CN104237946B - 基于井控的单层反射纵波和反射转换横波的振幅匹配方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于井控的单层反射纵波和反射转换横波的振幅匹配方法。所述振幅匹配方法利用钻井资料制作PP波、PS波合成地震记录，选取标准层，并读取标准层在合成地震记录和井位置处的实际地震记录振幅值，利用标准层反射PP波、反射PS波振幅匹配公式计算出匹配因子k，并将该匹配因子应用于PS波，实现PP波和PS波的振幅匹配。根据本发明，避免了能量相等的假设、时窗和单井因素对匹配精度的影响，能正确恢复PP波、PS波振幅的相对强弱关系。

Description

基于井控的单层反射纵波和反射转换横波的振幅匹配方法

技术领域

本发明涉及石油地质勘探技术领域，更具体地讲，涉及一种多波多分量地震勘探方法。

背景技术

现最常用的多波地震是利用纵波震源激发(例如炸药震源激发纵波)，三分量检波器接收反射纵波(PP波)和反射转换横波(PS波)信息，相对于常规的纵波勘探而言，多波地震勘探可以提供的地下信息更为丰富，联合纵波和横波特性有助于更准确地确定地下储层和流体特性，减小多解性。即，PP波、PS波地震资料联合解释技术作为探测石油、天然气资源的一项新技术，可通过布置在地面的检波器接收到的反射PP波信号和反射PS波信号联合描述地下地层中石油、天然气储集体。由于纵波与转换横波传播方式，以及资料处理因素的不同造成PP波和PS波叠后地震剖面不能保持两者的振幅强弱关系。而地震振幅信息包含地震波动力学特征，是地震波最重要属性之一。地层孔隙发育程度、烃类饱和度和储层厚度都会引起不同的PP波、PS波地震振幅响应特征，解释人员通常利用PP波、PS波叠后地震剖面储层段振幅信息建立气层反射PP波和反射PS波振幅强弱特征，因此反射PP波、反射PS波振幅信息直接影响了气层预测精度。

目前对多波资料的振幅关系校正尚处于摸索阶段。现有技术中名称为《纵横波叠后联合反演油气预测》(作者毛树林，成都理工大学，2010年，第19页)的学位论文中披露了一种反射PP波与反射PS波振幅关系的校正方法，

其主要思路为：利用已知井数据建立地层模型，根据PP波和PS波实际地震资料主频及子波特征，采用数值模拟方法，计算PP波和PS波在全数据时窗范围内的平均总能量比值，该比值即为反射PP波、反射PS波振幅匹配因子，最后将PS波地震数据乘以匹配因子，完成多波振幅匹配。

其采取以下步骤：

步骤一：利用已知井建立地层模型。

步骤二：根据PP波实际地震资料主频及子波特征，采用数值模拟方法，计算PP波在全数据时窗范围内的平均总能量R_pp，其中

$R_{PP}(t,h)=\frac{{\∫}_0^{T_{\max }}\left|S_{\mathrm{mod}elPP}(t^{,},h){\mathrm{dt}}^{,}\right|}{{\∫}_0^{T_{\max }}\left|S_{dataPP}(t^{,},h){\mathrm{dt}}^{,}\right|}{S}_{dataPP}(t,h).$

步骤三：根据PS波实际地震资料主频及子波特征，采用数值模拟方法，计算PS波在全数据时窗范围内的平均总能量R_ps，其中

$R_{PS}(t,h)=\frac{{\∫}_0^{T_{\max }}\left|S_{\mathrm{mod}elPS}(t^{,},h){\mathrm{dt}}^{,}\right|}{{\∫}_0^{T_{\max }}\left|S_{dataPS}(t^{,},h){\mathrm{dt}}^{,}\right|}{S}_{dataPS}(t,h).$

步骤四：求取PS波振幅校正系数k；k＝R_pp/R_ps。

步骤五：将PS波实际地震数据整体乘以步骤四求得到振幅校正系数k，完成PP波、PS波振幅匹配。

上述方法存在3种不足。第一：振幅关系校正后使PP波和PS波平均总能量一致。然而，在零入射角时不会产生PS波，并且PS波在近偏移距能量很弱，因此，一般PP波和PS波平均总能量不相等；第二：该方法使用全数据相同长度的时窗。而横波速度要低于纵波速度，来自同一地层的反射PS波用时要大于反射PP波用时，如果振幅匹配选用相同的时窗，那么在该时窗内PP波、PS波实际地震数据反映了来自不同地层的反射信息，影响多波振幅关系的校正精度；第三：该方法只考虑了单井，实际资料通常需要兼顾多口井，用1口井比例关系校正全区振幅，误差很大。

因此，亟需开发一种反射PP波与反射PS波振幅关系的校正方法。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于通过理论和实际资料分析提出一种改进地基于井控的PP波、PS波振幅匹配方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于井控的单层反射纵波和反射转换横波的振幅匹配方法。所述方法包括以下步骤：对工区原始采集的地震数据进行预处理，得到反射纵波地震数据和反射转换横波地震数据；对反射纵波目的层时窗内的反射纵波地震数据进行频谱分析，得到反射纵波目的层时窗内反射纵波地震数据的振幅谱，并获取第一主频；利用第一主频创建反射纵波理论地震子波；根据所述工区内测井数据中n口井的纵波速度和密度计算得到n口井的反射纵波反射系数，并将n口井的反射纵波反射系数分别与所述反射纵波理论地震子波进行褶积得到n口井的反射纵波合成地震记录，其中，n≥1且为正整数；对所述反射转换横波目的层时窗内的反射转换横波地震数据进行频谱分析，得到反射转换横波目的层时窗内反射转换横波地震数据的振幅谱，并获取第二主频；利用第二主频创建反射转换横波理论地震子波；根据所述工区内测井数据中n口井的纵波速度、横波速度和密度计算得到n口井的反射转换横波反射系数，并将n口井的反射转换横波反射系数分别与所述反射转换波理论地震子波进行褶积得到n口井的反射转换横波合成地震记录，其中，n≥1且为正整数；选取标准层；读取所述n口井的反射纵波合成地震记录上标准层同相轴的振幅App_well(1)、App_well(2)、…、App_well(n)；读取所述n口井的反射转换横波合成地震记录上标准层同相轴的振幅Aps_well(1)、Aps_well(2)、…、Aps_well(n)；在所述反射纵波地震数据上读取n口井井位处标准层同相轴的振幅App_seis(1)、App_seis(2)、…、App_seis(n)；在所述反射转换横波地震数据上读取n口井井位处标准层同相轴的振幅Aps_seis(1)、Aps_seis(2)、…、Aps_seis(n)；根据下面的等式1，使用共轭梯度法求取反射纵波和反射转换横波的振幅匹配因子k，将所述反射转换横波地震数据乘以所述振幅匹配因子k，完成反射纵波和反射转换横波振幅的匹配，其中，等式1：

$\min J\left(k\right)=\underset{i}{\overset{n}{\Σ}}\left|\frac{{\mathrm{App}}_{well}\left(i\right)}{{\mathrm{Aps}}_{well}\left(i\right)}-\frac{{\mathrm{App}}_{seis}\left(i\right)}{k*{\mathrm{Aps}}_{seis}\left(i\right)}\right|+e_0\underset{i}{\overset{n}{\Σ}}c\mathrm{sgn}\[(\frac{{\mathrm{App}}_{well}\left(i\right)}{{\mathrm{Aps}}_{well}\left(i\right)}-1)*(\frac{{\mathrm{App}}_{seis}\left(i\right)}{k*{\mathrm{Aps}}_{seis}\left(i\right)}-1)\]$

在等式1中，J(k)代表总误差；i为井号；App_well(i)代表在第i口井反射纵波合成地震记录上标准层振幅值；Aps_well(i)代表在第i口井反射转换横波合成地震记录上标准层振幅值；App_seis(i)代表在第i口井井位处反射纵波地震数据标准层振幅值；Aps_seis(i)代表在第i口井井位处反射转换横波地震数据标准层振幅值；csgn(x)＝1-sgn(x)，sgn(x)为符号函数，*为乘号。

据本发明基于井控的单层反射纵波和反射转换横波的振幅匹配方法的一个实施例，所述方法利用零相位子波、最小相位子波和混合相位子波参数中的一个以及所述第一主频和预定的第一子波长度制作所述反射纵波理论地震子波。

据本发明基于井控的单层反射纵波和反射转换横波的振幅匹配方法的一个实施例，所述预定的第一子波长度不大于所述反射纵波目的层时窗长度的1/3。

据本发明基于井控的单层反射纵波和反射转换横波的振幅匹配方法的一个实施例，所述反射纵波理论地震子波可以为雷克子波、井子波、带通子波、统计子波或者克劳德子波。

据本发明基于井控的单层反射纵波和反射转换横波的振幅匹配方法的一个实施例，所述方法利用零相位子波、最小相位子波和混合相位子波参数中的一个以及所述第二主频和预定的第二子波长度制作所述反射转换横波理论地震子波。

据本发明基于井控的单层反射纵波和反射转换横波的振幅匹配方法的一个实施例，所述预定的第二子波长度不大于所述反射转换横波目的层时窗长度的1/3。

据本发明基于井控的单层反射纵波和反射转换横波的振幅匹配方法的一个实施例，所述反射转换横波理论地震子波可以为雷克子波、井子波、带通子波、统计子波或者克劳德子波。

据本发明基于井控的单层反射纵波和反射转换横波的振幅匹配方法的一个实施例，根据石油天然气行业标准SY/T 5481-2009选取所述标准层。

根据本发明基于井控的单层反射纵波和反射转换横波的振幅匹配方法的一个实施例，所述n为所述工区的总井位个数。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：利用标准层反射PP波、反射PS波合成地震记录振幅比例关系校正实际地震记录振幅关系，避免了能量相等的假设、时窗和单井因素对匹配精度的影响，能正确恢复PP波、PS波振幅的相对强弱关系。

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1是本发明示例性实施例的基于井控的单层反射纵波和反射转换横波的振幅匹配方法的流程图；

图2a是研究区反射纵波目的层时窗内反射纵波地震数据的振幅谱；

图2b是研究区反射转换横波目的层时窗内反射转换横波地震数据的振幅谱；

图3a是第1口井PP波合成地震记录；

图3b是过第1口井的实际PP波地震剖面；

图3c是第2口井PP波合成地震记录；

图3d为过第2口井的实际PP波地震剖面；

图3e是第3口井PP合成地震记录；

图3f为过第3口井的实际PP波地震剖面；

图4a是第1口井PS合成地震记录；

图4b为过第1口井的实际PS波地震剖面；

图4c是第2口井PS合成地震记录；

图4d为过第2口井的实际PS波地震剖面；

图4e是第3口井PS合成地震记录；

图4f为过第3口井的实际PS波地震剖面；

图5a是振幅匹配前的PP波地震记录；

图5b是振幅匹配前的PS波地震记录；

图6a是振幅匹配后的PP波地震记录；

图6b是振幅匹配后的PS波地震记录。

具体实施方式

在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述根据本发明的基于井控的单层反射纵波和反射转换横波的振幅匹配方法。

首先，简单解释本申请所涉及的技术名词：

目的层：为完成某项勘探任务所选定的探明层位。

地震标准层：凡是波形特征明显、稳定，并在区域内大多数地段可连续追踪的与勘探目的层相联系的地震界面称为地震标准层。

地震数据(或称为地震记录、地震资料、地震剖面)是指通过地面激发地面接收的观测方式，接收来自地下地层的反射信息，经过电子计算机处理就得出一张张地震剖面图，随后通过地质解释，来推断地下岩层的性质和含油气情况。

测井资料(或称测井数据)是指利用电、磁、声、热、核等物理原理制造的各种测井仪器，由测井电缆下入井内，使地面电测仪沿着井筒连续记录随深度变化的各种参数。

过井地震剖面：根据钻井实际大地坐标位置投影到地震测网上对应的地震剖面。

三维地震勘探分为inline、xline和time三个方向，地震剖面实际为inline或xline方向与time方向的切片。地震剖面上横轴数字是在地震资料处理中定义三维观测系统而进行的编号，即道号，在本发明中，图3b、3d、3f、4b、4d、4f、5a、5b、6a和6b中，横坐标上的数字表示道号。

时窗：由于地震资料通常以时间作为纵向的标尺展示(地震波接收地下岩层反射信号以时间标度，乘以速度，可以转换为地下的深度)，对目的层的纵向范围可以用“时窗”来表述。

本发明的技术思路为：利用反射纵波(即反射PP波，简称为PP波)和反射转换横波(即反射PS波，简称为PS波)合成地震记录与实际地震记录两者的标准层之间的振幅关系建立误差函数，误差极小时得到反射PP波、PS波振幅匹配因子，将振幅匹配因子作用于PS波实际地震数据，实现PP波、PS波振幅匹配。

如图1所示，根据本发明示例性实施例的基于井控的单层反射纵波和反射转换横波的振幅匹配方法，包括以下步骤：

在步骤S1中，对工区原始采集的地面地震数据进行预处理，得到叠加或偏移后的PP波地震数据和PS波地震数据(此时的地震数据为实际地震数据)。其中，所述预处理是采用本领域的常规方法，例如将原始采集的炮域地震数据经过静校正、去噪、振幅补偿、动校正、叠加以及偏移等处理，最终形成叠后或偏移地震数据，在此不再赘述。

在步骤S2中，以本领域公知的方法对同一工区的钻井进行测井数据的采集处理，获得所需的测井数据(测井资料)，即纵波速度、横波速度、密度等测井数据。

在步骤S101中，对PP波地震数据在PP波目的层时窗内的全部数据进行频谱分析，得到PP波目的层时窗内PP波地震数据的振幅谱，并获取第一主频(即PP波实际地震记录主频，或称为PP波地震主频)。

其中，根据地质目标埋藏深度对应的地震反射时间段称为目的层时窗，具体选择依据是利用测井数据中所含的地层深度和速度信息，通过时间和深度的转换，即可在地震时间剖面上确定目的层的时间范围。其中，反射转换横波目的层时窗为地质目标埋藏深度对应的PS波地震反射时间段；所述反射纵波目的层时窗为地质目标埋藏深度对应的PP波地震反射时间段。

在步骤S102中，利用步骤S101得到的第一主频创建PP波理论地震子波。

本步骤可以利用获得的第一主频，零相位子波、最小相位子波或混合相位子波参数以及预定的第一子波长度(例如，步骤S 101中PP波目的时窗长度的1/3)制作PP波理论地震子波。所述PP波理论地震子波可以为雷克子波、井子波、带通子波、统计子波或者克劳德子波等。

这里，通常认为预处理后的地震数据是零相位剖面，因此通常子波相位也选零相位；通常时窗长度应至少是子波长度的三倍以上，即子波长度小于或等于时窗长度的1/3。

在步骤S103中，基于从业人员公知的褶积模型的方法，用步骤S102所得的PP波理论地震子波与该工区n口井的纵波速度和密度资料制作PP波合成地震记录。即，根据该工区测井数据中n口井的纵波速度和密度计算得到n口井的PP波反射系数，并将n口井的PP波反射系数分别与PP波理论地震子波进行褶积得到(n口井的)PP波合成地震记录，n≥1且为正整数。PP波合成地震记录制作是现有较成熟的技术，例如，采用陈广军于2002年7月在《西安石油学院学报(自然科学版)》上发表的名称为“合成地震记录制作与标定中的争论及注意的问题”的期刊论文中所公开的方法来完成本步骤反射纵波合成地震记录的制作，具体不再赘述。优选地，n为该工区的总井位个数，兼顾多口井比例关系校正全区振幅，误差小。

在步骤S 111中，对PS波地震数据在PS波目的层时窗内的全部数据进行频谱分析，得到PS波目的层时窗内PS波地震数据的振幅谱，并获取第二主频(即PS波实际地震记录主频，或称为PS波地震主频)。

在步骤S112中，利用步骤S111获得的第二主频创建PS波理论地震子波。

本步骤可以利用第二主频，零相位子波、最小相位子波或混合相位子波参数，以及预定的第二子波长度(例如，步骤S101中PS波目的时窗长度的1/3)时窗长度制作所述PS波理论地震子波。PS波理论地震子波可以为雷克子波、井子波、带通子波，统计子波或者克劳德子波。

在步骤S113中，根据该工区内测井数据中n口井的纵波速度、横波速度和密度计算得到n口井的反射转换横波反射系数，并将n口井的反射转换横波反射系数分别与步骤S112得到的反射转换波理论地震子波进行褶积得到n口井的PS波合成地震记录，其中，n≥1且为正整数。优选地，n为该工区的总井位个数，兼顾多口井比例关系校正全区振幅，误差小。本步骤反射转换横波合成地震记录的制作可以采用马劲风等于2004年在《石油地球物理勘探》上发表的名称为“转换波人工合成地震记录制作及纵横波层位对比”的期刊论文中所公开的方法，具体不再赘述。

在步骤S3中，按照地震资料解释工业标准选取标准层。

在步骤S301中，在所述PP波地震数据上读取n口井井位处标准层同相轴振幅App_seis(1)、App_seis(2)、…、App_seis(n)。

在步骤S302中，读取n口井的PP波合成地震记录上标准层同相轴的振幅App_well(1)、App_well(2)、…、App_well(n)。

在步骤S303中，读取n口井的PS波合成地震记录上标准层同相轴的振幅Aps_well(1)、Aps_well(2)、…、Aps_well(n)。

在步骤S304中，在PS波地震数据上分别读取n口井井位处标准层同相轴振幅Aps_seis(1)、Aps_seis(2)、…、Aps_seis(n)。

在步骤S4中，根据下面的等式1，使用共轭梯度法求取PP波和PS波的振幅匹配因子k。

等式1：

$\min J\left(k\right)=\underset{i}{\overset{n}{\Σ}}\left|\frac{{\mathrm{App}}_{well}\left(i\right)}{{\mathrm{Aps}}_{well}\left(i\right)}-\frac{{\mathrm{App}}_{seis}\left(i\right)}{k*{\mathrm{Aps}}_{seis}\left(i\right)}\right|+e_0\underset{i}{\overset{n}{\Σ}}c\mathrm{sgn}\[(\frac{{\mathrm{App}}_{well}\left(i\right)}{{\mathrm{Aps}}_{well}\left(i\right)}-1)*(\frac{{\mathrm{App}}_{seis}\left(i\right)}{k*{\mathrm{Aps}}_{seis}\left(i\right)}-1)\]$

在等式1中，J(k)代表总误差。

i为井号。

App_well(i)代表在第i口井PP波合成地震记录上标准层振幅值。

Aps_well(i)代表在第i口井PS波合成地震记录上标准层振幅值。

App_seis(i)代表在第i口井井位处PP波地震数据标准层振幅值。

Aps_seis(i)代表在第i口井井位处PS波地震数据标准层振幅值。

$e_0=\underset{i}{\overset{n}{\Σ}}\left|\frac{{\mathrm{App}}_{well}\left(i\right)}{{\mathrm{Aps}}_{well}\left(i\right)}-\frac{{\mathrm{App}}_{seis}\left(i\right)}{{\mathrm{Aps}}_{seis}\left(i\right)}\right|.$

csgn(x)＝1-sgn(x)，sgn(x)为符号函数，*为乘号。

在步骤S5中，将PS波地震数据乘以步骤S4所得的振幅匹配因子k，完成PP波和PS波振幅的匹配。

根据本发明，利用标准层反射PP波、反射PS波合成地震记录振幅比例关系校正实际地震记录振幅关系，避免了能量相等的假设、时窗和单井因素对匹配精度的影响，能正确恢复PP波、PS波振幅的相对强弱关系。单层主要体现在仅选取了1个标准层进行的振幅校正工作。在本发明中，利用纵波和转换横波同一个标准层的振幅关系来求取振幅匹配因子，没有涉及到时窗范围内的平均能量，论述中所提的时窗仅在对地震数据进行频谱分析来获取主频信息才涉及到，这与现有技术存在差异。

为进一步验证本申请的实际应用效果，申请人在四川盆地某地区三维三分量工区运用本发明示例性实施例的基于井控的单层反射纵波和反射转换横波的振幅匹配方法对PP波、PS波实际地震数据振幅关系进行校正，其中，该工区有3口井，即n＝3。

首先利用该研究区(工区)所有钻井资料纵波速度、横波速度和密度信息制作PP波、PS波合成地震记录；选取标准层，并读取标准层在合成地震记录和井位置处的实际地震记录振幅值，利用振幅匹配公式(等式1)计算出匹配因子k，并将该匹配因子应用于PS波，实现PP波和PS波的振幅匹配。具体步骤如下：

(1)以本领域公知的方法对该工区进行野外勘探采集，以得到原始采集的地震数据，然后，经过地震资料预处理，得到PP波和PS波地震偏移数据体(即实际地震数据)。

另外，该工区3口井的过井地震剖面如图3b、3d和3f以及图4b、4d和4f所示。其中，图3b是过第1口井的实际PP波地震剖面；图3d为过第2口井的实际PP波地震剖面；图3f为过第3口井的实际PP纵波地震剖面；图4b为过第1口井的实际PS波地震剖面；图4d为过第2口井的实际PS波地震剖面；图4f为过第3口井的实际PS波地震剖面。

(2)根据PP波实际地震数据，选取目的层时窗范围内的PP波地震数据进行全数据的频谱分析，制作整个数据体振幅谱，得到PP波实际地震记录主频。图2a示出了研究区PP波实际地震数据在PP波目的层段内的振幅谱，由图2a可以看出，PP波地震记录主频为45Hz。

(3)利用步骤(2)中获得的PP波地震记录主频参数(即45HZ)、零相位子波以及100ms的时间长度制作理论PP波理论雷克子波。

(4)根据该工区测井数据中3口井的纵波速度和密度计算得到3口井各自对应的PP波反射系数，并基于从业人员公知的褶积模型的方法，将3口井的PP波反射系数分别与步骤(3)得到的PP波理论雷克子波进行褶积得到3口井的PP波合成地震记录，其中，图3a示出了第1口井PP波合成地震记录；图3c示出了第2口井PP波合成地震记录；图3e示出了第3口井PP合成地震记录。需要说明的是，在图3a、3c和3e中以及图4a、4c和4e中，是将合成地震记录重复8道显示，例如，褶积得到的第1口井PP波合成地震记录是1道，图3a是将褶积得到的第1口井PP波合成地震记录重复显示8道而成。

(5)对PS波地震数据目的层时窗内全部PS波地震数据进行频谱分析，制作整个数据体振幅谱，并从振幅谱上获取PS波地震主频。图2b是研究区PS波目的层时窗内反射转换横波地震数据的振幅谱，由图2b可以看出，PS波地震记录主频为25Hz。

(6)类似于步骤(3)，利用步骤(5)获取的PS波地震主频创建PS波理论地震子波。具体地，采用主频25Hz、零相位子波以及100ms的子波时间长度制作得到的理论PS波雷克子波。

(7)根据该工区内测井数据中3口井的纵波速度、横波速度和密度计算得到3口井各自的PS波反射系数，并基于从业人员公知的褶积模型的方法，将3口井的PS波反射系数分别与步骤(6)得到的PS波理论雷克子波进行褶积得到3口井的PS波合成地震记录。图4a是第1口井PS合成地震记录；图4c是第2口井PS合成地震记录；图4e是第3口井PS合成地震记录。

(8)按照石油天然气行业标准SY/T 5481-2009选取标准层，在本示例中，该工区选取三叠系上统须家河组三段底界(T₃x³)为标准层，即图3a至3f以及4a至4f中T₃x³所在黑色横线为标准层。

(9)根据步骤(4)和步骤(7)中得到的3口井的PP波和PS波合成地震记录，获取标准层同相轴振幅。其中，从地震合成记录上根据标准层所对应的时间刻度(深度)，获得相应的振幅。从图3a所示的第1口井PP波合成地震记录得到的标准层振幅值Appwell(1)为0.07；从图3c所示第2口井PP波合成地震记录得到的标准层振幅值Appwell(2)为0.04；从图3e所示第3口井PP波合成地震记录得到的标准层振幅值Appwell(3)为0.04；从图4a所示的第1口井PS波合成地震记录得到的标准层振幅值Apswell(1)为0.08；从图4c所示的第2口井PS波合成地震记录得到的标准层振幅值Apswell(2)为0.06；从图4e所示的第3口井PS波合成地震记录得到的标准层振幅值Apswell(3)为0.03。

(10)在PP波和PS波实际地震数据上分别读取3口井井位处实际地震标准层同相轴振幅。从图3b所示过第1口井的实际PP波地震剖面上获得的标准层振幅值App_seis(1)为9102；从图3d所示过第2口井的实际纵波地震剖面上获得的标准层振幅值App_seis(2)为7485；从图3f所示过第3口井的实际纵波地震剖面获得的标准层振幅值App_seis(3)为7768；从图4b所示过第1口井的实际转换横波地震剖面获得的标准层振幅值Aps_seis(1)为0.0033；从图4d所示过第2口井的实际转换波地震剖面获得的标准层振幅值Aps_seis(2)为0.005；从图4f所示过第3口井的实际转换波地震剖面获得的标准层振幅值Aps_seis(3)为0.002。

(11)依据振幅匹配误差函数关系(即等式1)，使用通用的共轭梯度法求取PP波、PS波振幅匹配因子k为2902656。

(12)将实际PS波地震数据每个CCP道(共转换点道)乘以步骤(11)所得的匹配因子2902656，完成PP波、PS波振幅匹配工作。

图5a是振幅匹配前的PP波地震记录；图5b是振幅匹配前的PS波地震记录；图6a是振幅匹配后的PP波地震记录；图6b是振幅匹配后的PS波地震记录。可见进行振幅能量匹配后，恢复了PP波和PS波正常比例关系。

经实践证明，在四川盆地某地区三维三分量工区运用本发明对PP波、PS波实际地震数据振幅关系进行校正，恢复了正确的PP波和PS波振幅比例关系，为后续多波储层预测工作中利用振幅信息建立储层段PP波、PS波振幅强弱关系和定量属性预测奠定了正确的基础。

尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本发明的示例性实施例进行各种修改和改变。

Claims (9)

1.一种基于井控的单层反射纵波和反射转换横波的振幅匹配方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

对工区原始采集的地震数据进行预处理，得到反射纵波地震数据和反射转换横波地震数据；

对反射纵波目的层时窗内的反射纵波地震数据进行频谱分析，得到反射纵波目的层时窗内反射纵波地震数据的振幅谱，并获取第一主频；

利用第一主频创建反射纵波理论地震子波；

根据所述工区内测井数据中n口井的纵波速度和密度计算得到n口井的反射纵波反射系数，并将n口井的反射纵波反射系数分别与所述反射纵波理论地震子波进行褶积得到n口井的反射纵波合成地震记录，其中，n≥1且为正整数；

对所述反射转换横波目的层时窗内的反射转换横波地震数据进行频谱分析，得到反射转换横波目的层时窗内反射转换横波地震数据的振幅谱，并获取第二主频；

利用第二主频创建反射转换横波理论地震子波；

根据所述工区内测井数据中n口井的纵波速度、横波速度和密度计算得到n口井的反射转换横波反射系数，并将n口井的反射转换横波反射系数分别与所述反射转换波理论地震子波进行褶积得到n口井的反射转换横波合成地震记录，其中，n≥1且为正整数；

选取标准层；

读取所述n口井的反射纵波合成地震记录上标准层同相轴的振幅App_well(1)、App_well(2)、…、App_well(n)；

读取所述n口井的反射转换横波合成地震记录上标准层同相轴的振幅Aps_well(1)、Aps_well(2)、…、Aps_well(n)；

在所述反射纵波地震数据上读取n口井井位处标准层同相轴的振幅App_seis(1)、App_seis(2)、…、App_seis(n)；

在所述反射转换横波地震数据上读取n口井井位处标准层同相轴的振幅Aps_seis(1)、Aps_seis(2)、…、Aps_seis(n)；

根据下面的等式1，使用共轭梯度法求取反射纵波和反射转换横波的振幅匹配因子k，

等式1：

$\min J\left(k\right)=\underset{i}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}|\frac{{\mathrm{App}}_{\mathrm{well}}\left(i\right)}{A{\mathrm{ps}}_{\mathrm{well}}\left(i\right)}-\frac{A{\mathrm{pp}}_{\mathrm{seis}}\left(i\right)}{k*\mathrm{Ap}{s}_{\mathrm{seis}}\left(i\right)}|+e_0\underset{i}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{csgn}[(\frac{{\mathrm{App}}_{\mathrm{well}}\left(i\right)}{A{\mathrm{ps}}_{\mathrm{well}}\left(i\right)}-1)*(\frac{{\mathrm{App}}_{\mathrm{seis}}\left(i\right)}{k*\mathrm{Ap}{s}_{\mathrm{seis}}\left(i\right)}-1)]$

在等式1中，J(k)代表总误差；

i为井号；

App_well(i)代表在第i口井反射纵波合成地震记录上标准层振幅值；

Aps_well(i)代表在第i口井反射转换横波合成地震记录上标准层振幅值；

App_seis(i)代表在第i口井井位处反射纵波地震数据标准层振幅值；

Aps_seis(i)代表在第i口井井位处反射转换横波地震数据标准层振幅值；

$e_0=\underset{i}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}|\frac{{\mathrm{App}}_{\mathrm{well}}\left(i\right)}{A{\mathrm{ps}}_{\mathrm{well}}\left(i\right)}-\frac{A{\mathrm{pp}}_{\mathrm{seis}}\left(i\right)}{p{s}_{\mathrm{seis}}\left(i\right)}|;$

csgn(x)＝1-sgn(x)，sgn(x)为符号函数，*为乘号；

将所述反射转换横波地震数据乘以所述振幅匹配因子k，完成反射纵波和反射转换横波振幅的匹配。

2.根据权利要求1所述的基于井控的单层反射纵波和反射转换横波的振幅匹配方法，其特征在于，所述方法利用零相位子波、最小相位子波和混合相位子波参数中的一个以及所述第一主频和预定的第一子波长度制作所述反射纵波理论地震子波。

3.根据权利要求2所述的基于井控的单层反射纵波和反射转换横波的振幅匹配方法，其特征在于，所述预定的第一子波长度不大于所述反射纵波目的层时窗长度的1/3。

4.根据权利要求1所述的基于井控的单层反射纵波和反射转换横波的振幅匹配方法，其特征在于，所述反射纵波理论地震子波为雷克子波、井子波、带通子波、统计子波或者克劳德子波。

5.根据权利要求1所述的基于井控的单层反射纵波和反射转换横波的振幅匹配方法，其特征在于，所述方法利用零相位子波、最小相位子波和混合相位子波参数中的一个以及所述第二主频和预定的第二子波长度制作所述反射转换横波理论地震子波。

6.根据权利要求5所述的基于井控的单层反射纵波和反射转换横波的振幅匹配方法，其特征在于，所述预定的第二子波长度不大于所述反射转换横波目的层时窗长度的1/3。

7.根据权利要求1所述的基于井控的单层反射纵波和反射转换横波的振幅匹配方法，其特征在于，所述反射转换横波理论地震子波为雷克子波、井子波、带通子波、统计子波或者克劳德子波。

8.根据权利要求1所述的基于井控的单层反射纵波和反射转换横波的振幅匹配方法，其特征在于，根据石油天然气行业标准SY/T5481-2009选取所述标准层。

9.根据权利要求1所述的基于井控的单层反射纵波和反射转换横波的振幅匹配方法，其特征在于，所述n为所述工区的总井位个数。