控制地震數(shù)據(jù)增益的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及地震數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，更具體地，涉及一種控制地震數(shù)據(jù)增益的裝置和 一種控制地震數(shù)據(jù)增益的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 人工地震法是石油天然氣勘探的主要技術(shù)之一。人類可能在任何存在石油天然氣 的地區(qū)進行石油天然氣勘探作業(yè)。不同地區(qū)有著不同的地表條件和不同的地下地質(zhì)情況， 即使在同一地區(qū)，其地表條件和地下地質(zhì)情況也可能在空間上存在很大的變化。地表條件 和地下地質(zhì)情況的變化必然導(dǎo)致人工地震法石油天然氣勘探數(shù)據(jù)(可簡稱為地震數(shù)據(jù))特 征在時間和空間上的變化，地震數(shù)據(jù)特征變化的主要表現(xiàn)就是其振幅強度在時間和空間上 的變化。
[0003] 對地表條件的影響及地震波傳播過程的球面擴散衰減進行校正之后，地震數(shù)據(jù)的 振幅變化是地下地層物性變化的真實反映。這種地震數(shù)據(jù)的振幅變化是重要的地質(zhì)信息， 理論上應(yīng)該完全加以保持，它是進行地震數(shù)據(jù)地質(zhì)解釋和油氣預(yù)測的基礎(chǔ)。
[0004] 進行地震數(shù)據(jù)地質(zhì)解釋和油氣預(yù)測時，大多情況都是通過人工完成地震數(shù)據(jù)振幅 變化的分析研究。地震數(shù)據(jù)振幅變化信息能否被肉眼所識別將顯著影響分析研究的精度， 因此地震數(shù)據(jù)的增益控制方式就變得格外重要。地震數(shù)據(jù)振幅的差異程度直接決定了地震 數(shù)據(jù)增益控制的難度:差異愈大，要得到能夠清晰顯示地震數(shù)據(jù)的所有振幅變化信息的顯 示結(jié)果的難度就越大。
[0005] 在一些地區(qū)，油氣儲集目的地層(儲層)的物性與相鄰的其他地層的物性存在較大 的差異，其地震數(shù)據(jù)振幅也必然存在很大的差異。這種差異既真實反映了油氣儲層的物性 特征，同時也給地震數(shù)據(jù)的顯示控制帶來了很大的困難。
[0006]目前通常是采用地震數(shù)據(jù)振幅自動增益控制(AGC)方法來進行地震數(shù)據(jù)的振幅控 制。AGC通過將不同時間范圍（時窗）內(nèi)的絕對平均振幅調(diào)節(jié)到同一振幅來克服振幅差異問 題。
[0007] AGC的基本原理為：設(shè)定一個期望輸出的絕對振幅平均值A(chǔ)D，并在一時窗L內(nèi)計算 地震數(shù)據(jù)的絕對振幅平均值A(chǔ)(t);根據(jù)A(t)，調(diào)整地震數(shù)據(jù)振幅值，使調(diào)整之后的地震數(shù)據(jù) 絕對振幅平均值在任意的時窗L內(nèi)為A D，即完成AGC處理。
[0008] 設(shè)AGC處理前，地震數(shù)據(jù)為s(t)，AGC處理后為sA( t)，則有：
[0010] SA(t) = s(t)A〇/A(t) 〇
[0011] AGC方法雖然可以解決振幅差異大的問題，但其存在明顯缺點：
[0012] (l)AGC處理后，將不同時窗內(nèi)地震數(shù)據(jù)的絕對平均振幅調(diào)節(jié)到完全一樣的水平， 也就不可恢復(fù)地完全破壞了原有不同時窗間的相對振幅關(guān)系；
[0013] (2)AGC處理后，使得位于強振幅附近的弱振幅信息變得更加微弱，更難以被識別。
[0014] 圖1(a)為一發(fā)育煤層天然氣地區(qū)的地震數(shù)據(jù)示意圖。由于煤層的反射較強，位于 煤層上、下的天然氣儲層砂體及相鄰泥巖的反射相對變得非常微弱，難以被識別。
[0015] 圖1(b)為對圖1(a)所示地震數(shù)據(jù)進行AGC處理后的結(jié)果，時窗L的長度取200ms。 AGC處理結(jié)果中，不同時窗振幅差異明顯改善，一些原本較弱的反射得以較為清晰地顯示， 但不同時間振幅強弱的相對關(guān)系被完全破壞(如A1，A2，A3三處的振幅強弱相對關(guān)系），位于 煤層強反射附近的天然氣儲層砂體及相鄰泥巖的反射相對更加微弱（如B橢圓處），變得更 加難以識別。
[0016] 圖2(a)為一發(fā)育含油沖積扇砂體儲層地區(qū)的地震數(shù)據(jù)示意圖。沖積扇上覆地層反 射較強，同時沖積扇之下的基底反射面也較強。相對而言，沖積扇內(nèi)部砂泥巖反射就變得很 弱，沖積扇內(nèi)含油砂體的形態(tài)和結(jié)構(gòu)難以清晰刻畫。
[0017] 圖2(b)為對圖1(a)所示的地震數(shù)據(jù)進行AGC處理后的結(jié)果，時窗L的長度取300ms。 AGC處理結(jié)果中，含油沖積扇上覆地層反射和基底之下反射的相對關(guān)系被完全破壞(如A1、 A2二處的振幅強弱相對關(guān)系），基底反射振幅在橫向上的變化趨勢也被破壞(如B1、B2 二處 的振幅變化趨勢）。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提出一種新的地震數(shù)據(jù)處理 裝置，其能夠在清晰地顯示所有振幅變化信息的同時，盡可能地保留不同時間的地震數(shù)據(jù) 間的相對振幅關(guān)系。這一相對振幅關(guān)系對于反應(yīng)油氣儲層的物性變化非常重要。本發(fā)明還 提出了相應(yīng)的方法。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出了一種控制地震數(shù)據(jù)增益的裝置，該裝置包括:振幅獲 取單元，用于得到地震數(shù)據(jù)s(t)的振幅信號p(t);增益調(diào)整單元，用于基于下式對地震數(shù)據(jù) s(t)進行增益調(diào)整，得到調(diào)整后的地震數(shù)據(jù)SD(t):
[0020] SD(t) = s(t)p(e-υ(?)，其中，e是大于零的常數(shù)。
[0021 ]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種控制地震數(shù)據(jù)增益的方法，該方法包括:得到 地震數(shù)據(jù)s(t)的振幅信號p(t);基于下式對地震數(shù)據(jù)s(t)進行增益調(diào)整，得到調(diào)整后的地 震數(shù)據(jù)SD(t):
[0022] sD(t)=s(t)p(e-D(t)，其中，e>0。
[0023] 本發(fā)明的各方面通過以冪指數(shù)形式對地震數(shù)據(jù)進行增益控制，能夠在清晰顯示地 震數(shù)據(jù)振幅差異的同時保持所有振幅值的大小順序不變，以盡可能保留不同時間的地震數(shù) 據(jù)間的相對振幅關(guān)系，這一相對振幅關(guān)系能夠反應(yīng)油氣儲層的物性變化，對于準(zhǔn)確解釋地 震數(shù)據(jù)、進行可靠的油氣預(yù)測非常重要。此外，還便于根據(jù)該增益控制結(jié)果恢復(fù)原始的地震 數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0024] 通過結(jié)合附圖對本發(fā)明示例性實施方式進行更詳細(xì)的描述，本發(fā)明的上述以及其 它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯，其中，在本發(fā)明示例性實施方式中，相同的參考標(biāo)號 通常代表相同部件。
[0025] 圖1(a)為一發(fā)育煤層天然氣地區(qū)的地震數(shù)據(jù)示意圖；
[0026] 圖1(b)為對圖1(a)所示地震數(shù)據(jù)進行AGC處理后的結(jié)果；
[0027] 圖2(a)為一發(fā)育含油沖積扇砂體儲層地區(qū)的地震數(shù)據(jù)示意圖；
[0028] 圖2(b)為對圖1(a)所示的地震數(shù)據(jù)進行AGC處理后的結(jié)果；
[0029] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的控制地震數(shù)據(jù)增益的裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0030] 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的示例的控制地震數(shù)據(jù)增益的裝置的結(jié)構(gòu)框 圖。
[0031]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的另一示例的控制地震數(shù)據(jù)增益的裝置的結(jié) 構(gòu)框圖。
[0032]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的控制地震數(shù)據(jù)增益的方法的流程圖。
[0033]圖7(a)為一地震數(shù)據(jù)的示意圖；
[0034] 圖7(b)為應(yīng)用本發(fā)明對圖7(a)所示地震數(shù)據(jù)進行增益控制后得到的結(jié)果，其中e = 0.5；
[0035] 圖7(c)為基于圖7(b)所示的地震數(shù)據(jù)進行原始數(shù)據(jù)恢復(fù)后得到的結(jié)果；
[0036] 圖8(a)為一發(fā)育含油沖擊扇砂體儲層地區(qū)的地震數(shù)據(jù)示意圖；
[0037] 圖8(b)為對圖8(a)所示地震數(shù)據(jù)進行AGC處理后的結(jié)果；
[0038] 圖8(c)為應(yīng)用本發(fā)明對圖8(a)所示的地震數(shù)據(jù)進行增益控制后的結(jié)果；
[0039] 圖9(a)為一發(fā)育煤層天然氣地區(qū)的地震數(shù)據(jù)的示意圖；
[0040] 圖9(b)為對圖9(a)所示地震數(shù)據(jù)進行AGC處理后的結(jié)果；
[0041] 圖9(c)為應(yīng)用本發(fā)明對圖9(a)所示的地震數(shù)據(jù)進行增益控制后的結(jié)果。
【具體實施方式】
[0042]下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。雖然附圖中顯示了本發(fā)明 的優(yōu)選實施方式，然而應(yīng)該理解，可以以各種形式實現(xiàn)本發(fā)明而不應(yīng)被這里闡述的實施方 式所限制。相反，提供這些實施方式是為了使本發(fā)明更加透徹和完整，并且能夠?qū)⒈景l(fā)明的 范圍完整地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0043] 實施例1
[0044] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的控制地震數(shù)據(jù)增益的裝置的結(jié)構(gòu)框圖。在 本實施例中，該裝置300包括：
[0045] 振幅獲取單元301:用于得到地震數(shù)據(jù)s(t)的振幅信號p(t)
[0046] 增益調(diào)整單元302:用于基于下式對地震數(shù)據(jù)s(t)進行增益調(diào)整，得到調(diào)整后的地 震數(shù)據(jù)SD(t):
[0047] SD(t) = s(t)p(e-υ(?)，其中，e是大于零的常數(shù)。
[0048]本實施例是基于這樣的原理:設(shè)期望得到的輸出振幅曲線為Ph(t)，發(fā)明人將ph(t) 設(shè)計為原始振幅信號p(t)的一定方階，且要保持不同地震數(shù)據(jù)的振幅大小關(guān)系不變，則有：
[0049] ph(t)=pe(t)，e取大于零的常數(shù)。
[0050] 進一步地，對歸一化的地震數(shù)據(jù)s(t)/p(t)進行增益控制，可得到調(diào)整后的地震數(shù) 據(jù)SD(t):
[0052]本實施例通過采用冪指數(shù)的形式對地震數(shù)據(jù)s(t)進行增益控制，所得到的sD(t) 不僅能夠清晰顯示地震