CN103616723A - 基于avo特征的crp道集真振幅恢复方法 - Google Patents

Abstract

基于AVO特征的CRP道集真振幅恢复方法，包括如下步骤，S1对叠前CRP道集E1数据处理，得到由入射角和反射系数构成的数据集合；S2.剔除相对误差大的数据点，直到剔除比例达到预先设定值；S3.利用入射角和反射系数，对R、W、V进行拟合；S4.将拟合得到的R、W、V对叠前CRP道集中的待修正子集E4进行修正。采用本发明所述的基于AVO特征的CRP道集真振幅恢复方法，以佐普里兹弹性波动力学理论为基础，以保持叠前振幅随炮检距变化的关系为目标。通过Shuey方程对地震数据进行剔除拟合，获得较精确的真振幅有效信号。

Description

基于AVO特征的CRP道集真振幅恢复方法

技术领域

本发明属于地质勘探领域，涉及地震勘探法的早期数据处理，特别是一种基于AVO特征的CRP道集真振幅恢复方法。

背景技术

CRP道集是经过叠前时间偏移后的共反射点道集，它基本消除了界面弯曲和倾斜地层对振幅的影响。前期处理中一般也做了各种真振幅的恢复工作。从理论上讲，反射波振幅随偏移距的变化已接近于佐布里兹方程的应用条件。目前叠前属性及反演的理论基础是佐布里兹方程和它的各种简化式，它认为有效信号随着偏移距变化应表现为抛物线特征，由于道集的保真度问题，AVO散点不满足井上理论抛物线规律，所以在叠前属性分析时，部分叠加反演弹性参数做岩性预测时，问题就凸显出来。

CRP道集的一个数据集如图1所示，横坐标为炮检距，纵坐标为时间，黑色实心形状实际是密集的上下振动波形，由于图片显示比例原因形成黑色实心，黑色实心形状的纵向高度表示振幅。

观察井旁CRP道集和井曲线（Vp,Vs,ρ)佐布里兹方程正演记录，在实际记录中一般两者的吻合度都不高，一般道集呈纺锤状反射-近、远道能量弱。这是由于近道去面波、偏移时近远偏移距覆盖次数不均匀造成的。

近年来，岩性油气藏勘探的地位越来越重要，地震资料处理不但要求很高的成像精度而且对保幅处理精度要求也越来越高。同时地震资料储层预测技术，尤其是叠前属性和反演技术得到长足的发展，基于CRP道集的优化处理日益受到重视。人们普遍认识到CRP道集信噪比、子波一致性、入射角范围及道集不平和远道动校正拉伸畸变等问题,对叠前反演效果有很大影响，需要对CRP道集做上述的优化处理。常规道集优化处理主要集中在提高信噪比和运动学信息（道集不平）改善，基于CRP道集的岩性处理是道集优化处理技术的继承和发展，处理结果直接影响解释的正确性和准确度。高质量处理成果可直接用于油气储层预测和烃类检测。

保真度是指经数字处理后的地震剖面或数据体与地下实际地质情况的吻合程度，提高保真度就是提高这种吻合程度的一切努力或尝试。主要包括以下内容：

（1）正演模拟过程中的模型设计。获取给定地质模型的地震响应的过程就是正演过程，其间地质模型的设计就涉及保真度的问题，提高这方面的保真度，应该尽量多的搜集各种相关资料，综合分析后设计出与实际地质情况相一致的正演模型。

（2）地震剖面与地质剖面的一致性。这是地震资料处理人员所追求的目标，常规处理中的动、静校正，水平叠加，偏移等就是追求两者完全一致的努力和尝试。

（3）地震波动力学特征的保真度。地震波动力学特征包括振幅、频率、相位、波形、极化特点、吸收衰减特性等。准确反演上述特征参数对储层横向预测、油藏特征描述等大有益处。真振幅恢复、地震属性分析等都应考虑其保真度。

地表一致性振幅补偿是信号保真处理的重要环节，目前经常采用的方法主要有道均衡法、均方根振幅统计法、子波能量统计法及谱分解地表异常法等。上述方法都不同程度地受随机噪音的影响。当随机噪音在剖面上不均匀分布时，会产生很大误差，有可能破坏真正的振幅信息。

发明内容

为克服现有技术对CRP道集振幅数据误差易受噪音影响产生误差的技术缺陷，本发明公开了一种基于AVO特征的CRP道集真振幅恢复方法。

基于AVO特征的CRP道集真振幅恢复方法，包括如下步骤，

S1 对叠前CRP道集E1数据处理，利用测量出的炮检距和振幅，以及均

方根速度，计算出道集数据对应的入射角和反射系数，得到由入射角和反射系数构成的数据集合E2；

S2. 剔除E2中相对误差大的数据点，直到剔除比例TA达到预先设定值；剔除后的数据集合为E3；

S3.利用E3中的入射角和反射系数，代入式①，

       --------①

对式①中的R 、W、V进行拟合； 

其中

，Y为反射系数，

为入射角；

S4.将拟合得到的R 、W、V代入式①，利用式①，对叠前CRP道集E1

中的待修正子集E4进行修正，所述待修正子集E4由预先在叠前CRP道集中选择的若干道数据组成。

优选的，所述待修正子集E4为E1中炮检距最小和最大的若干道数据。

具体的，所述S2步骤具体为：

S201. 计算E1中各道的振幅Dxi与振幅均值AVD之差e _xi =|Di-AVD|；

S202.根据加权误差E _xi  = W _xi e _xi ，剔除E1中各个E _xi 最大的点在E2中的对应点，其中W _xi 为预先设定的权系数；

S203.返回步骤S201，直到剔除比例达到TA；

各个步骤中的下标xi表示E1中的不同道。

优选的，步骤S202中权系数W _xi =1或W _xi =1+Aexp[-B(xi/x _max )]，其中A、B为两个预设正常数，x _max 为炮检距最大值。

优选的，所述步骤S203中使用最小二乘法对R、W、V进行拟合。

具体的，其特征在于，所述TA=20%-50%。

优选的，所述步骤S1中还包括计算振幅随炮检距变化的比例因子coefa，所述步骤S4中对待修正子集E4进行修正后，再对E4中的每一振幅值乘以比例因子coefa；

所述比例因子coefa为井上Zoeppritz方程计算的模型道集标志层处的振幅与井旁CRP道集数据E1标志层处振幅按照对应偏移距得出的比值，所述标志层为井上各个地层中最满足单一界面要求的若干层中任选一层。

进一步的，所述标志层为大套泥岩层。

采用本发明所述的基于AVO特征的CRP道集真振幅恢复方法，以佐普里兹弹性波动力学理论为基础，以保持叠前振幅随炮检距变化的关系为目标。通过Shuey方程对地震数据进行剔除拟合，获得较精确的真振幅有效信号，这样就保证了满足叠前数据振幅随炮检距变化的关系，为后续的叠前AVO属性提取奠定了良好的基础。

附图说明

图1为叠前CRP道集的一个图形化显示形式图；

图2为本发明所述一种基于AVO特征的CRP道集真振幅恢复方法的一种具体实施方式示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

叠前CRP道集是经过叠前时间偏移后的共反射点道集，利用叠前CRP道集中测量出的炮检距和振幅，可以得到各个道的入射角和反射系数，利用AVO属性分析技术（Amplitude Versus Offset,振幅随偏移距的变化），入射角和反射系数符合的物理规律可以用Zoeppritz（佐普里兹）方程描述。得到确定的入射角和反射系数之间的关系后，可以得到叠前属性。

由于杂波信号的存在，叠前CRP道集数据的规律性被杂波信号掩盖，本发明基于假设叠前CRP道集符合Shuey三项式，对叠前CRP道集进行真振幅恢复。

本发明所述基于AVO特征的CRP道集真振幅恢复方法，包括如下步骤，

S1 对叠前CRP道集E1数据处理，利用测量出的炮检距和振幅，以及均

方根速度，计算出道集数据对应的入射角和反射系数，得到由入射角和反射系数构成的数据集合E2；

利用叠前CRP道集中的炮检距、振幅及地震资料对应的均方根速度，根据本领域的常规技术手段（Dix公式），本领域技术人员可以容易转化为入射角和反射系数构成的数据集合。

S2. 剔除E2中相对误差大的数据点，直到剔除比例TA达到预先设定值；剔除后的数据集合为E3；

对E2中的各个数据，剔除掉其中的误差大的数据点，剔除大误差点的方法可以采用拟合剔除法，也可以采用其他方法，本发明中采用均值剔除的方式，具体步骤如下：

S201. 计算E1中各道的振幅Dxi与振幅均值AVD之差e _xi =|Di-AVD|；

S202.根据加权误差E _xi  = W _xi e _xi ，剔除E1中各个E _xi 最大的点在E2中的对应点，其中W _xi 为预先设定的权系数；

S203.返回步骤S201，直到剔除比例达到TA；

各个步骤中的下标xi表示E1中的不同道。

S201步骤中，首先计算出各道振幅与均值之差，在S202步骤中，对振幅与均值之差通过加权处理，计算出各道的加权误差。在S202步骤中，每次剔除加权误差最大的一个点，剔除后返回步骤S201，在剔除后的集合E1中重新计算振幅均值和差值，计算加权误差，直到剔除比例达到TA。剔除比例TA过大则容易剔除未失真的样本，而且拟合需要一定限度的样本点，因此删除比例过大也对拟合不利，过小则可能包含失真严重的样本，两种情况都不利于最后的拟合，综合考虑程序运算时间和对需求的精度要求，按照经验通常设置在20-50%的范围内。

如果一开始就根据拟合的计算误差e _xi ，则在多次波位于小炮检距头部时，由于拟合从头部小炮检距处开始，为避免错误的剔除。所以我们在先求取所有道均值的基础上，然后计算各道的振幅与均值之差e _xi ，并把差值当作误差e _xi 。再得到加权后的误差E _xi 。据此挑选最大的误差点子加以剔除。这样就等于在水平叠加的基础上剔除强多次波或者强干扰值，目的是为了准确求取后续的R、W、V值，进而达到真振幅恢复的目的。

步骤S202中权系数W _xi =1或W _xi =1+Aexp[-B(xi/x _max )]，其中A、B为两个预设正常数，x _max 为炮检距最大值。W _xi =1适用于远、近道能量弱时，实际不用加权，直接以各道的实测值计算误差。而对近道出现多次波时，W _xi =1+Aexp[-B(xi/x _max )]，其中A及B为两个正的常数，一般取A=3~6，B=3~4。

步骤S2中完成剔除后，剔除后的集合认为对Shuey三项式符合较好，Shuey三项式是Zoeppritz方程的一种近似处理形式，1985年由Shuey提出，具体表述形式为：

y为反射系数，α为入射角，V_P、V_s分为纵波、横波速度，ρ为密度，ΔV_P/V_P，ΔV_s/V_s，Δρ/ρ分别表示纵波、横波变化率和密度变化率。

整理后的苏耶三项式满足如下形式：

       --------①

其中

，Y为反射系数，

为入射角，系数R、W、V包含了岩层密度、纵横波等方面的信息。

本发明假设完成剔除后的E3中的入射角和反射系数都有符合①式的趋势。步骤S3.利用E3中的入射角和反射系数，代入式①，

       --------①

对式①中的R 、W、V进行拟合； 

其中

，Y为反射系数，

为入射角。

步骤S4.将拟合得到的R 、W、V代入式①，利用式①，对叠前CRP道集

E1中的待修正子集E4进行修正，所述待修正子集E4由预先在叠前CRP道集中选择的若干道数据组成。所述待修正子集E4为根据经验设定的可能出现大误差的数据点，由于造成误差的原因，例如多次波、能量弱或强的道通常发生在刨检距最大或最小的若干道内，因此通常为E1中炮检距最小和最大的若干道数据，例如对一个30道的叠前CRP道集，按照炮检距从小到大的顺序，可以选择前5道和最后5道作为待修正子集。

步骤S3中的拟合可以采用最小二乘法，步骤S4中的修正为利用代入拟合出的R 、W、V的①式，对待修正子集E4中各个点对应的反射系数和反射角进行修正，将反射角或反射系数代入①式，求出另一个变量。

如图2示出本发明一个具体实施例的具体流程，叠前CRP道集中的数据与均方根速度计算转化为振幅和对应的入射角，开始如步骤S201-203所述的循环剔除过程，直到剔除比例达到剔除比例TA，使用剔除后的数据集合拟合出苏耶三项式中的R、W、V，返回对叠前CRP道集中的待修正子集进行修正。

采用剔除拟合的方式能够克服多次波和噪声信号的影响，而且它不受动校正速度的微小误差的影响。地震信号满足振幅随炮检距变化的抛物线关系如式①所示，一般多次波表现为抛物线上的一个多余波形，这些波形离开式①的误差很大，因此，先把误差大的点子剔除，就能得到屏蔽多次波影响的拟合R、W、V值，进而达到真振幅恢复的目的。

在本发明对叠前道集数据剔除拟合处理的同时可以加入合理的“点上井控”检验标准即。即选择合适的目标井做基于Zoeppritz方程（或其近似方程）的正演记录，找出主要标志层数据点AVO正演曲线所呈现的振幅随偏移距变化与井旁叠前CRP道集振幅随偏移距变化之间的比例因子，并施加到剔除拟合后的振幅上，以增加优化处理的合理性。

 具体实施方式为：在叠前CRP道集数据E1中找出对应的合适井，并找出主要标志层，考虑到层间干涉对AVO规律的影响，标志层应尽量满足单一界面要求，即厚度较大的单一化地层，例如厚度最厚的前三层中，任选一层作为标志层。比如选择大套稳定的泥岩层。

根据标志层对应的随偏移距变化的振幅数据与井旁叠前CRP道集随偏移距变化的振幅之间的比例因子coefa；在步骤S4中对待修正子集E4进行修正后，再对E4中的每一振幅值乘以比例因子coefa，得到最终修正后的恢复后的振幅值。 

采用上述的基于AVO特征的CRP道集真振幅恢复方法，以佐普里兹弹性波动力学理论为基础，以保持叠前振幅随炮检距变化的关系为目标。通过“点上井控”原则，首先选取合适井标准层，比如稳定的泥岩段，做基于Zoeppritz方程的正演记录，找出振幅随炮检距变化的比例因子关系，然后根据Shuey方程，对地震数据进行剔除拟合，获得较精确的真振幅有效信号，再将井上的标志层比例因子施加到处理后的道集上，这样就保证了满足叠前数据振幅随炮检距变化的关系，为后续的叠前AVO属性提取奠定了良好的基础。

前文所述的为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。 

Claims (8)

1.基于AVO特征的CRP道集真振幅恢复方法，其特征在于，包括如下步骤，

S1 对叠前CRP道集E1数据处理，利用测量出的炮检距和振幅，以及均方根速度，计算出道集数据对应的入射角和反射系数，得到由入射角和反射系数构成的数据集合E2；

S2. 剔除E2中相对误差大的数据点，直到剔除比例TA达到预先设定值；剔除后的数据集合为E3；

S3.利用E3中的入射角和反射系数，代入式①，

       --------①

对式①中的R 、W、V进行拟合； 

其中

，Y为反射系数，

为入射角；

S4.将拟合得到的R 、W、V代入式①，利用式①，对叠前CRP道集E1中的待修正子集E4进行修正，所述待修正子集E4由预先在叠前CRP道集中选择的若干道数据组成。

2.如权利要求1所述的基于AVO特征的CRP道集真振幅恢复方法，其特征在于，所述待修正子集E4为E1中炮检距最小和最大的若干道数据。

3.如权利要求1所述的基于AVO特征的CRP道集真振幅恢复方法，其特征在于，所述S2步骤具体为：

S201. 计算E1中各道的振幅Dxi与振幅均值AVD之差e _xi =|Di-AVD|；

S202.根据加权误差E _xi  = W _xi e _xi ，剔除E1中各个E _xi 最大的点在E2中的对应点，其中W _xi 为预先设定的权系数；

S203.返回步骤S201，直到剔除比例达到TA；

各个步骤中的下标xi表示E1中的不同道。

4.如权利要求3所述的一种基于AVO特征的CRP道集真振幅恢复方法，其特征在于，步骤S202中权系数W _xi =1或W _xi =1+Aexp[-B(xi/x _max )]，其中A、B为两个预设正常数，x _max 为炮检距最大值。

5.如权利要求1所述的基于AVO特征的CRP道集真振幅恢复方法，其特征在于，所述步骤S203中使用最小二乘法对R、W、V进行拟合。

6.如权利要求5所述的基于AVO特征的CRP道集真振幅恢复方法，其特征在于，所述TA=20%-50%。

7.如权利要求1所述的基于AVO特征的CRP道集真振幅恢复方法，其特征在于，所述步骤S1中还包括计算振幅随炮检距变化的比例因子coefa，所述步骤S4中对待修正子集E4进行修正后，再对E4中的每一振幅值乘以比例因子coefa；

所述比例因子coefa为井上Zoeppritz方程计算的模型道集标志层处的振幅与井旁CRP道集数据E1标志层处振幅按照对应偏移距得出的比值，所述标志层为井上各个地层中最满足单一界面要求的若干层中任选一层。

8.如权利要求7所述的基于AVO特征的CRP道集真振幅恢复方法，其特征在于，所述标志层为大套泥岩层。

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