real(
·
)表示取复数的实部运算，第三一维序列s即为深度域地震合成记录；
[0117]
对第三公式(3)进行波数循环，再进行深度循环，结合第四公式(4)得到第三一维序列s，实现时，步骤包括：
[0118]
步骤六：令深度采样点序号d＝1；
[0119]
步骤七：令波数采样点序号n＝1；
[0120]
步骤八：当深度采样点序号为d，波数采样点序号为n时，根据第三公式(3)计算β(d,n)；
[0121]
步骤九：令n＝n+1，重复步骤八，直到n＝n/2为止，并根据第四公式(4)计算s(d)；
[0122]
步骤十：令d＝d+1，重复步骤七、八、九，直到d＝d为止，最终得到第三一维序列s；
[0123]
其中，步骤九为波数循环，步骤十为深度循环。
[0124]
s104：在深度域地震合成记录计算模型中输入研究区域的深度域反射系数序列r、常速度深度域地震子波波数谱w以及速度信息v，其中，深度域地震合成记录计算模型将速度信息中的最大值作为指数运算的一个系数。
[0125]
s105：输出深度域地震合成记录。
[0126]
本发明实施例通过利用深度域反射系数、常速度深度域地震子波和速度信息，根据建立的数学模型，输入相关数据，对公式进行深度循环和波数循环，过程中结合对序列的相应变换，最终输出深度域合成地震记录。由于未进行常速度深度域转换，并且将速度信息中的最大值作为指数运算的一个系数，不仅避免了转换时由于数值插值引入的误差，还在提高了计算效率的同时，提高了结果的精确度。
[0127]
为更好地说明和验证本发明的方法，下面在实际地震资料上进行测试。
[0128]
图2是以本发明方法得到的深度域地震合成记录与某工区井旁深度域地震记录作为对比。
[0129]
图2a是利用测井资料(深度采样点间隔为0.2米)计算得到的深度域反射系数序列，包含2101个采样点；
[0130]
图2b第3条波形图是本发明方法制作的深度域地震合成记录；图2b第1、2、4、5条波形图为某工区井旁深度域地震记录；
[0131]
图2c是利用该工区资料提取的常速度为3000米/秒的常速度深度域地震子波，包含7000个采样点；
[0132]
在图2b中，本发明方法制作的深度域地震合成记录与某工区井旁深度域地震记录的匹配程度可以通过下式计算二者之间的相关系数c来判定：
[0133][0134]
式中，d为采样点个数，和sd分别为某工区井旁地震记录和本发明方法制作的深度域地震合成记录第d点处的值，和分别为某工区井旁地震记录和本发明方法制作的深度域地震合成记录的平均值，和分别为某工区井旁地震记录和本发明方法制作的深度域地震合成记录的标准差。
[0135]
将某工区井旁地震记录和本发明方法制作的深度域地震合成记录中的相关数据代入上式，计算得出二者之间的相关系数c＝0.83，可见，由本发明方法制作的深度域地震合成记录与井旁深度域地震记录匹配度较高。
[0136]
为更好地说明和验证本发明的方法，下面在正演模型上进行测试。
[0137]
图3是正演模型上本发明方法得到的深度域地震合成记录与常规方法得到的深度域地震合成记录的对比。
[0138]
图3a的正演模型，为简单的4层水平层状模型，第1层层速度为2000米/秒，第2层层速度为2800米/秒，第3层层速度为3500米/秒，第4层层速度为4000米/秒；深度采样间隔为1米；利用速度信息，根据经验公式计算出密度信息；
[0139]
图3b是根据速度信息和密度信息计算得出的深度域反射系数序列，包含635个采样点；
[0140]
图3e是根据具体表达式计算出的常速度为3000米/秒时的常速度深度域地震子波，包含2048个采样点；
[0141]
图3c是利用常速度深度域反射系数和常速度深度域地震子波褶积后，再将褶积结果变换到深度域中得到的深度域地震合成记录(图3c左侧曲线中的虚线)与在层速度和地震子波已知情况下得到的理论深度域地震记录(图3c左侧曲线中的实线)的对比；二者的残差由图3c右侧实线表示；
[0142]
图3d是本发明方法制作的深度域地震合成记录(图3d左侧曲线中的虚线)与在层速度和地震子波已知情况下得到的理论深度域地震记录(图3d左侧曲线中的实线)的对比；二者的残差由图3d右侧实线表示；
[0143]
根据图3c和图3d中代表残差的实线对比可以得出，本发明方法制作的深度域地震合成记录与理论深度域地震记录的差更小，也就是说，由本发明方法制作得到的深度域地震合成记录精度更高。
[0144]
本发明实施例还提供了一种深度域地震合成记录制作装置，该装置包括：
[0145]
s201：获取模块，用于获取研究区域的深度域反射系数序列r、常速度深度域地震子波w和速度信息v，其中，深度域反射系数序列包含d个采样点，常速度深度域地震子波包含n个采样点。实现时，速度信息v来自于测井资料或由人为给定。
[0146]
若速度信息v来自于测井资料，则研究区域的深度域反射系数序列r是根据测井资料中的速度信息和密度信息计算得到的，此处不再详述。
[0147]
若速度信息v由人为给定，则需先根据速度信息，结合经验公式计算得出密度信息，再通过速度信息和密度信息计算得出研究区域的深度域反射系数序列r，此处不再详述。
[0148]
s202：变换模块，用于将常速度深度域地震子波w进行傅里叶变换得到常速度深度域地震子波波数谱w；
[0149]
s203：建立计算模型模块，用于建立深度域地震合成记录计算模型；
[0150]
s204：输入模块，用于在深度域地震合成记录计算模型中输入研究区域的深度域反射系数序列r、常速度深度域地震子波波数谱w以及速度信息v；
[0151]
s205：输出模块，用于输出深度域地震合成记录，其中，深度域地震合成记录计算模型将速度信息中的最大值作为指数运算的一个系数。
[0152]
可选的，建立计算模型模块包括：
[0153]
s2031:第一建立计算模型子模块，用于基于下列第一公式(1)建立包含d行n列的第一二维序列α；
[0154][0155]
其中，max(
·
)表示取括号内所有数中的最大值，v(d-d+1)为深度采样点序号为(d-d+1)时的速度，n为采样点个数；
[0156]
s2032：第二建立计算模型子模块，用于基于下列第二公式(2)建立包含n个元素的第一一维序列ε：
[0157][0158]
s2033：第三建立计算模型子模块，用于对第一公式(1)进行深度循环，再进行波数循环，结合第二公式(2)得到第一一维序列ε；
[0159]
对第一一维序列ε进行变换得到变换后的第二一维序列
[0160]
s2034：第四建立计算模型子模块，用于基于下列第三公式(3)建立包含d行n列的第二二维序列β：
[0161][0162]
其中，max(
·
)表示取括号内所有数中的最大值，v
(d)
为深度采样点序号为d时的速度，n为采样点个数；
[0163]
s2035：第四建立计算模型子模块，用于基于下列第四公式(4)建立包含d个元素的第三一维序列s，根据下式计算对应d时的s(d)：
[0164][0165]
其中，real(
·
)表示取复数的实部运算，第三一维序列s即为深度域地震合成记录；
[0166]
s2036：第六建立计算模型子模块，用于对第三公式(3)进行波数循环，再进行深度循环，结合第四公式(4)得到第三一维序列s。
[0167]
可选的，第三建立计算模型子模块s2033，具体用于执行下列步骤：
[0168]
步骤一：令波数采样点序号n＝1；
[0169]
步骤二：令深度采样点序号d＝1；
[0170]
步骤三：当深度采样点序号为d，波数采样点序号为n时，根据第一公式(1)计算α(d,n)；
[0171]
步骤四：令d＝d+1，重复步骤三，直到d＝d为止，并根据第二公式(2)计算对应n时的ε(n)；
[0172]
步骤五：令n＝n+1，重复步骤二、三、四，直到n＝n/2为止，得到ε＝[ε(1),ε(2),
…
,ε(n)]；
[0173]
其中，步骤四为深度循环，步骤五为波数循环。
[0174]
可选的，对第一一维序列ε进行变换得到变换后的第二一维序列包括：
[0175]
对第一一维序列ε进行反傅里叶变换，并对其进行频移，然后取其实部，得到实部序列，再对实部序列进行翻转，最后对翻转后的实部序列进行傅里叶变换得到第二一维序列
[0176]
可选的，第六建立计算模型子模块s2036，具体用于执行下列步骤：
[0177]
步骤六：令深度采样点序号d＝1；
[0178]
步骤七：令波数采样点序号n＝1；
[0179]
步骤八：当深度采样点序号为d，波数采样点序号为n时，根据第三公式(3)计算β(d,n)；
[0180]
步骤九：令n＝n+1，重复步骤八，直到n＝n/2为止，并根据第四公式(4)计算s(d)；
[0181]
步骤十：令d＝d+1，重复步骤七、八、九，直到d＝d为止，最终得到第三一维序列s；
[0182]
其中，步骤九为波数循环，步骤十为深度循环。
[0183]
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有指令，指令被处理器执行时实现第一实施例方法的任一步骤。
[0184]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。