一种地震子波估计方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及地质勘探领域，具体说涉及一种地震子波估计方法。
【背景技术】
[0002] 在地震勘探领域，地震子波估计的准确性会严重影响子波反褶积或地层参数反演 技术的最终应用效果。现有的地震子波估计方法按反射系数是否已知可分为确定性方法和 统计性方法两大类。前者需要大量可靠的测井反射系数序列，后者主要针对缺少井资料或 井资料无法利用的探区，通过对地层反射系数的分布规律进行假设，然后利用统计类数学 方法从偏移后的地震资料中估计出地震子波。受勘探程度和测井反射系数可靠性的制约， 统计性地震子波估计方法相对确定性子波估计方法更加实用。
[0003] 统计性子波估计通常是利用信号分析理论的统计量方法来估计地震子波的振幅 谱和相位谱。目前针对缺少井或无井资料探区的地震资料，现有的地震子波估计主要存在 以下几个问题：
[0004] (1)基于地震记录（绝对）峰度准则这一评价函数的子波相位估计方法不适应于 中心频率大于有效频带带宽的窄带地震数据，多解性较强，稳定性较差。
[0005] (2)基于高阶统计量的混合相位子波估计法对于含噪数据还难以解决高阶谱相位 在2π周期范围内的卷绕问题，难以提取其真实值，很难直接被用于地震子波相位的估算。 此外，高阶谱法计算量较大，并且容易受初始值的选取不当而陷入局部解。
[0006] (3)目前统计类方法基本没有结合地震反射界面的稀疏分布几何特征和地震稀疏 反演的优势来提高地震子波相位估计的可靠性。
[0007] 因此，针对现有的地震子波估计方法存在的问题，为了在无井约束的情况下从偏 移后的地震资料中估计出准确性较高的地震子波，需要一种新的地震子波估计方法。
【发明内容】
[0008] 针对现有的地震子波估计方法存在的问题，本发明提供了一种地震子波估计方 法，所述方法包括以下步骤：
[0009] 获取地震记录并从中选取特定的地震记录作为模型道；
[0010] 基于所述模型道构造地震子波集；
[0011] 基于所述地震子波集求取所述模型道在不同地震子波情况下的稀疏脉冲反射系 数；
[0012] 根据所述稀疏脉冲反射系数从所述地震子波集中确定真实地震子波的最佳近似 解并作为最终估计的地震子波。
[0013] 在一实施例中，选取多道信噪比以及波形时空一致性满足特定要求的所述地震记 录作为所述模型道。
[0014] 在一实施例中，基于谱模拟和常相位旋转技术构建所述地震子波集。
[0015] 在一实施例中，在构造所述地震子波集的过程中：
[0016] 对所述模型道进行谱模拟以求取地震子波的振幅谱；
[0017] 基于所述振幅谱利用相位扫描法构建所述地震子波集。
[0018] 在一实施例中，利用所述常相位旋转技术改变所述地震子波的相位谱，形成一系 列所述振幅谱相同所述相位谱不同的地震子波序列以构建地震子波集。
[0019] 在一实施例中，利用基追踪算法求取所述稀疏脉冲反射系数。
[0020] 在一实施例中，将用于所述谱模拟的所述模型道作为稀疏反射系数反演的模型参 考道。
[0021] 在一实施例中，针对不同的所述地震子波应用非线性稀疏反射系数谱反演技术求 取所述模型参考道在1^范数极小下的稀疏脉冲反射系数集。
[0022] 在一实施例中，利用稀疏脉冲反射系数的所述Q范数稀疏准则确定所述最佳近似 解。
[0023] 在一实施例中，在所述稀疏脉冲反射系数集中，最接近所述真实地震子波的所述 地震子波反演得到的反射系数序列越稀疏，其对应的所述Q范数最小。
[0024] 与现有技术相比，本发明的方法无需设置太多的初始参数控制，计算量小，方便实 用，对窄带地震信号适应性强，具有较强的鲁棒性。
[0025] 本发明的其它特征或优点将在随后的说明书中阐述。并且，本发明的部分特征或 优点将通过说明书而变得显而易见，或者通过实施本发明而被了解。本发明的目的和部分 优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的步骤来实现或获得。
【附图说明】
[0026] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实 施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0027] 图1是根据本发明一实施例的执行流程图；
[0028] 图2是根据本发明一实施例地震子波与地震合成记录的二次谱；
[0029] 图3是真实地震子波与根据本发明一实施例估计的地震子波的振幅谱；
[0030] 图4是根据本发明一实施例相同振幅谱不同相位谱的子波集示意图；
[0031] 图5a_5d为根据本发明一实施例稀疏反射系数模型的合成地震记录在不同子波 下的反演结果及其Q范数；
[0032] 图6a为一层状稀疏地层二维模型的合成地震记录；
[0033] 图6b为根据本发明一实施的估计子波的振幅谱和真实子波的对比图；
[0034] 图6c为根据本发明一实施的最终估计的子波波形。
【具体实施方式】
[0035] 以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此本发明的实施人员 可以充分理解本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程并依 据上述实现过程具体实施本发明。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施 例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之 内。
[0036] 综上，目前针对缺少井或无井资料探区的地震资料，现有的地震子波估计主要存 在以下几个问题：
[0037] (1)基于地震记录（绝对）峰度准则这一评价函数的子波相位估计方法不适应于 中心频率大于有效频带带宽的窄带地震数据，多解性较强，稳定性较差。
[0038] (2)基于高阶统计量的混合相位子波估计法对于含噪数据还难以解决高阶谱相位 在2π周期范围内的卷绕问题，难以提取其真实值，很难直接被用于地震子波相位的估算。 此外，高阶谱法计算量较大，并且容易受初始值的选取不当而陷入局部解。
[0039] (3)目前统计类方法基本没有结合地震反射界面的稀疏分布几何特征和地震稀疏 反演的优势来提高地震子波相位估计的可靠性。
[0040] 因此，针对现有的地震子波估计方法存在的问题，为了在无井约束的情况下从偏 移后的地震资料中估计出准确性较高的地震子波，服务于子波反褶积或地层参数反演，识 别地下地层或岩性结构，本发明提出了一种地震子波估计方法。
[0041] 近年来，一些研究结果表明，相同振幅谱不同相位的子波的非线性稀疏反射系数 谱反演结果的稀疏性存在明显差异，准确子波的非线性稀疏反射系数谱反演结果的稀疏性 最好。
[0042] 地下岩性地层分界面（地震反射界面）在地震地层学意义下是稀疏层状分布的。 这意味着可以利用非线性稀疏反射系数谱反演结果的稀疏性作为评价准则来评价子波是 否准确。在数学上，通常利用1^范数作为向量序列稀疏性的评价准则。此外，研究成果表 明非线性稀疏反射系数谱反演对窄带地震信号的适应性较强，反演结果的稳定性和抗噪性 较好。因此，利用Q范数稀疏准则作为子波相位估计是否准确的判断准则，可以增强常相 位扫描法对窄带地震信号的适用性，稳定性和抗噪性。