基于偽多道匹配的非一致性時移地震疊前互均化處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油氣勘探地震資料處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于偽多道匹配的非一致性時移地震數(shù)據(jù)處理中的疊前互均化處理。
現(xiàn)有技術(shù)
[0002]20世紀(jì)90年代中期，由于三維地震技術(shù)被廣泛接受和應(yīng)用，在全球范圍內(nèi)有一些油田有了不同時間采集的三維地震資料，從而構(gòu)成了時移地震數(shù)據(jù)體。人們對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和解釋，獲得了相當(dāng)?shù)男Ч?，從而使得時移地震技術(shù)有了廣泛的前景。
[0003]時間推移地震成像理論假設(shè):非儲層巖石的地震響應(yīng)特征具有復(fù)測不變性，即在每次地震勘探中，非儲層巖石的地震響應(yīng)特征不隨時間而變化；僅當(dāng)油氣藏本身由于開發(fā)效應(yīng)而導(dǎo)致地震響應(yīng)特征發(fā)生變化。但是實際的時移地震資料由于受采集、處理等因素的影響，資料的一致性很難達(dá)到。因此，差值剖面上既包括由儲層流體的變化引起的差異，也包括由于非油藏流體變化引起的差異。需要通過特殊的處理技術(shù)，即互均化處理，消除由于非流體因素引起的變化，突出儲層流體產(chǎn)生的差異響應(yīng)。
[0004]采用互均化技術(shù)消除不同期地震數(shù)據(jù)的不一致性主要體現(xiàn)在消除時間、振幅、頻率、相位四個方面的差異。國內(nèi)外諸多學(xué)者都對互均化技術(shù)開展了大量的研究，Ross等(1996)分析了不同期時移地震數(shù)據(jù)產(chǎn)生不一致的原因，并將其歸結(jié)為時間、振幅、頻率及相位四個方面的不一致，強調(diào)了互均化技術(shù)的必要性；Rickett等人(1998)對影響一致性的因素進(jìn)行了分析，并提出詳細(xì)的互均化算法。重點總結(jié)了影響時移地震復(fù)測不變性的因素主要有5種:①地層反射系數(shù)的變化；②近地表及地表條件的變化；③不同的野外噪聲不同的數(shù)據(jù)采集參數(shù)不適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理參數(shù)和處理流程。其中，第一種情況反映了儲層中因開發(fā)效應(yīng)而引起的油氣藏物性變化，利用這種地震響應(yīng)差異可以監(jiān)測油氣藏變化，數(shù)據(jù)處理應(yīng)最大可能地保持其真實性；后面的四種情況與油氣藏物性變化無關(guān)，破壞了時移地震數(shù)據(jù)的復(fù)測不變性，是地震差異剖面上產(chǎn)生假象的原因。Alexandre等(2008)對高分辨率、時移地震的可檢測性與時移估計進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，高頻有利于提高分辨率和可檢測性，并且能夠提高四維分析；在研究中，首先引入四維調(diào)諧的概念，并通過合成記錄對其進(jìn)行了說明，目的在于利用不同的頻率檢測重復(fù)性較差的四維信號，然后利用不同方法對不同頻率的數(shù)據(jù)進(jìn)行時移估計，進(jìn)而分析頻率值為多大時對于定量分析最有利。
[0005]國內(nèi)，鄧懷群(2000)、甘利燈(2003)、郝振江(2007)、郭念民(2011)等對互均化技術(shù)進(jìn)行了討論，并提出了可行性技術(shù)。胡英，甘利燈等(2003)對水驅(qū)四維地震技術(shù)的疊后和疊前互均化處理流程和方法分別進(jìn)行了闡述，并分別介紹了疊后互均化和疊前互均化的優(yōu)缺點，指出疊前互均化相比疊后互均化可以更好的消除非油藏的靜態(tài)差異。
[0006]針對互均化中的匹配算法，國內(nèi)外許多學(xué)者在這方面做了深入研究，主要采用的方法是線性維納濾波法。近些年又發(fā)展了非線性匹配濾波技術(shù)。Rickett等(2001)系統(tǒng)給出了匹配濾波簡要公式以及算子長度設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，并給出了實例處理結(jié)果。金龍等(2005)分析了用于時移地震互均化處理中的傳統(tǒng)匹配濾波算法的適用范圍，指出該方法在濾波算子的反算子為最小相位時效果最好，對該方法難以解決的混合相位問題，推導(dǎo)出通用公式，并提出基于最小平方誤差準(zhǔn)則和循環(huán)迭代的求解方法。金龍等(2005)在已有研究成果的基礎(chǔ)上，針對時移地震互均化處理中的傳統(tǒng)匹配濾波算法抗噪能力弱的特點，重新推導(dǎo)匹配濾波方程，提出了基于奇異值分解的時移地震互均化方法，其提出的時移地震匹配算法，都取得了一定的效果，但是這些改進(jìn)都是基于傳統(tǒng)的匹配算法改進(jìn)實現(xiàn)的。而常規(guī)的匹配算法存在的一個固有弊端為它僅是通過使校正后的結(jié)果與期望輸出結(jié)果的誤差能量達(dá)到最小，然后應(yīng)用最小二乘法原理來求取整形算子，這一假設(shè)在一定程度上限制了匹配的精度。與其不同，本發(fā)明中采用偽多道匹配方法，根據(jù)非一致性時移地震不同時間采集的兩期數(shù)據(jù)在時間、相位、振幅上的差異，將模型道表示為關(guān)于振幅、相位和時間延遲的表達(dá)式，通過公式推導(dǎo)化簡最終可以得到用四道數(shù)據(jù)精確表示的模型道表達(dá)式，其中這四道分別為原始道、原始道的Hilbert變換道、原始道的導(dǎo)數(shù)道和原始道的Hilbert變換道的導(dǎo)數(shù)道。在求取整形算子后，就可以根據(jù)模型道改善地震道。該算法在推導(dǎo)過程中就將時間、相位、振幅等因素考慮在內(nèi)，相對常規(guī)的匹配算法具有更高的匹配精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是為了進(jìn)一步提高非一致性時移地震兩期資料互均化處理的精度，克服傳統(tǒng)匹配濾波算法的缺陷，提出一種基于偽多道匹配的非一致性時移地震疊前互均化處理方法。
[0008]本發(fā)明的總體技術(shù)方案包括:
[0009](I)輸入非一致性重復(fù)采集的兩期地震數(shù)據(jù)，早期數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，時移后即后期數(shù)據(jù)作為監(jiān)測數(shù)據(jù)，提取疊前時間偏移道集作為數(shù)據(jù)準(zhǔn)備；
[0010](2)求取監(jiān)測數(shù)據(jù)的導(dǎo)數(shù)道、希爾波特道和導(dǎo)數(shù)的希爾伯特道數(shù)據(jù)；
[0011](3)將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表示為監(jiān)測數(shù)據(jù)原始道、希爾伯特道、導(dǎo)數(shù)道和導(dǎo)數(shù)的希爾伯特道的函數(shù)，求取這四道對應(yīng)的四個匹配因子；
[0012](4)將匹配因子與監(jiān)測數(shù)據(jù)褶積求和，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的偽多道匹配；
[0013](5)求取匹配后監(jiān)測數(shù)據(jù)與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的差異并進(jìn)行疊加，得到兩期數(shù)據(jù)疊后差異剖面，突出開采油藏導(dǎo)致流體替換帶來的差異。
[0014]本發(fā)明通過以下具體實施步驟實現(xiàn):
[0015](I)輸入非一致性重復(fù)采集的兩期地震數(shù)據(jù)，一期采集數(shù)據(jù)(基礎(chǔ)數(shù)據(jù))和二期采集數(shù)據(jù)(監(jiān)測數(shù)據(jù))，通過處理軟件(Promax，CGG等)常規(guī)處理并提取疊前時間偏移道集作為數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。其中得到的道集是選取早期數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，時移后即后期數(shù)據(jù)作為監(jiān)測數(shù)據(jù)。
[0016](2)通過求導(dǎo)及希爾波特變換公式分別求取監(jiān)測數(shù)據(jù)的導(dǎo)數(shù)道、希爾波特道、希爾伯特導(dǎo)數(shù)道數(shù)據(jù)。
[0017](3)將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表示為監(jiān)測數(shù)據(jù)原始道、希爾伯特道、導(dǎo)數(shù)道和導(dǎo)數(shù)的希爾伯特道的函數(shù)，求取這四道對應(yīng)的四個匹配因子。
[0018]由核心公式m(t) = Φ18(?) + Φ28/ (t) + <J>3sH(t) +(J)4Sir (t),假設(shè)同一地區(qū)不同時期采集的地震數(shù)據(jù)分別為s(t)，m(t)，其中，s(t)為監(jiān)測地震數(shù)據(jù)，m(t)為基礎(chǔ)地震數(shù)據(jù)，s丨⑴是s(t)的導(dǎo)數(shù)，sH(t)是s(t)的Hilbert變換道，sH,⑴是sH(t)的導(dǎo)數(shù)。Φ?(?) > Φ2(?) > Φ3(?) Φ4(?)分別為 S(t)、S' (t)、SH(t)和 SH, (t)的濾波算子。
[0019]通過e(t) =(t) * Φ 2 (t)+sH (t) * Φ 3 (t)+sH (?)*Φ4(?)],即基礎(chǔ)(模型)數(shù)據(jù)m(t)和采用匹配濾波算子后的監(jiān)測數(shù)據(jù)的誤差e(t)最小，來得到四個匹配因子Φρ Φ2> Φ3> Φ4°
[0020](4)將匹配因子與監(jiān)測數(shù)據(jù)根據(jù)核心公式m(t)=Φ18ω+Φ28/ α)+Φ38Ηα)+Φ4^⑴褶積求和，得到匹配濾波后的監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)的偽多道匹配。
[0021](5)求取匹配后監(jiān)測數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)的差異并進(jìn)行疊加，得到兩期數(shù)據(jù)疊后差異剖面，突出開采油藏導(dǎo)致流體替換帶來的差異。
[0022]發(fā)明效果
[0023]本發(fā)明采用疊前互均化處理來替代疊后互均化來最大程度地消除由于采集、處理等因素造成的非一致性；然后將時間、振幅、頻率