全组合最优化层吸收系数计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于油气勘探地震资料处理领域，特别是利用VSP直达波资料进行地层吸 收系数计算方法。 现有技术
[0002] 吸收系数 a (absorption coefficient)和品质因子 Q(quality factor, Q 值）是 描述地层吸收衰减特性的两个最基本的参数，两者间存在公式1的关系：
[0003] a = jt/Q 公式 1
[0004] 根据观测到的零偏VSP直达波资料进行吸收系数或品质因子估算的常用方法有 振幅比法、频谱比值法、质心频移法和上升时间法等。这些方法通常利用任意两级检波器所 接收到的VSP直达波的差异，利用时间域或频率域的方法，计算两级检波器间的吸收系数。 这种求解思路通常存在求解的吸收系数精度与其纵向分辨率不能同时兼顾的矛盾，即当两 级检波器间跨度较大时，它们所接收到的VSP直达波的差异较为明显，因此计算得到的吸 收系数精度较高，但其纵向分辨率较低；相反当两级检波器间跨度较小时，计算得到的吸收 系数具有较高的纵向分辨率，但是其精度较低。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是针对现行吸收系数计算方法存在的吸收系数精度与分辨率不能 同时满足的矛盾，提出了一种高分辨率、高精度的全组合最优化层吸收系数计算方法。
[0006] 本发明的技术方案是将任意两级检波器间的吸收系数称为级间吸收系数，其中相 邻两级检波器间的吸收系数称为层吸收系数。可以看出层吸收系数为本发明利用VSP直达 波资料可以求取到的最高纵向分辨率的吸收系数。通过公式推导建立起任意两级检波器间 的级间吸收系数与待求的高分辨率的层吸收系数间的关系，并利用推导出的级间吸收系数 与层吸收系数间的关系建立线性超定方程组，通过解方程利用优化方法计算出准确合理的 地层层吸收系数。
[0007] 本发明的全组合最优化层吸收系数计算方法是：
[0008] 假设VSP观测系统中检波器位于深度为Zk位置处（其中k= 1，2，···.Ν)，其初至 旅行时为Tk，第Κ级检波器与与第Κ+1级检波器间的层吸收系数为a k。
[0009] 本发明具体技术方案：
[0010] (1)获取每一级检波器对应的VSP直达波，同时拾取每一级检波器对应的初至旅 行时T k。
[0011] (2)利用常规方法计算任意两级检波器间的级间吸收系数Akni。
[0012] (3)建立级间吸收系数Akni与层吸收系数a j之间的关系
[0013]
[0014] 其中Akni为第K级和第Μ级检波器间的级间吸收系数，ct j为第j级与第j+1级检 波器间的层吸收系数。
[0015] 根据2式可以建立包含N(N-l) /2个方程和N-1个未知数的线性超定方程组，写成 矩阵形式如下式所示：
[0016] B*a = A 公式 3 [0017] 其中
[0018]
[0019]其中 B(i，
j，k) = (?^-??αν-Τ) 1 彡 i<N，l 彡 i<N，l<i<N
[0022] (4)解步骤3中建立的线性超定方程组，计算出高精度高分辨率的层吸收系数α。
[0023] 发明效果
[0024] 全组合最优化层吸收系数计算方法，可以计算出地层的层吸收系数，该方法有着 其他技术不具备的优势，其具体优势和特点表现在以下两个方面：
[0025] 第一：该方法通过求解线性超定方程组计算地层层吸收系数，计算的结果更为准 确稳定。
[0026] 第二：该方法计算得到的层吸收系数在保证准确稳定的基础上，同时具有更高的 纵向分辨率
【附图说明】
[0027] 图1本发明处理流程。
[0028] 图2所有检波器对间的级间吸收系数。
[0029] 图3计算得到的层吸收系数。标注1为浅层疏松带高吸收衰减区域，标注2为深 层含油气高吸收衰减区域，标注3为气层。
【具体实施方式】。
[0030] 本次利用XX油田XX区零偏VSP资料直达波计算地层的层吸收系数，以验证本方 法的效果，具体流程见图1。
[0031] (1)获取每一级检波器对应的VSP直达波，同时拾取每一级检波器对应的初至旅 行时T k。
[0032] (2)利用频谱比值法计算任意两级检波器间的级间吸收系数Akni，如图2所示。
[0033] (3)根据步骤3建立线性超定方程组
[0034] B* a = A
[0035] 其中
[0036]
[0037] 其中 B(i，j，k) = AVI') l<i<N，l<i<N，l<i<N
[0040] (4)解步骤3中建立的线性超定方程组，计算出高精度高分辨率的层吸收系数 α (如图3所示）。在图3中标注1和2处显示为高衰减区域，主要原因是标注1处为浅层 疏松带高吸收衰减区域，而标注2处则是因为含油气后地层的吸收衰减特性明显增强造成 的，同时标注3处的气层也对应着明显的高吸收衰减响应。计算得到的层吸收系数与地层 地质条件和含油气性吻合良好，进而验证了本发明方法的准确性和优越性。
【主权项】
1. 一种全组合最优化层吸收系数计算方法，其特征是将任意两级检波器间的吸收系数 设为级间吸收系数，其中相邻两级检波器间的吸收系数设为层吸收系数，通过公式推导建 立起任意两级检波器间的级间吸收系数与待求的高分辨率的层吸收系数间的关系，并利用 推导出的级间吸收系数与层吸收系数间的关系建立线性超定方程组，通过解方程利用优化 方法计算出准确合理的地层层吸收系数。2. 根据权利要求1所述的全组合最优化层吸收系数计算方法，其特征是： 设VSP观测系统中检波器位于深度为Zk位置处，其中k = 1，2,….N，其初至旅行时为 Tk，第K级检波器与第K+1级检波器间的层吸收系数为a k ; 其实施步骤： (1) 获取每一级检波器对应的VSP直达波，同时拾取每一级检波器对应的初至旅行时 Tk; (2) 利用常规方法计算任意两级检波器间的级间吸收系数Akni ; (3) 建立级间吸收系数Akni与层吸收系数α ]之间的关系 =Σ 丨(1卜1 '[丨）I(飞『丁1'.)妃s i〈 m 公式2 其中Akni为第K级和第Μ级检波器间的级间吸收系数，ct j为第j级与第j+l级检波器 间的层吸收系数； 根据2式建立包含N (N-1) /2个方程和N-1个未知数的线性超定方程组，写成矩阵形式 如下式所示： B* a = A 公式3 其中 ~ B(1,2.1) 0 0 0 0 B( 1.3,1) B(2,3.1) Ο Ο .. Ο B(INJ) Β(2,Ν,1) Β(3,Ν,1) B(4,NJ) .. Β:(Ν-1，Ν:，1). β- Ο Β(2,3,2) Ο Ο 心 0 ~ 0 Β(2'4,2) Β(3,4,2) Ο .. Θ 0 Β(2，Ν，2) Β(3，Ν，2) Β(4.Ν.2) .. Β(Ν~1,Ν,2) ·' ·' ?? ?? ?? .?_.? * * _ Ο Ο Ο 0 ，，ΒΓ\ ΙΝ，Ν-1)_ 其中 B(i，j，k) = OVflWCVT) 1 彡 i<N，l 彡 i<N，l<i 彡 Ν _ ?ι , a - _aN-l_ Λ：2 4ι Λ w Λ A ^23' A= i A ^24： *·Λ Λ _^(Ν-?)Ν _ (4)解步骤3中建立的线性超定方程组，计算出高精度高分辨率的层吸收系数α。
【专利摘要】本发明属于油气勘探地震资料处理领域中利用VSP直达波资料进行地层吸收系数计算方法。本发明的技术方案是将任意两级检波器间的吸收系数称为级间吸收系数，其中相邻两级检波器间的吸收系数称为层吸收系数。通过公式推导建立起任意两级检波器间的级间吸收系数与待求的高分辨率的层吸收系数间的关系，并利用推导出的级间吸收系数与层吸收系数间的关系建立线性超定方程组，通过解方程利用优化方法计算出准确合理的地层层吸收系数。该方法有着其他技术不具备的优势：该方法通过求解线性超定方程组计算地层层吸收系数，计算的结果更为准确稳定；该方法计算得到的层吸收系数在保证准确稳定的基础上，同时具有更高的纵向分辨率。
【IPC分类】G01V1/28
【公开号】CN105467437
【申请号】CN201410449054
【发明人】刘浩杰, 陈雨茂, 王延光, 郑静静, 李民龙
【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胜利油田分公司物探研究院
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2014年9月4日