一種振幅補(bǔ)償因子的反演方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種振幅補(bǔ)償因子的反演方法，包括：獲取垂直地震剖面數(shù)據(jù)、地面地震數(shù)據(jù)，并獲取得到每道垂直地震剖面數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的監(jiān)控子波記錄；獲取每道垂直地震剖面數(shù)據(jù)的初至?xí)r間一，并根據(jù)垂直地震剖面數(shù)據(jù)、地面地震數(shù)據(jù)、監(jiān)控子波記錄獲取各深度點(diǎn)的第三波場(chǎng)的絕對(duì)能量，從而確定振幅補(bǔ)償因子。本發(fā)明能夠基于反Q濾波振幅補(bǔ)償，反演振幅補(bǔ)償因子，并用于相對(duì)保幅處理。
【專(zhuān)利說(shuō)明】-種振幅補(bǔ)償因子的反演方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及地震勘探數(shù)據(jù)處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別設(shè)及一種振幅補(bǔ)償因子的反演方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前，在地震勘探數(shù)據(jù)處理技術(shù)中，為了采集垂直地震剖面法的地震資料，可W將 檢波器放置在井中，直接接收到來(lái)自地層的下行波，從而可W得到各深度的檢波器接收到 的下行初至波的能量，而在該個(gè)過(guò)程中存在地震波的能量損失。地震波的能量損失包括有 透射能量損失、球面擴(kuò)散能量損失、W及與地層品質(zhì)因子Q吸收衰減有關(guān)的能量損失。其 中，透射能量損失和球面擴(kuò)散能量損失與頻率無(wú)關(guān)。Q吸收衰減造成的能量損失與頻率成正 比，且高頻的能量損失比低頻更嚴(yán)重。
[0003] 隨著當(dāng)前對(duì)地震波保持振幅處理需求的越來(lái)越迫切，振幅補(bǔ)償變得尤為重要。目 前對(duì)地震信號(hào)的振幅補(bǔ)償，主要是利用零偏移距VSP資料的下行初至波，統(tǒng)計(jì)其全頻帶的 能量，并進(jìn)行與時(shí)間有關(guān)的指數(shù)擬合，從而得到振幅補(bǔ)償因子，并用于地面地震資料振幅補(bǔ) 償。該種振幅補(bǔ)償因子，其實(shí)是透射能量損失，球面擴(kuò)散能量損失，W及地層品質(zhì)因子Q對(duì) 地震波的吸收衰減造成的能量損失的一種綜合補(bǔ)償。從理論上來(lái)講，當(dāng)不考慮地震資料信 噪比和硬件的截?cái)嗾`差時(shí)，反Q濾波可完全消除由于地層Q吸收對(duì)地震波造成的能量損失。
[0004] 隨著Q提取技術(shù)的越來(lái)越成熟，反Q濾波技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用到地面地震 資料處理當(dāng)中。但由于反Q濾波振幅補(bǔ)償，受地震信號(hào)的信噪比和硬件的截?cái)嗾`差影響，會(huì) 造成很強(qiáng)的不穩(wěn)定性，為控制反Q濾波的穩(wěn)定性，當(dāng)前研究提出了增益控制的反Q濾波補(bǔ)償 函數(shù)，即反Q濾波振幅補(bǔ)償函數(shù)的最大值為增益限。在一定的增益限約束的前提下，增益控 制的反Q濾波，只能恢復(fù)一部分由于Q吸收衰減造成能量損失。此時(shí)，如果用零偏移距VSP 資料全頻信號(hào)反演的振幅補(bǔ)償因子，對(duì)反Q濾波后的地面地震資料進(jìn)行振幅補(bǔ)償，勢(shì)必會(huì) 造成能量補(bǔ)償過(guò)度，達(dá)不到地震資料保幅處理的目的。
[0005] 在當(dāng)前的技術(shù)中，還難W基于反Q濾波振幅補(bǔ)償，反演振幅補(bǔ)償因子，并用于相對(duì) 保幅處理。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供了一種振幅補(bǔ)償因子的反演方法，能夠?yàn)榱诉M(jìn)行地震資料的振幅恢 復(fù)，優(yōu)化Q值來(lái)提高地震資料的分辨率，而反演出一振幅補(bǔ)償因子。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種振幅補(bǔ)償因子的反演方法，該方法包括：
[000引獲取垂直地震剖面數(shù)據(jù)、地面地震數(shù)據(jù)，并獲取每道垂直地震剖面數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的監(jiān) 控子波記錄；
[0009] 獲取每道垂直地震剖面數(shù)據(jù)的初至?xí)r間一，并通過(guò)所述初至?xí)r間一反演垂直地震 剖面的層速度；
[0010] 根據(jù)所述垂直地震剖面數(shù)據(jù)生成頻率波數(shù)譜，并根據(jù)所述頻率波數(shù)譜生成一下行 波；
[0011] 在所述下行波中，根據(jù)所述初至?xí)r間一設(shè)置一時(shí)窗，并將所述時(shí)窗外的信號(hào)清零， 生成一第二波場(chǎng)；
[0012] 根據(jù)所述第二波場(chǎng)生成一振幅譜，根據(jù)所述振幅譜獲取各個(gè)深度點(diǎn)和炮點(diǎn)間的平 均Q值，根據(jù)所述平均Q值確定相鄰深度點(diǎn)之間的層Q值；
[0013] 根據(jù)所述垂直地震剖面的層速度和所述層Q值，生成所述垂直地震剖面的層速度 和所述層Q值的關(guān)系函數(shù)；
[0014] 對(duì)所述地面地震數(shù)據(jù)進(jìn)行噪音壓制，并利用共中屯、點(diǎn)道集進(jìn)行速度譜分析，獲取 一層速度體；
[0015] 根據(jù)所述關(guān)系函數(shù)和所述層速度體，生成一層Q體；
[0016] 在經(jīng)過(guò)噪音壓制的地面地震數(shù)據(jù)中，選取目標(biāo)區(qū)域不同信噪比的多個(gè)單炮數(shù)據(jù)或 共中屯、點(diǎn)道集數(shù)據(jù)；
[0017] 設(shè)置不同的振幅補(bǔ)償增益限，通過(guò)所述層Q體和所述層速度體，對(duì)所述單炮數(shù)據(jù) 或共中屯、點(diǎn)道集數(shù)據(jù)進(jìn)行反Q濾波振幅補(bǔ)償；
[0018] 根據(jù)所述經(jīng)過(guò)噪音壓制的地面地震數(shù)據(jù)，設(shè)置一第二時(shí)窗，并確定一優(yōu)化后的振 幅補(bǔ)償增益限；
[0019] 根據(jù)所述層Q體、所述優(yōu)化后的振幅補(bǔ)償增益限、所述層速度體對(duì)所述多個(gè)單炮 數(shù)據(jù)或共中屯、點(diǎn)道集數(shù)據(jù)進(jìn)行反Q濾波振幅補(bǔ)償；
[0020] 根據(jù)反Q濾波振幅補(bǔ)償后的多個(gè)單炮數(shù)據(jù)或共中屯、點(diǎn)道集數(shù)據(jù)、所述第二時(shí)窗， 確定一優(yōu)化后的層Q體；
[0021] 根據(jù)所述優(yōu)化后的振幅補(bǔ)償增益限、所述優(yōu)化后的層Q體、所述層速度體、對(duì)所述 第二波場(chǎng)進(jìn)行反Q濾波振幅補(bǔ)償，生成一第=波場(chǎng)；
[0022] 在所述第=波場(chǎng)中，獲取每個(gè)深度點(diǎn)的第=波場(chǎng)的相對(duì)能量；
[0023] 在所述監(jiān)控子波記錄中，獲取每道監(jiān)控子波記錄的初至?xí)r間二，并根據(jù)所述初至 時(shí)間二設(shè)置一第=時(shí)窗，根據(jù)所述第=時(shí)窗確定所述每個(gè)深度點(diǎn)的激發(fā)子波的能量；
[0024] 根據(jù)各深度點(diǎn)的所述第=波場(chǎng)的相對(duì)能量和所述激發(fā)子波的能量，獲取得到各深 度點(diǎn)的第=波場(chǎng)的絕對(duì)能量；
[0025] 根據(jù)所述初至?xí)r間一、各深度點(diǎn)的第=波場(chǎng)的絕對(duì)能量確定振幅補(bǔ)償因子。
[0026] 具體的，所述根據(jù)所述垂直地震剖面數(shù)據(jù)生成頻率波數(shù)譜，并根據(jù)所述頻率波數(shù) 譜生成一下行波，包括：
[0027] 對(duì)所述垂直地震剖面數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換，生成頻率波數(shù)譜；
[002引根據(jù)所述頻率波數(shù)譜進(jìn)行波場(chǎng)分離，生成一下行波。
[0029] 具體的，所述根據(jù)所述第二波場(chǎng)生成一振幅譜，根據(jù)所述振幅譜獲取各個(gè)深度點(diǎn) 和炮點(diǎn)間的平均Q值，根據(jù)所述平均Q值確定相鄰深度點(diǎn)之間的層Q值，包括：
[0030] 對(duì)所述第二波場(chǎng)進(jìn)行傅里葉變換，生成一振幅譜；
[0031] 根據(jù)所述振幅譜進(jìn)行譜比法反演，獲取得到各個(gè)深度點(diǎn)和炮點(diǎn)間的平均Q值；
[0032] 將所述平均Q值進(jìn)行平滑處理，反演得到相鄰深度點(diǎn)之間的層Q值。
[0033] 具體的，所述根據(jù)所述垂直地震剖面的層速度和所述層Q值，生成所述垂直地震 剖面的層速度和所述層Q值的關(guān)系函數(shù)，包括：
[0034] W所述垂直地震剖面層速度為自變量、層Q值為應(yīng)變量，利用最小二乘法擬合出 垂直地震剖面層速度和層Q值之間的關(guān)系函數(shù)：
[0035]

【權(quán)利要求】
1. 一種振幅補(bǔ)償因子的反演方法，其特征在于，包括： 獲取垂直地震剖面數(shù)據(jù)、地面地震數(shù)據(jù)，并獲取每道垂直地震剖面數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的監(jiān)控子 波記錄； 獲取每道垂直地震剖面數(shù)據(jù)的初至?xí)r間一，并通過(guò)所述初至?xí)r間一反演垂直地震剖面 的層速度； 根據(jù)所述垂直地震剖面數(shù)據(jù)生成頻率波數(shù)譜，并根據(jù)所述頻率波數(shù)譜生成一下行波； 在所述下行波中，根據(jù)所述初至?xí)r間一設(shè)置一時(shí)窗，并將所述時(shí)窗外的信號(hào)清零，生成 一第二波場(chǎng)； 根據(jù)所述第二波場(chǎng)生成一振幅譜，根據(jù)所述振幅譜獲取各個(gè)深度點(diǎn)和炮點(diǎn)間的平均Q值，根據(jù)所述平均Q值確定相鄰深度點(diǎn)之間的層Q值； 根據(jù)所述垂直地震剖面的層速度和所述層Q值，生成所述垂直地震剖面的層速度和所 述層Q值的關(guān)系函數(shù)； 對(duì)所述地面地震數(shù)據(jù)進(jìn)行噪音壓制，并利用共中心點(diǎn)道集進(jìn)行速度譜分析，獲取一層 速度體； 根據(jù)所述關(guān)系函數(shù)和所述層速度體，生成一層Q體； 在經(jīng)過(guò)噪音壓制的地面地震數(shù)據(jù)中，選取目標(biāo)區(qū)域不同信噪比的多個(gè)單炮數(shù)據(jù)或共中 心點(diǎn)道集數(shù)據(jù)； 設(shè)置不同的振幅補(bǔ)償增益限，通過(guò)所述層Q體和所述層速度體，對(duì)所述單炮數(shù)據(jù)或共 中心點(diǎn)道集數(shù)據(jù)進(jìn)行反Q濾波振幅補(bǔ)償； 根據(jù)所述經(jīng)過(guò)噪音壓制的地面地震數(shù)據(jù)，設(shè)置一第二時(shí)窗，并確定一優(yōu)化后的振幅補(bǔ) 償增益限； 根據(jù)所述層Q體、所述優(yōu)化后的振幅補(bǔ)償增益限、所述層速度體對(duì)所述多個(gè)單炮數(shù)據(jù) 或共中心點(diǎn)道集數(shù)據(jù)進(jìn)行反Q濾波振幅補(bǔ)償； 根據(jù)反Q濾波振幅補(bǔ)償后的多個(gè)單炮數(shù)據(jù)或共中心點(diǎn)道集數(shù)據(jù)、所述第二時(shí)窗，確定 一優(yōu)化后的層Q體； 根據(jù)所述優(yōu)化后的振幅補(bǔ)償增益限、所述優(yōu)化后的層Q體、所述層速度體、對(duì)所述第二 波場(chǎng)進(jìn)行反Q濾波振幅補(bǔ)償，生成一第三波場(chǎng)； 在所述第三波場(chǎng)中，獲取每個(gè)深度點(diǎn)的第三波場(chǎng)的相對(duì)能量； 在所述監(jiān)控子波記錄中，獲取每道監(jiān)控子波記錄的初至?xí)r間二，并根據(jù)所述初至?xí)r間 二設(shè)置一第三時(shí)窗，根據(jù)所述第三時(shí)窗確定所述每個(gè)深度點(diǎn)的激發(fā)子波的能量； 根據(jù)各深度點(diǎn)的所述第三波場(chǎng)的相對(duì)能量和所述激發(fā)子波的能量，獲取得到各深度點(diǎn) 的第三波場(chǎng)的絕對(duì)能量； 根據(jù)所述初至?xí)r間一、各深度點(diǎn)的第三波場(chǎng)的絕對(duì)能量確定振幅補(bǔ)償因子。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的振幅補(bǔ)償因子的反演方法，其特征在于，所述根據(jù)所述垂直 地震剖面數(shù)據(jù)生成頻率波數(shù)譜，并根據(jù)所述頻率波數(shù)譜生成一下行波，包括： 對(duì)所述垂直地震剖面數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換，生成頻率波數(shù)譜； 根據(jù)所述頻率波數(shù)譜進(jìn)行波場(chǎng)分離，生成一下行波。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的振幅補(bǔ)償因子的反演方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第二 波場(chǎng)生成一振幅譜，根據(jù)所述振幅譜獲取各個(gè)深度點(diǎn)和炮點(diǎn)間的平均Q值，根據(jù)所述平均Q 值確定相鄰深度點(diǎn)之間的層Q值，包括： 對(duì)所述第二波場(chǎng)進(jìn)行傅里葉變換，生成一振幅譜； 根據(jù)所述振幅譜進(jìn)行譜比法反演，獲取得到各個(gè)深度點(diǎn)和炮點(diǎn)間的平均Q值； 將所述平均Q值進(jìn)行平滑處理，反演得到相鄰深度點(diǎn)之間的層Q值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的振幅補(bǔ)償因子的反演方法，其特征在于，所述根據(jù)所述垂直 地震剖面的層速度和所述層Q值，生成所述垂直地震剖面的層速度和所述層Q值的關(guān)系函 數(shù)，包括： 以所述垂直地震剖面層速度為自變量、層Q值為應(yīng)變量，利用最小二乘法擬合出垂直 地震剖面層速度和層Q值之間的關(guān)系函數(shù)：
其中，所述層Q值，V%為垂直地震剖面層速度，G(Vui)為所述關(guān)系函數(shù)，an 為擬合系數(shù)，N為自然數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的振幅補(bǔ)償因子的反演方法，其特征在于，所述根據(jù)所述關(guān)系 函數(shù)和所述層速度體，生成一層Q體，包括： 將所述關(guān)系函數(shù)中的垂直地震剖面層速度替換為所述層速度體，生成所述層Q體。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的振幅補(bǔ)償因子的反演方法，其特征在于，所述根據(jù)所述經(jīng)過(guò) 噪音壓制的地面地震數(shù)據(jù)，設(shè)置一第二時(shí)窗，并確定一優(yōu)化后的振幅補(bǔ)償增益限，包括： 將所述第二時(shí)窗內(nèi)的地震信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換得到第二振幅譜； 根據(jù)所述第二振幅譜，確定所述第二時(shí)窗內(nèi)的地震信號(hào)的分辨率； 對(duì)比反Q濾波振幅補(bǔ)償前后地震信號(hào)的分辨率，若按一增益限進(jìn)行反Q濾波振幅補(bǔ)償 后的所述第二時(shí)窗內(nèi)的地震信號(hào)的分辨率大于等于反Q濾波振幅補(bǔ)償之前的地震信號(hào)的 分辨率，確定該增益限為所述優(yōu)化后的振幅補(bǔ)償增益限。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的振幅補(bǔ)償因子的反演方法，其特征在于，所述根據(jù)所述層Q 體、所述優(yōu)化后的振幅補(bǔ)償增益限、所述層速度體對(duì)所述多個(gè)單炮數(shù)據(jù)或共中心點(diǎn)道集數(shù) 據(jù)進(jìn)行反Q濾波振幅補(bǔ)償，包括： 根據(jù)所述層Q體和多個(gè)不同的比例系數(shù)k，確定得到多個(gè)不同的層Q體； 根據(jù)所述多個(gè)不同的層Q體、所述優(yōu)化后的振幅補(bǔ)償增益限、所述層速度體對(duì)所述多 個(gè)單炮數(shù)據(jù)或共中心點(diǎn)道集數(shù)據(jù)進(jìn)行反Q濾波振幅補(bǔ)償。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的振幅補(bǔ)償因子的反演方法，其特征在于，所述根據(jù)反Q濾波振 幅補(bǔ)償后的多個(gè)單炮數(shù)據(jù)或共中心點(diǎn)道集數(shù)據(jù)、所述第二時(shí)窗，確定一優(yōu)化后的層Q體，包 括： 在第二時(shí)窗內(nèi)的地震信號(hào)的分辨率達(dá)到最高值時(shí)，確定所述第二時(shí)窗內(nèi)的地震信號(hào)的 分辨率對(duì)應(yīng)的層Q體為所述優(yōu)化后的層Q體。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的振幅補(bǔ)償因子的反演方法，其特征在于，所述在所述第三波 場(chǎng)中，獲取每個(gè)深度點(diǎn)的第三波場(chǎng)的相對(duì)能量，包括： 在所述第三波場(chǎng)中，對(duì)每個(gè)深度點(diǎn)處的垂直地震剖面數(shù)據(jù)求取地震信號(hào)振幅的平方 和，再進(jìn)行開(kāi)方運(yùn)算，生成每個(gè)深度點(diǎn)的第三波場(chǎng)的相對(duì)能量。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的振幅補(bǔ)償因子的反演方法，其特征在于，所述在所述監(jiān)控子 波記錄中，獲取每道監(jiān)控子波記錄的初至?xí)r間二，并根據(jù)所述初至?xí)r間二設(shè)置一第三時(shí)窗， 根據(jù)所述第三時(shí)窗確定所述每個(gè)深度點(diǎn)的激發(fā)子波的能量，包括： 求取所述第三時(shí)窗的地震信號(hào)振幅的平方和，再進(jìn)行開(kāi)方操作，生成所述每個(gè)深度點(diǎn) 的激發(fā)子波的能量。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的振幅補(bǔ)償因子的反演方法，其特征在于，所述根據(jù)各深度 點(diǎn)的所述第三波場(chǎng)的相對(duì)能量和所述激發(fā)子波的能量，獲取得到各深度點(diǎn)的第三波場(chǎng)的絕 對(duì)能量，包括： 將各深度點(diǎn)的所述第三波場(chǎng)的相對(duì)能量除以該深度點(diǎn)處激發(fā)子波的能量，獲取得到各 深度點(diǎn)的第三波場(chǎng)的絕對(duì)能量。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的振幅補(bǔ)償因子的反演方法，其特征在于，所述根據(jù)所述初 至?xí)r間一、各深度點(diǎn)的第三波場(chǎng)的絕對(duì)能量確定振幅補(bǔ)償因子，包括： 將各深度點(diǎn)處的初至?xí)r間一進(jìn)行自然對(duì)數(shù)運(yùn)算，將所獲得的自然對(duì)數(shù)設(shè)置為自變量； 將各深度點(diǎn)處第三波場(chǎng)的絕對(duì)能量進(jìn)行自然對(duì)數(shù)運(yùn)算，將所獲得的自然對(duì)數(shù)設(shè)置為應(yīng) 變量； 將所述自變量和應(yīng)變量通過(guò)最小二乘擬合方法進(jìn)行直線擬合，獲取得到擬合后的直線 斜率值的絕對(duì)值； 確定所述擬合后的直線斜率值的絕對(duì)值為所述振幅補(bǔ)償因子； 其中，進(jìn)行直線擬合的擬合函數(shù)為： InA=A0-aInt t為所述初至?xí)r間一，A為所述第三波場(chǎng)的絕對(duì)能量，Atl為常數(shù)，a為所述振幅補(bǔ)償因 子。
【文檔編號(hào)】G01V1/36GK104502965SQ201410806081
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月22日
【發(fā)明者】張固瀾, 張建軍, 李飛, 吳俊軍, 張?zhí)靷}(cāng) 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司