振幅指向性补偿方法、装置、电子设备及介质与流程

1.本发明涉及地震物理模拟技术领域，是一种物理模拟数据振幅指向性补偿方法，准确的说，涉及一种井间地震物理模拟数据振幅补偿方法、补偿装置及电子设备。


背景技术：

2.井间地震是在一口井中激发，在另一口井或多口井中接收的地震勘探方法。井间地震测量通常在井中进行，采用能适应井下环境的激发系统和接收系统。井下激发系统可由多种偏振激发模式的震源组成，其特点是能量较强、频带较宽和对井壁无破坏性。井下接收系统由多级三分量检波器组成，其特点是能接收到丰富的波场信息。井间地震信号的主频通常是地面地震的数倍甚至更高，其成像结果能清晰地揭示两井之间的地质结构，能用于精细的油藏描述。
3.与地面地震技术相比，vsp井间地震技术有很多优点，可以获得高分辨率储层构造形态，进行精细储层/油藏的构造与沉积特征描述，研究储层/油藏的横向变化、连通性等，寻找漏失油层等。
4.地震物理模拟技术是认识复杂地震波场的有效手段，我们通过单一地质体模型、复杂地质体模型和井间物理模型等多种逼真地质模型的物理模拟，揭示了井间地震观测下直达波、透射波、反射波、折射波，多次波和导波等各类波型的特征。
5.然而地震物理模拟中使用的震源是超声换能器，其能量辐射是面辐射，而非野外勘探时的点源辐射，由于尺度上的问题，在实验室地震数据采集的时候，目的层的深度一般无法达到要求，故而换能器做震源时就不能看成是点震源，而是面震源，面震源与点震源在很多辐射特性上都存在着差异，其中最明显的就是指向性问题。对于普通的物理模拟(模拟地面地震)而言，指向性补偿方法早已有之，而且较为成熟，主要是理论公式校正。
6.但对于井间地震而言，以往的理论公式校正无法适用，依据换能器指向性公式，在入射角较大时，其振幅值会出现拐点，而且可能会出现多个拐点，一般的物理模拟中入射角都不会达到这个角度，但井间地震入射角变化范围很大，最大可达到70多度，在这样的入射角下，换能器理论指向性曲线会出现多个零点，使得在求取补偿曲线时出现异常值而无法对数据进行补偿。
7.因此，本领域急需一种井间地震物理模拟数据振幅补偿方法。


技术实现要素：

8.本发明主要用于补偿井间地震物理模拟数据的振幅指向性问题，井间地震数据与以往的物理模型数据存在着比较大的区别，其中就有偏移距较大就是一个比较突出的差异，如果不对其进行振幅补偿，则整个数据体的远偏移距道集的振幅会严重失真，基于振幅研究的各种方法都将不适用，会影响数据体的成像和储层识别，而用常规的理论公式校正又无法对大偏移距数据体进行补偿。为此，本发明将以常规理论公式补偿为基础，对补偿函数进行一定的约束和改良，得到可以适用于井间地震物理模拟数据的振幅指向性补偿方
法。
9.根据本发明的一个方面，提供一种井间地震物理模拟数据振幅指向性补偿方法，包括：
10.求取振幅指向性补偿因子；
11.将所述补偿因子与井间地震物理模拟数据体按照相同入射角相乘，得到补偿之后的数据体。
12.进一步地，所述求取振幅指向性补偿因子包括：
13.建立振幅关于入射角的函数关系曲线；
14.取所述函数关系曲线的上包络线并对其进行平滑，得到新的振幅关于入射角的函数关系曲线；
15.将新得到的振幅关于入射角的函数关系求倒数，得到补偿因子。
16.进一步地，所述振幅关于入射角的函数关系曲线为：
[0017][0018]
其中，d为振幅指向性参数，pa为振幅值，k为波数，a为换能器的半径，θ为入射角，j1为一阶贝塞尔函数。
[0019]
根据本发明的另一方面，提供一种井间地震物理模拟数据振幅指向性补偿装置，包括：
[0020]
计算模块，用于求取振幅指向性补偿因子；
[0021]
补偿模块，用于将所述补偿因子与井间地震物理模拟数据体按照相同入射角相乘，得到补偿之后的数据体。
[0022]
进一步地，所述计算模块求取振幅指向性补偿因子包括：
[0023]
建立振幅关于入射角的函数关系曲线；
[0024]
取所述函数关系曲线的上包络线并对其进行平滑，得到新的振幅关于入射角的函数关系曲线；
[0025]
将新得到的振幅关于入射角的函数关系求倒数，得到补偿因子。
[0026]
进一步地，所述振幅关于入射角的函数关系曲线为：
[0027][0028]
其中，d为振幅指向性参数，pa为振幅值，k为波数，a为换能器的半径，θ为入射角，j1为一阶贝塞尔函数。
[0029]
根据本发明的另一方面，一种电子设备，所述电子设备包括：
[0030]
存储器，存储有可执行指令；
[0031]
处理器，所述处理器运行所述存储器中的所述可执行指令，以实现所述的井间地震物理模拟数据振幅指向性补偿方法。
[0032]
根据本发明的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的井间地震物理模拟数据振幅指向性补偿方法。
[0033]
本发明对井间地震物理模拟数据振幅补偿具有一定的效果。利用本发明的方法对采集的数据进行振幅补偿，补偿后的能量得到了很好的恢复，对资料的后续处理和解释具有一定的改善。
附图说明
[0034]
通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0035]
图1为本发明的井间地震物理模拟数据振幅指向性补偿方法的流程图。
[0036]
图2为根据本发明实施例的换能器指向性示意图。
[0037]
图3为根据本发明实施例的取换能器上包络线示意图。
[0038]
图4为根据本发明实施例的补偿系数的示意图。
[0039]
图5为根据本发明实施例的指向性补偿之前的单炮记录示意图
[0040]
图6为根据本发明实施例的指向性补偿之后的单炮记录示意图。
具体实施方式
[0041]
下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
[0042]
本发明涉及地震物理模拟技术领域，是一种井间地震物理模拟数据振幅补偿方法。井间地震是更为精细化的一种勘探方法，在实验室进行井间地震模拟时，一般使用的震源和接收器都是压电式超声换能器，由于是面源辐射，其具有一定的振幅指向性，在井间地震中，入射角一般都较大(最大可达到70多度)，在这样的大开角下，理论值指向性曲线就会存在一个或多个极小值点，使得补偿系数出现异常值，无法进行振幅补偿。
[0043]
本发明基于换能器理论指向性曲线，对其进行取上包络并平滑，然后取到数得到补偿系数，最后再用补偿系数对地震数据进行补偿，得到了较好的地震数据体。
[0044]
如图1所示，本公开提出了一种井间地震物理模拟数据振幅指向性补偿方法，包括：
[0045]
求取振幅指向性补偿因子；
[0046]
将所述补偿因子与井间地震物理模拟数据体按照相同入射角相乘，得到补偿之后的数据体。
[0047]
进一步地，所述求取振幅指向性补偿因子包括：
[0048]
建立振幅关于入射角的函数关系曲线；
[0049]
取所述函数关系曲线的上包络线并对其进行平滑，得到新的振幅关于入射角的函数关系曲线；
[0050]
将新得到的振幅关于入射角的函数关系求倒数，得到补偿因子。
[0051]
优选地，本发明将基于地震物理模拟振幅指向性补偿的常规方法，对其进行改进，使其能适用于井间地震物理模拟数据的振幅指向性补偿。活塞式换能器的指向性特性公式
可表示为：
[0052][0053]
其中，d为振幅指向性参数，pa为振幅值，k为波数，a为换能器的半径，θ为入射角，j1为一阶贝塞尔函数。
[0054]
在数据采集中，发射和接收换能器确定，故而换能器的半径a是固定值，数据在水中采集，波数k也得以确定，在这个公式中，唯一的变量就是入射角，以实验室常用换能器为例，即换能器直径为10mm，频率为300khz，声波在水中的传播速度为1500m/s，故而波数k确定为1.26*103m-1
，则ka为6.3。若将ka的值代入公式1中，便会发现，当入射角达到50
°
左右时变会出现零点，而且不止有一个零点。
[0055]
常规振幅指向性补偿方法是依据换能器本身参数和模型速度参数，求出振幅关于入射角的函数，然后取其道数便是振幅指向性补偿因子，将其按照角道集对数据体进行补偿。然而常规物理模拟采集的数据入射角最大不会超过40
°
，故而其不会出现零点问题，但是在井间地震采集中，入射角可达到70
°
，在如此大的入射角下，一定会产生零点，在求取倒数时便会出现无限大值的问题，导致补偿无法进行。
[0056]
根据本发明的另一方面，提供一种井间地震物理模拟数据振幅指向性补偿装置，包括：
[0057]
计算模块，用于求取振幅指向性补偿因子；
[0058]
补偿模块，用于将所述补偿因子与井间地震物理模拟数据体按照相同入射角相乘，得到补偿之后的数据体。
[0059]
计算模块求取出振幅指向性补偿因子后，发送至补偿模块，补偿模块将所述补偿因子与井间地震物理模拟数据体按照相同入射角相乘，得到补偿之后的数据体。
[0060]
进一步地，所述计算模块求取振幅指向性补偿因子包括：
[0061]
建立振幅关于入射角的函数关系曲线；
[0062]
取所述函数关系曲线的上包络线并对其进行平滑，得到新的振幅关于入射角的函数关系曲线；
[0063]
将新得到的振幅关于入射角的函数关系求倒数，得到补偿因子。
[0064]
进一步地，所述振幅关于入射角的函数关系曲线为：
[0065][0066]
其中，d为振幅指向性参数，pa为振幅值，k为波数，a为换能器的半径，θ为入射角，j1为一阶贝塞尔函数。
[0067]
为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。
[0068]
实施例1
[0069]
本实施例采用将原有的振幅关于入射角的函数曲线进行一定的改变，从而可以求出正常的补偿因子。主要采取的方法是取函数的上包络并进行一定的平滑，具体实施步骤
如下：
[0070]
1、确定数据采集所使用的换能器直径、目的层深度以及目的层之上各层的等效速度，将其代入换能器指向公式中，得到振幅关于入射角的函数关系。
[0071]
2、取该函数曲线的上包络线并对其进行平滑，得到新的振幅关于入射角的函数关系曲线。
[0072]
3、将新得到的振幅关于入射角的关系求倒数，便可得到补偿因子，将补偿因子与数据体按照相同入射角相乘便可得到补偿之后数据体。
[0073]
实施例2
[0074]
参照图2-图6，描述本发明方法的一个应用实施例。本实施例是在塔河油田井间地震物理模拟中使用了本发明的井间地震物理模拟数据振幅指向性补偿方法，对采集的数据进行了振幅补偿，得到了较好的补偿效果。
[0075]
如图2所示，换能器直径一致，但频率不同，振幅指向性与入射角的关系。图3为依据本次井间地震参数计算得到换能器振幅指向性及其上包络线。图4为补偿系数曲线，是由上包络线求导得到，作为本次井间地震振幅补偿系数对地震记录进行振幅补偿。图5为补偿之前的单炮记录。图6为补偿之后的单炮记录，对比图5，可以看出，进行振幅补偿之后的同相轴更为清晰，而且之前不可见的有效波信号也得以看见。
[0076]
实施例3
[0077]
本公开提供一种电子设备包括，该电子设备包括：存储器，存储有可执行指令；处理器，处理器运行存储器中的可执行指令，以实现上述的井间地震物理模拟数据振幅指向性补偿方法。
[0078]
根据本公开实施例的电子设备包括存储器和处理器。
[0079]
该存储器用于存储非暂时性计算机可读指令。具体地，存储器可以包括一个或多个计算机程序产品，该计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。该易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(ram)和/或高速缓冲存储器(cache)等。该非易失性存储器例如可以包括只读存储器(rom)、硬盘、闪存等。
[0080]
该处理器可以是中央处理单元(cpu)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其它形式的处理单元，并且可以控制电子设备中的其它组件以执行期望的功能。在本公开的一个实施例中，该处理器用于运行该存储器中存储的该计算机可读指令。
[0081]
本领域技术人员应能理解，为了解决如何获得良好用户体验效果的技术问题，本实施例中也可以包括诸如通信总线、接口等公知的结构，这些公知的结构也应包含在本公开的保护范围之内。
[0082]
有关本实施例的详细说明可以参考前述各实施例中的相应说明，在此不再赘述。
[0083]
实施例4
[0084]
本公开实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的井间地震物理模拟数据振幅指向性补偿。
[0085]
根据本公开实施例的计算机可读存储介质，其上存储有非暂时性计算机可读指令。当该非暂时性计算机可读指令由处理器运行时，执行前述的本公开各实施例方法的全
部或部分步骤。
[0086]
上述计算机可读存储介质包括但不限于：光存储介质(例如：cd－rom和dvd)、磁光存储介质(例如：mo)、磁存储介质(例如：磁带或移动硬盘)、具有内置的可重写非易失性存储器的媒体(例如：存储卡)和具有内置rom的媒体(例如：rom盒)。
[0087]
本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。
[0088]
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。