CN103954998A - 基于avo特征的剩余振幅补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了基于AVO特征的剩余振幅补偿方法，包括叠前CRP道集，计算参数；在滑动时窗计算每个时窗内的振幅值；计算CRP道集内（2j+1）道信号的时变振幅衰减曲线；给一定道间隔增量判断是否在偏移距范围内，如果是，则重复进行步骤（c），如果不是则进行下一步骤（e）；计算不同偏移距时空变振幅衰减曲线，得到处理后的道集振幅；求取偏移距对应入射角及相应的振幅值；利用最小二乘拟合求系数R、W、V；重新确定偏移距与振幅的关系，补偿修正目标道。本发明对重塑的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，AVO反演奠定良好的基础。

Description

基于AVO特征的剩余振幅补偿方法

技术领域

本发明涉及地震信号的处理方法，具体是指基于AVO特征的剩余振幅补偿方法。

背景技术

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的要求也越来越高。同时，地震资料储层预测技术，尤其是叠前属性技术和叠前反演技术得到长足的发展，对CRP道集的优化处理日益受到重视。人们普遍认识到CRP道集的信噪比、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的影响，需要对CRP道集做针对性的优化处理。常规的CRP道集优化处理的目的比较宽泛，技术手段主要针对信噪比、分辨率等资料品质的改善方面，而对于保真度，如道集的动力学信息——振幅、频率、相位补偿探讨不够，宽角度的探讨更是少见。针对目前的道集优化处理特征，我们提出了对道集保真度的优化处理手段。

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

本发明的目的在于提供基于AVO特征的剩余振幅补偿方法，解决目前的补偿方法不同程度存在的受随机噪音的影响而不准确的问题，达到准确补偿振幅的目的。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

基于AVO特征的剩余振幅补偿方法，包括以下步骤：

（a）叠前CRP道集，计算参数；

（b）在滑动时窗计算每个时窗内的振幅值；

（c）计算CRP道集内（2j+1）道信号的时变振幅衰减曲线；

（d）给一定道间隔增量判断是否在偏移距范围内，如果是，则重复进行步骤（c），如果不是则进行下一步骤（e）；

（e）计算不同偏移距时空变振幅衰减曲线，得到处理后的道集振幅；

（f）将步骤（e）得到的道集振幅与补偿目标道的振幅进行计算，利用均方根速度公式，求取偏移距对应入射角及相应的振幅值；

（g）将步骤（f）得到的结果进行计算并比较结果：如果剔除道的百分比小于设定值，则保留误差小的振幅数据，并利用最小二乘拟合求系数R、W、V；如果剔除道的百分比不小于设定值，则利用最小二乘拟合求系数R、W、V；

（h）根据步骤（g）得到的拟合求系数R、W、V，重新确定偏移距与振幅的关系，补偿修正目标道。

一般情况下，相邻地震数据道的振幅或能量是基本相同或相近的，针对叠前CRP道集，计算自适应的时空变剩余振幅补偿曲线，并利用时空变剩余振幅补偿曲线对叠前CRP道集进行时空变的剩余振幅补偿，但是补偿过程未引入随振幅变化的相对关系，而本发明采用AVO技术，是一项利用振幅随炮检距变化特征分析和识别岩性及油气藏的地震勘探技术，包含反射系数描述质点位移的方程，最经典的是Zoeppritz方程，完整的Zoeppritz方程形式非常复杂，物理意义不明确，很难直接分析介质参数对振幅系数的影响，为了进一步反映不同弹性参数与反射系数之间的内在关系，分别从不同的角度对Zoeppritz方程进行了详细的讨论和简化，提出了不同假设条件下的纵、横波反射振幅的近似表达式。本发明首先根据相邻地震数据道的振幅是基本相同或相近的原则，每隔一定道增量计算自适应的时空变剩余振幅补偿曲线，将相邻曲线间插值得到重塑的道集振幅信号；由于道间插值未引入随振幅变化的相对关系，需要再根据Shuey方程，对重塑的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，AVO反演奠定良好的基础。

所述步骤（b）在滑动时窗计算每个时窗内的振幅值是指：假设道集内有N道地震信号，计算以第i道为中心，左右相邻j道共计（2j+1）道，在时窗tu-td内的振幅值；具体过程如下：

（b1）统计时窗内（2j+1）道信号的波峰和波谷总数和对应的振幅极值，即波谷区绝对值；

（b2）对振幅极值进行排序；

（b3）利用线性拟合法或中值计算法计算代表该时窗的振幅值。

本发明步骤中振幅极值排序，如图2中时窗内即阴影部分共有n_p个极值振幅值，对这些值进行从小到大进行排序，一般呈图3中曲线c分布；一般较小的极值和较大的极值更具有随机性或偶然性，因此在计算时窗内振幅值时，将它们排除在外；

线性拟合法中如图3所示：已知点（n1、A1)、(n2、A2),那么n_p点对应的振幅值Ap可以求解：

    斜率： dip = （A2-A1)/（n2-n1)

           Ap = dip*（np-n1) + A1

Ap就代表了该时窗的极值振幅值；

中值计算法：如图4所示，排除较小的极值和较大的极值，取n1-n2段对应的极值振幅，求算术平均值，就得到代表该时窗的平均振幅值Ap。

所述步骤（c）计算CRP道集内（2j+1）道信号的时变振幅衰减曲线包括以下步骤：

（c1）给定计算时变振幅衰减曲线的起始时间、结束时间及时窗长度，采用滑动时窗法计算每个时窗的极值振幅值或平均振幅值；

（c2）根据每个时窗的极值振幅值或平均振幅值进行插值、平滑处理，计算出每个时间采样点的极值振幅值或平均振幅值，从而得到时变振幅衰减曲线。

相邻地震数据道的振幅是基本相同或相近的，但从浅层到深层振幅是有差异性的，因此采用时窗处理方式可保证在一定时间范围内时窗统计的振幅是基本相近的，同时滑动时窗能够兼顾时间方向的振幅变化，得到的时变振幅衰减曲线更符合真实的纵向振幅相对变化特征。

（e）计算不同偏移距时空变振幅衰减曲线，得到处理后的道集振幅是这样的：在偏移距方向，每隔一定道增量计算一条时变振幅衰减曲线，相邻曲线间通过插值就可以得到每道的时变振幅衰减曲线。计算不同偏移距时空变振幅衰减曲线，利用多道统计特征，能够基本保持多道间的相对变化，从而保证空间随偏移距的相对振幅变化关系。

所述步骤（g）中最小二乘拟合求系数的步骤如下：

（g1）根据以下公式描述的振幅随偏移距变化满足抛物线的规律                                                、已知的反射系数项y和x，用最小二乘逐点进行AVO抛物线拟合，

（g2）加入剔除拟合方法，求得抛物线的系数R、W、V值，

（g3）根据求得的抛物线系数以及已知的x值再代步骤（g1）中重新求得新的地震信号y值，并根据用户需求将近道、远端能量弱的道进行补偿或者进行近道多次波的剔除。

叠前地震数据有效信号满足抛物线的特征规律，剔除拟合法不受动校正速度误差的影响；因此将道集振幅描述成抛物线的标准形式，同时引入剔除拟合法，可以优先剔除地震数据中的噪声等干扰信号，得到真振幅变化基线。

所述步骤（g2）中的剔除拟合方法包括以下步骤：

（g21）优先剔除小炮检距处的大误差点子，若炮检距x处的误差ex，则加权误差为：E_x = W_xex；

权系数W _x 为W _x =1+Aexp[-B(x/x _max )]

其中：A及B为两个正的常数；

（g22）利用中值或均值计算各道误差：先求取所有道的均值，然后计算各道的振幅与均值之差e_x，并把差值当作误差e_x，重新带入步骤（g21）计算，得到加权后的误差E _x。这样做等于在水平叠加基础上剔除强干扰值或强多次波，可以避免在逐步拟合基础上再剔除而导致的异常振幅，同时采用围绕均值的剔除方法，一次性剔除，可以提高效率。

所述步骤（g）中，剔除道的百分比设定值为20%。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1本发明基于AVO特征的剩余振幅补偿方法，根据相邻地震数据道的振幅是基本相同或相近的原则，每隔一定道增量计算自适应的时空变剩余振幅补偿曲线，将相邻曲线间插值得到重塑的道集振幅信号；由于道间插值未引入随振幅变化的相对关系，需要再根据Shuey方程，对重塑的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，AVO反演奠定良好的基础；

2本发明基于AVO特征的剩余振幅补偿方法，是假设叠前地震数据有效信号在各个地震道上满足简化的佐普里兹三项式方程，不满足该方程的地震信号被认为是噪声而被衰减，简化的佐普里兹三项式方程严格遵循了振幅随炮检距变化的关系，因此补偿后的数据保持了各地震道的相对振幅关系，具有较高的保真度，可为叠前AVO属性的提取、AVO反演提供良好的条件；

3本发明基于AVO特征的剩余振幅补偿方法，尽可能地保持了振幅随炮检距变化的关系，能够为叠前AVO属性，AVO反演提供良好的数据基础。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图；

图2为CRP道集记录-时窗定义图；

图3为线性拟合法求时窗振幅值的曲线图；

图4为中值计算法求时窗振幅值的曲线图；。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1至图4所示，本发明基于AVO特征的剩余振幅补偿方法，包括以下步骤：

（a）叠前CRP道集，计算参数；

（b1）统计时窗内（2j+1）道信号的波峰和波谷总数和对应的振幅极值，即波谷区绝对值；

（b2）对振幅极值进行排序；

（b3）利用线性拟合法或中值计算法计算代表该时窗的振幅值。

本发明步骤中振幅极值排序，如图2中时窗内即阴影部分共有n_p个极值振幅值，对这些值进行从小到大进行排序，一般呈图3中曲线c分布；一般较小的极值和较大的极值更具有随机性或偶然性，因此在计算时窗内振幅值时，将它们排除在外；

线性拟合法中如图3所示：已知点（n1、A1)、(n2、A2),那么n_p点对应的振幅值Ap可以求解：

    斜率： dip = （A2-A1)/（n2-n1)

           Ap = dip*（np-n1) + A1

Ap就代表了该时窗的极值振幅值；

中值计算法：如图4所示，排除较小的极值和较大的极值，取n1-n2段对应的极值振幅，求算术平均值，就得到代表该时窗的平均振幅值Ap；

（c1）给定计算时变振幅衰减曲线的起始时间、结束时间及时窗长度，采用滑动时窗法计算每个时窗的极值振幅值或平均振幅值；

（c2）根据每个时窗的极值振幅值或平均振幅值进行插值、平滑处理，计算出每个时间采样点的极值振幅值或平均振幅值，从而得到时变振幅衰减曲线；

（d）给一定道间隔增量判断是否在偏移距范围内，如果是，则重复进行步骤（c），如果不是则进行下一步骤（e）；

（e）计算不同偏移距时空变振幅衰减曲线，得到处理后的道集振幅，在偏移距方向，每隔一定道增量计算一条时变振幅衰减曲线，相邻曲线间通过插值就可以得到每道的时变振幅衰减曲线；

（f）将步骤（e）得到的道集振幅与补偿目标道的振幅进行计算，利用均方根速度公式，求取偏移距对应入射角及相应的振幅值；

（g）将步骤（f）得到的结果进行计算并比较结果：如果剔除道的百分比小于设定值，则保留误差小的振幅数据，并利用最小二乘拟合求系数R、W、V；如果剔除道的百分比不小于设定值，则利用最小二乘拟合求系数R、W、V；设定值设置为20%，也可以设置为50%；范围为10%-80%；这是由于如果剔除道百分比过小就不起作用，与简单的多项式拟合一样。而剔除百分比过大，剩下的道数太少，拟合的振幅值也会不准。（g1）根据以下公式描述的振幅随偏移距变化满足抛物线的规律、已知的反射系数项y和x，用最小二乘逐点进行AVO抛物线拟合，

（g21）优先剔除小炮检距处的大误差点子，若炮检距x处的误差ex，则加权误差为：E_x = W_xex；

权系数W _x 为W _x =1+Aexp[-B(x/x _max )]

其中：A及B为两个正的常数；

（g22）利用中值或均值计算各道误差：先求取所有道的均值，然后计算各道的振幅与均值之差e_x，并把差值当作误差e_x，重新带入步骤（g21）计算，得到加权后的误差E _x；

（g3）根据求得的抛物线系数以及已知的x值再代步骤（g1）中重新求得新的地震信号y值，并根据用户需求将近道、远端能量弱的道进行补偿或者进行近道多次波的剔除；

（h）根据步骤（g）得到的拟合求系数R、W、V，重新确定偏移距与振幅的关系，补偿修正目标道。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (7)

1.基于AVO特征的剩余振幅补偿方法，其特征在于包括以下步骤：

（a）叠前CRP道集，计算参数；

（b）在滑动时窗计算每个时窗内的振幅值；

（c）计算CRP道集内（2j+1）道信号的时变振幅衰减曲线；

（d）给一定道间隔增量判断是否在偏移距范围内，如果是，则重复进行步骤（c），如果不是则进行下一步骤（e）；

（e）计算不同偏移距时空变振幅衰减曲线，得到处理后的道集振幅；

（f）将步骤（e）得到的道集振幅与补偿目标道的振幅进行计算，利用均方根速度公式，求取偏移距对应入射角及相应的振幅值；

（g）将步骤（f）得到的结果进行计算并比较结果：如果剔除道的百分比小于设定值，则保留误差小的振幅数据，并利用最小二乘拟合求系数R、W、V；如果剔除道的百分比不小于设定值，则利用最小二乘拟合求系数R、W、V；

（h）根据步骤（g）得到的拟合求系数R、W、V，重新确定偏移距与振幅的关系，补偿修正目标道。

2.根据权利要求1所述的基于AVO特征的剩余振幅补偿方法，其特征在于，所述步骤（b）在滑动时窗计算每个时窗内的振幅值是指：假设道集内有N道地震信号，计算以第i道为中心，左右相邻j道共计（2j+1）道，在时窗tu-td内的振幅值；具体过程如下：

（b1）统计时窗内（2j+1）道信号的波峰和波谷总数和对应的振幅极值，即波谷取绝对值；

（b2）对振幅极值进行排序；

（b3）利用线性拟合法或中值计算法计算代表该时窗的振幅值。

3.根据权利要求1所述的基于AVO特征的剩余振幅补偿方法，其特征在于，所述步骤（c）计算CRP道集内（2j+1）道信号的时变振幅衰减曲线包括以下步骤：

（c1）给定计算时变振幅衰减曲线的起始时间、结束时间及时窗长度，采用滑动时窗法计算每个时窗的极值振幅值或平均振幅值；

（c2）根据每个时窗的极值振幅值或平均振幅值进行插值、平滑处理，计算出每个时间采样点的极值振幅值或平均振幅值，从而得到时变振幅衰减曲线。

4.根据权利要求1所述的基于AVO特征的剩余振幅补偿方法，其特征在于，（e）计算不同偏移距时空变振幅衰减曲线，得到处理后的道集振幅步骤在于：在偏移距方向，每隔一定道增量计算一条时变振幅衰减曲线，相邻曲线间通过插值就可以得到每道的时变振幅衰减曲线。

5.根据权利要求1所述的基于AVO特征的剩余振幅补偿方法，其特征在于，所述步骤（g）中最小二乘拟合求系数的步骤如下：

（g1）根据以下公式描述的振幅随偏移距变化满足抛物线的规律                                               、已知的反射系数项y和x，用最小二乘逐点进行AVO抛物线拟合，

（g2）加入剔除拟合方法，求得抛物线的系数R、W、V值，

（g3）根据求得的抛物线系数以及已知的x值再代步骤（g1）中重新求得新的地震信号y值，并根据用户需求将近道、远端能量弱的道进行补偿或者进行近道多次波的剔除。

6.根据权利要求5所述的基于AVO特征的剩余振幅补偿方法，其特征在于，所述步骤（g2）中的剔除拟合方法包括以下步骤：

（g21）优先剔除小炮检距处的大误差点子，若炮检距x处的误差ex，则加权误差为：E_x = W_xex；

权系数W _x 为W _x =1+Aexp[-B(x/x _max )]

其中：A及B为两个正的常数；

（g22）利用中值或均值计算各道误差：先求取所有道的均值，然后计算各道的振幅与均值之差e_x，并把差值当作误差e_x，重新带入步骤（g21）计算，得到加权后的误差E _x。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的基于AVO特征的剩余振幅补偿方法，其特征在于：所述步骤（g）中，剔除道的百分比设定值为20%。