CN103913770B - 基于vsp资料对地震数据进行处理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于VSP资料对地震数据进行处理的方法，所述方法包括：参考VSP资料对地震数据的振幅进行补偿，得到振幅补偿后的地震数据；将VSP资料的下行纵波作为目标子波，参考目标子波对振幅补偿后的地震数据进行整形，得到整形后的地震数据；利用VSP资料估算不同层位的Q值，对不同层位的Q值进行统计，得到全局Q值；利用全局Q值对整形后的地震数据进行反Q滤波，得到滤波后的地震数据；通过井匹配处理对滤波后的地震数据进行零相位化处理，得到零相位化处理后的地震数据。本发明所述的方法使地震数据在处理过程中保持了振幅保真，保护了地震数据的频率，得到的处理后的地震数据剖面各反射层位波组特征清楚，层间信息丰富，波形自然稳定。

Description

基于VSP资料对地震数据进行处理的方法

技术领域

本发明属于石油地震勘探的室内地震资料处理领域，更具体地讲，涉及一种基于VSP资料对地震数据进行处理以提高地震数据的分辨率和信噪比的处理方法。

背景技术

地震资料高分辨率处理方法研究是石油地球物理勘探中长期存在并在目前尚未完全解决的前沿性研究课题，随着油气勘探的深入，地震资料解释已经从构造解释逐步转向精细的储层刻画，对地震资料处理提出了更高的要求。以往的常规地震资料处理手段已难以适应高分辨地震资料分辨率处理和解释的需要。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于VSP资料对地震数据进行处理的方法，以提高野外采集的地震数据的分辨率和信噪比，为后期的勘探、开发方案提供可靠的依据。

本发明提供一种基于VSP资料对地震数据进行处理的方法，所述方法可包括：（a）参考VSP资料对地震数据的振幅进行补偿，得到振幅补偿后的地震数据；（b）将VSP资料的下行纵波作为目标子波，参考目标子波对振幅补偿后的地震数据进行整形，得到整形后的地震数据；（c）利用VSP资料估算不同层位的Q值，对不同层位的Q值进行统计，得到全局Q值；（d）利用全局Q值对整形后的地震数据进行反Q滤波，得到滤波后的地震数据；（e）通过井匹配处理对滤波后的地震数据进行零相位化处理，得到零相位化处理后的地震数据。

可选地，参考VSP资料对地震数据的振幅进行补偿的步骤可包括：（a1）将VSP资料的下行纵波与时间函数进行拟合，得到球面扩散补偿因子；（a2）利用球面扩散补偿因子对地震数据的振幅进行补偿，得到振幅补偿后的地震数据。

可选地，通过井匹配处理对滤波后的地震数据进行零相位化处理的步骤包括：（e1）消除滤波后的地震数据和VSP资料中的干扰，得到消除干扰后的地震数据和消除干扰后的VSP资料；（e2）计算消除干扰后的地震数据的自相关函数以及消除干扰后的地震数据和消除干扰后的VSP资料的互相关函数；（e3）对消除干扰后的地震数据的自相关函数进行零相位校正，得到零相位校正后的地震数据的自相关函数；（e4）对消除干扰后的地震数据和消除干扰后的VSP资料的互相关函数进行零相位校正，得到零相位校正后的互相关函数；（e5）利用零相位校正后的地震数据的自相关函数和零相位校正后的互相关函数生成互均衡滤波器；（e6）利用互均衡滤波器得到零相位化的匹配滤波算子；（e7）利用零相位化的匹配滤波算子对消除干扰后的地震数据进行处理，得到零相位化处理后的地震数据。

可选地，步骤（e3）可包括：对消除干扰后的地震数据的自相关函数进行时移，将自相关函数的最大值移动到自相关函数的时移为零的中点位置，得到零相位校正后的地震数据的自相关函数。

可选地，步骤（e4）可包括：对消除干扰后的地震数据和消除干扰后的VSP资料的互相关函数进行时移，将互相关函数的最大值移动到互相关函数的时移为零的中点位置，得到零相位校正后的互相关函数。

可选地，互均衡滤波器的计算公式如下：

$\left[\begin{array}{cccc}{r}_{\mathrm{xx}}\left(0\right)& r_{\mathrm{xx}}\left(1\right)& ...& r_{\mathrm{xx}}\left(N\right)\\ r_{\mathrm{xx}}\left(1\right)& r_{\mathrm{xx}}\left(0\right)& ...& r_{\mathrm{xx}}(N-1)\\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ r_{\mathrm{xx}}\left(N\right)& r_{\mathrm{xx}}(N-1)& ...& r_{\mathrm{xx}}\left(0\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{f}_{m0}\\ f_{m1}\\ .\\ .\\ .\\ f_{\mathrm{mN}}\end{array}\right]=\begin{array}{c}\left[\begin{array}{c}{r}_{\mathrm{yx}}\left(0\right)\\ r_{\mathrm{yx}}\left(1\right)\\ .\\ .\\ .\\ r_{\mathrm{yx}}\left(N\right)\end{array}\right],\end{array}$

其中，r_xx为零相位校正后的地震数据x的自相关函数，r_yx为零相位校正后的地震数据x和零相位校正后的VSP资料y的互相关函数，f_m为零相位化的匹配滤波算子，N为零相位化的匹配滤波算子f_m的长度。

可选地，步骤（e7）包括：将零相位化的匹配滤波算子与消除干扰后的地震数据进行褶积运算，得到零相位化处理后的地震数据。

根据本发明的基于VSP资料对地震数据进行处理的方法，通过将地震数据与VSP资料相结合，在处理过程中利用VSP资料对处理参数进行定性、定量分析，在不降低信噪比的前提下，提高地震数据的分辨率。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1是示出根据本发明的实施例的基于VSP资料对地震数据进行处理的方法的流程图。

具体实施方式

现在对本发明实施例进行详细的描述，其示例表示在附图中，其中，相同的标号始终表示相同部件。下面通过参照附图对实施例进行描述以解释本发明。

图1是示出根据本发明的实施例的基于VSP资料对地震数据进行处理的方法的流程图。

参照图1，在步骤101中，参考VSP资料对地震数据的振幅进行补偿，得到振幅补偿后的地震数据。这里，可利用各有现有的方法对地震数据的振幅进行补偿，因此不再赘述。

在一个示例中，参考VSP资料对地震数据的振幅进行补偿的步骤可包括：将VSP资料的下行纵波与时间函数进行拟合，得到球面扩散补偿因子；利用球面扩散补偿因子对地震数据的振幅进行补偿，得到振幅补偿后的地震数据。这里，时间函数指的是地震波的能量在地下传播时，因波前扩散和由于岩石固有的衰减而产生的初至波振幅随时间变化的曲线。

常规的获得补偿因子的方法一般是靠经验，根据本发明所述的方法利用由VSP资料的下行纵波与时间函数进行拟合得到的球面扩散补偿因子对地震数据的振幅进行补偿更为准确合理。

在步骤102中，将VSP资料的下行纵波作为目标子波，参考目标子波对振幅补偿后的地震数据进行整形，得到整形后的地震数据。

由于利用VSP资料可获得不同深度的准确的子波信息，因此将VSP资料的下行纵波作为目标子波对振幅补偿后的地震数据进行整形，可达到良好可信的整形效果。

例如，可利用VSP资料的下行波提取一个反褶积算子，通过将该反褶积算子与地震子波进行褶积，来达到对地震数据进行整形的目的。

例如，可从振幅补偿后的地震数据中提取出整形前的地震子波，然后再从整形后的地震数据中提取出整形后的地震子波，通过将整形后的地震子波与目标子波进行对比，可了解对振幅补偿后的地震数据的整形效果，作为质量控制手段。

在步骤103中，利用VSP资料估算不同层位的Q值，对不同层位的Q值进行统计，得到全局Q值。这里，利用VSP资料估算不同层位的Q值和对不同层位的Q值进行统计得到全局Q值的方法为本领域的公知常识，本发明对此部分的内容不再详述。例如，可利用频谱法计算不同层位的Q值。例如，可利用最小二乘法线性拟合方法对不同层位的Q值进行统计得到全局Q值。

在步骤104中，利用全局Q值对整形后的地震数据进行反Q滤波，得到滤波后的地震数据。这里，利用全局Q值对整形后的地震数据进行反Q滤波的方法为本领域的公知常识，本发明对此部分的内容不再详述。

通过对整形的地震数据进行反Q滤波，来补偿地震波的高频衰减和振幅损失，提高地震数据的分辨率。

在步骤105中，通过井匹配处理对滤波后的地震数据进行零相位化处理，得到零相位化处理后的地震数据。

具体地将，通过井匹配处理对滤波后的地震数据进行零相位化处理的步骤可包括：

在步骤105a中，消除滤波后的地震数据和VSP资料中的干扰，得到消除干扰后的地震数据和消除干扰后的VSP资料。

例如，可通过分频去噪、线性噪声衰减或自适应噪声衰减等常规噪声去除方法来实现消除滤波后的地震数据和VSP资料中的干扰。

在步骤105b中，计算消除干扰后的地震数据的自相关函数以及消除干扰后的地震数据和消除干扰后的VSP资料的互相关函数。这里，可利用现有的方法来计算消除干扰后的地震数据的自相关函数以及消除干扰后的地震数据和消除干扰后的VSP资料的互相关函数，因此不再进行赘述。

在步骤105c中，对消除干扰后的地震数据的自相关函数进行零相位校正，得到零相位校正后的地震数据的自相关函数。

具体地讲，可对消除干扰后的地震数据的自相关函数进行时移，将自相关函数的最大值移动到自相关函数的时移为零的中点位置，得到零相位校正后的地震数据的自相关函数。

同一震源的每一道地震数据具有一个对应的自相关函数，需对同一震源的所有道的自相关函数进行时移，以使同一震源的所有道的自相关函数的最大值均在自相关函数的时移为零的中点位置，即完成对自相关函数的零相位校正。

在步骤105d中，对消除干扰后的地震数据和消除干扰后的VSP资料的互相关函数进行零相位校正，得到零相位校正后的互相关函数。

具体地讲，可对消除干扰后的地震数据和消除干扰后的VSP资料的互相关函数进行时移，将互相关函数的最大值移动到互相关函数的时移为零的中点位置，得到零相位校正后的互相关函数。

由于不同震源的每一道地震数据的互相关函数的最大值的位置可能各不相同，也就是混合相位的。因此，为了提高互相关函数叠加的质量，需对互相关函数进行时移，以使不同震源的地震数据的互相关函数的最大值对准互相关函数的时移为零的中点位置，即完成对互相关函数的零相位校正。

在步骤105e中，利用零相位校正后的地震数据的自相关函数和零相位校正后的互相关函数生成互均衡滤波器。

例如，互均衡滤波器的计算公式如下：

$\left[\begin{array}{cccc}{r}_{\mathrm{xx}}\left(0\right)& r_{\mathrm{xx}}\left(1\right)& ...& r_{\mathrm{xx}}\left(N\right)\\ r_{\mathrm{xx}}\left(1\right)& r_{\mathrm{xx}}\left(0\right)& ...& r_{\mathrm{xx}}(N-1)\\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ r_{\mathrm{xx}}\left(N\right)& r_{\mathrm{xx}}(N-1)& ...& r_{\mathrm{xx}}\left(0\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{f}_{m0}\\ f_{m1}\\ .\\ .\\ .\\ f_{\mathrm{mN}}\end{array}\right]=\begin{array}{c}\left[\begin{array}{c}{r}_{\mathrm{yx}}\left(0\right)\\ r_{\mathrm{yx}}\left(1\right)\\ .\\ .\\ .\\ r_{\mathrm{yx}}\left(N\right)\end{array}\right]---\left(1\right)\end{array}$

在公式（1）中，r_xx为零相位校正后的地震数据x的自相关函数，r_yx为零相位校正后的地震数据x和零相位校正后的VSP资料y的互相关函数，f_m为零相位化的匹配滤波算子，N为零相位化的匹配滤波算子f_m的长度。

利用互均衡滤波器可对地震数据的振幅谱和相位谱进行处理，使处理后的地震数据与VSP资料相匹配。

在步骤105e中，利用互均衡滤波器得到零相位化的匹配滤波算子。

将零相位校正后的地震数据的自相关函数和零相位校正后的互相关函数带入公式（1）后，可以得到零相位化的匹配滤波算子f_m。

在步骤105f中，利用零相位化的匹配滤波算子对消除干扰后的地震数据进行处理，得到零相位化处理后的地震数据。

具体地讲，可将零相位化的匹配滤波算子与消除干扰后的地震数据进行褶积运算，得到零相位化处理后的地震数据。

例如，每一道地震数据对应一个匹配滤波算子，可首先对多道地震数据对应的多个匹配滤波算子求平均，然后再利用求得的平均匹配滤波算子对消除干扰后的地震数据进行处理，得到零相位化处理后的地震数据。

采用本发明所述的基于VSP资料对地震数据进行处理的方法，使地震数据的振幅保真，保护了地震数据的频率，得到的零相位化处理后的地震数据的剖面各反射层位波组特征清楚，层间信息丰富，波形自然稳定，有效地提高了地震数据的分辨率和信噪比。

根据本发明的基于VSP资料对地震数据进行处理的方法，通过将地震数据与VSP资料相结合，在处理过程中利用VSP资料对处理参数进行定性、定量分析，在不降低信噪比的前提下，提高地震数据的分辨率。

尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (6)

1.一种基于VSP资料对地震数据进行处理的方法，所述方法包括：

(a)参考VSP资料对地震数据的振幅进行补偿，得到振幅补偿后的地震数据；

(b)将VSP资料的下行纵波作为目标子波，参考目标子波对振幅补偿后的地震数据进行整形，得到整形后的地震数据；

(c)利用VSP资料估算不同层位的Q值，对不同层位的Q值进行统计，得到全局Q值；

(d)利用全局Q值对整形后的地震数据进行反Q滤波，得到滤波后的地震数据；

(e)通过井匹配处理对滤波后的地震数据进行零相位化处理，得到零相位化处理后的地震数据，

其中，通过井匹配处理对滤波后的地震数据进行零相位化处理的步骤包括：

(e1)消除滤波后的地震数据和VSP资料中的干扰，得到消除干扰后的地震数据和消除干扰后的VSP资料；

(e2)计算消除干扰后的地震数据的自相关函数以及消除干扰后的地震数据和消除干扰后的VSP资料的互相关函数；

(e3)对消除干扰后的地震数据的自相关函数进行零相位校正，得到零相位校正后的地震数据的自相关函数；

(e4)对消除干扰后的地震数据和消除干扰后的VSP资料的互相关函数进行零相位校正，得到零相位校正后的互相关函数；

(e5)利用零相位校正后的地震数据的自相关函数和零相位校正后的互相关函数生成互均衡滤波器；

(e6)利用互均衡滤波器得到零相位化的匹配滤波算子；

(e7)利用零相位化的匹配滤波算子对消除干扰后的地震数据进行处理，得到零相位化处理后的地震数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，参考VSP资料对地震数据的振幅进行补偿的步骤包括：

(a1)将VSP资料的下行纵波与时间函数进行拟合，得到球面扩散补偿因子；

(a2)利用球面扩散补偿因子对地震数据的振幅进行补偿，得到振幅补偿后的地震数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(e3)包括：

对消除干扰后的地震数据的自相关函数进行时移，将自相关函数的最大值移动到自相关函数的时移为零的中点位置，得到零相位校正后的地震数据的自相关函数。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(e4)包括：

对消除干扰后的地震数据和消除干扰后的VSP资料的互相关函数进行时移，将互相关函数的最大值移动到互相关函数的时移为零的中点位置，得到零相位校正后的互相关函数。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，互均衡滤波器的计算公式如下：

$\left[\begin{array}{cccc}{r}_{xx}\left(0\right)& r_{xx}\left(1\right)& \mathrm{...}& r_{xx}\left(N\right)\\ r_{xx}\left(1\right)& r_{xx}\left(0\right)& \mathrm{...}& r_{xx}\left(N-1\right)\\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ r_{xx}\left(N\right)& r_{xx}\left(N-1\right)& \mathrm{...}& r_{xx}\left(0\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{f}_{m0}\\ f_{m1}\\ .\\ .\\ .\\ f_{mN}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{r}_{yx}\left(0\right)\\ r_{yx}\left(1\right)\\ .\\ .\\ .\\ r_{yx}\left(N\right)\end{array}\right],$

其中，r_xx为零相位校正后的地震数据x的自相关函数，r_yx为零相位校正后的地震数据x和零相位校正后的VSP资料y的互相关函数，f_m为零相位化的匹配滤波算子，N为零相位化的匹配滤波算子f_m的长度。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(e7)包括：

将零相位化的匹配滤波算子与消除干扰后的地震数据进行褶积运算，得到零相位化处理后的地震数据。