一种基于主成分分析的地震数据储层反射特征加强方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于主成分分析的地震数据储层反射特征加强方法，属于地震勘探领域。本方法包括：(1)将叠后地震道资料按照矩阵形式写成一个m×n维样本数据矩阵；(2)对所述样本矩阵进行标准化处理得到标准化处理后的样本矩阵；(3)将所述标准化处理后的样本矩阵转化为样本协方差矩阵，然后获取地震数据的本征值及特征向量；(4)特征向量序列的选择；(5)地震数据重构：舍去反映目标区构造、地层信息的第一特征向量和第二特征向量，然后重构地震数据。
【专利说明】一种基于主成分分析的地震数据储层反射特征加强方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于地震勘探领域，具体涉及一种基于主成分分析的地震数据储层反射特 征加强方法。
【背景技术】
[0002] 随着地震勘探数据采集方法和装备的改进、数据处理技术的提高和解释方法的发 展，地震储层预测方法所提供的资料日益丰富和可靠，利用地震资料进行储层预测已成为 油气勘探开发的必要手段。当地震波通过地下不均匀介质时，表现出地震波场的异常，使得 地震波的特征参数、如波的传播速度、波的振幅、频率及相位均发生明显的变化，可以根据 地震波的这些信息变化来预测、判断地下储层及含油气信息。
[0003] 但是，如何从纷繁复杂的地震波场变化特征提取对我们有用的能够反映储层、油 气特征的地震信息？地球物理学家运用了各种方法技术和手段，其中包括地震属性技术、 叠前叠后地震资料反演技术，但这些方法技术一般依赖于较为明显的地震反射特征异常。 因此，当在储层附近存在显著的地层（如泥岩与碳酸盐岩、煤层的强阻抗反射界面）变化 时，其强烈的地震反射特征常常淹没了较弱的储层反射信息，使得地震属性、反演方法难以 实现储层信息异常特征提取。
[0004] 塔河油田奥陶系碳酸盐岩缝洞储集体在地震剖面上所表现的串珠、杂乱和空白反 射特征是地震属性储层预测的关键。但由原始地震资料知道，由于塔河油田中下奥陶统表 层具有强烈的岩溶作用，其与上覆地层存在强烈的阻抗差，地震波强烈的反射同相轴淹没 了表层岩溶储层的反射特征，造成所计算的大部分地震属性在奥陶系层位附近缝洞储集体 异常不明显，如强振幅聚类检测串珠状缝洞体异常信息淹没在奥陶系表层强反射之中，而 储层信息更弱的弱反射、空白反射及红波谷反射更加无法检测，极大地影响着表层岩溶储 层的地震属性预测和表征。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种基于主成分分析的 地震数据储层反射特征加强方法，针对塔河油田主体区中下奥陶统碳酸盐岩缝洞型储层地 震反射特征识别的难点问题（本发明方法同样适用于具有类似问题的油田区块），如残丘 构造下的杂乱、表层弱、空白等地震反射特征，基于地震反射数据中不同成分信息所反映地 质特征的差异，设计主成分分析法去除反映中下奥陶统顶界面的地震强反射同相轴，从而 实现地震数据反射特征加强处理，强化岩溶表层缝洞储层地震反射信息，同时又能够保持 缝洞体微小细节如边界、边角等特征，更好地突出杂乱、表层弱、空白红波谷等地震反射特 征，提高原始地震数据的图像清晰度及地震属性的识别能力。
[0006] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0007] -种基于主成分分析的地震数据储层反射特征加强方法，包括：
[0008] (1)将叠后地震道资料按照矩阵形式写成一个mXn维样本数据矩阵，如下：
[0009]
【权利要求】
1. 一种基于主成分分析的地震数据储层反射特征加强方法，其特征在于：所述方法包 括： (1) 将叠后地震道资料按照矩阵形式写成一个mXn维样本数据矩阵，如下：
其中，Su表示第i道的第j个样点的地震数据； (2) 对所述样本矩阵进行标准化处理得到标准化处理后的样本矩阵； (3) 将所述标准化处理后的样本矩阵转化为样本协方差矩阵，然后获取地震数据的本 征值及特征向量； (4) 特征向量序列的选择；将所述样本协方差矩阵的所有本征值按降序排列，按降序 排列后的本征值序列所对应的特征向量序列也呈降序排列，选择呈降序排列的特征向量序 列中不同范围内的一组特征向量即可实现特征向量序列的选择； (5) 地震数据重构；舍去反映目标区构造、地层信息的第一特征向量和第二特征向量， 然后重构地震数据。
2. 根据权利要求1所述的基于主成分分析的地震数据储层反射特征加强方法，其特征 在于：所述步骤（2)是该样实现的： 利用下面公式对所述样本矩阵S进行标准化处理得到标准化处理后的样本矩阵：
3. 根据权利要求2所述的基于主成分分析的地震数据储层反射特征加强方法，其特征 在于：所述步骤（3)是该样实现的： 利用下式将标准化处理后的样本矩阵转化为样本协方差矩阵：
然后，基于公式（1)获得地震数据的本征值及特征向量：
其中，协方差矩阵Cmx。的本征值A j.，即对角矩阵Dmx。的值，矩阵Umx。的列向量Uj.k是相 ?7' 应的特征向量，是Cmx。分解后产生的n阶正交矩阵。 nxn
4. 根据权利要求3所述的基于主成分分析的地震数据储层反射特征加强方法，其特征 在于：所述步骤巧）中的舍去反映目标区构造、地层信息的第一特征向量和第二特征向量 是该样实现的： 选择呈降序排列的特征向量序列中的前面的k个特征向量，且k值不包含1和2,则相 当于舍去第一特征向量和第二特征向量。
5. 根据权利要求4所述的基于主成分分析的地震数据储层反射特征加强方法，其特征 在于；所述步骤巧）中的重构地震数据是该样实现的： 对每道地震数据均利用公式（2)计算出该道地震数据在其余特征向量上的投影之和， 所有投影之和构成了重构的地震数据S%该重构的地震数据S%就是储层反射特征加强的地 震数据体； 所述公式（2)如下：
公式（2)表示第J道数据Sj.(t)在提取的特征向量Uj.k上的投影之和。
【文档编号】G06F19/00GK104424393SQ201310412443
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年9月11日 优先权日:2013年9月11日
【发明者】唐金良, 王世星, 丁娟, 曹辉兰, 胡华峰, 刘文奎 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院