CN105388519A - 一种提高地震资料分辨率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高地震资料分辨率的方法，属于地震勘探地震资料优化处理领域。利用地震信号的一阶导数的零值点充填原始地震信号的振幅值将地震信号稀疏脉冲化，与合理的地震子波进行褶积后，通过设定研究目的层的带通滤波范围，运用带通滤波获得最终的提高分辨率后的三维地震数据体。本发明克服了提高地震资料高频的同时不能有效保持地震资料低频的不足，以及提高地震资料分辨率同时降低地震资料保真度的不足，提高了利用地震资料进行砂泥岩薄互层储层刻画的精度。

Description

一种提高地震资料分辨率的方法

技术领域

本发明涉及一种提高地震资料分辨率的方法，属于地震勘探地震资料优化处理领域。

背景技术

近年来国内油气勘探与开发实践表明，油气增储领域主要集中在老油田挖潜和油田扩边上，主要目标是砂泥岩薄互层储层。而砂泥岩薄互层储层的刻画对地震资料品质要求越来越高，其中之一就是需要高分辨率的地震资料。众所周知，地震资料的分辨率是由地震资料主频与频带范围(频宽)所决定，即高主频、频带范围宽的地震资料其分辨率较高。

而渤海湾盆地东濮老区目前采集处理后的三维高精度地震资料在沙河街组沙三中段的主频在20Hz左右，频宽在6Hz～40Hz，以此计算此地震资料垂向绝对分辨率仅仅能区分25米左右的砂泥岩，这远远达不到砂泥岩薄互层储层精细刻画对地震资料分辨率的要求，因此如何在现有的叠后偏移数据体上进行提高分辨率处理，是地球物理工作者所面临的主要研究难题。

中国石油集团川庆钻探工程有限公司吴大奎等人(申请号：201310333410.3)公开了应用声波测井资料约束反演提高地震资料分辨率的方法，该方法主要利用测井资料的高分辨率合成记录与地震资料建立关系，提高地震数据中高频成分能量，从而提高地震资料分辨率。中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司物探研究院刘浩杰等人(申请号：201210031205.7)提供一种井控提高地震资料分辨率的方法，该方法主要步骤包括计算各个井位置处反射系数；根据该各个井位置处反射系数，计算各个井位置处的反褶积算子；将该各个反褶积算子进行反距离加权三维空间插值，得到三维空间各个地震道的反褶积算子；以及根据各个地震道的反褶积算子，对原始地震道数据进行褶积处理，再经过相位校正和道均衡，得到三维数据体。这两种方法都很好地提高了地震资料的分辨能力，但它需要结合现有的测井资料，而测井资料本身存在一定的误差，这也会导致提高分辨率后的地震数据保真度不高，致使砂泥岩薄互层储层刻画不符合地质规律。中国海洋石油总公司朱伟林等人(申请号：201110053739.5)提出一种基于地震记录变子波模型提高地震资料分辨率的方法，该方法以现代拟微分算子理论为基础，以自适应时-频分析方法为工具，处理后的地震资料具备高分辨率和相对保持振幅特性，但该方法工序步骤较多，并且其处理后的地震资料不能有效的保持低频信息，从而影响利用地震资料低频信息进行油气检测的精度等。

发明内容

本发明旨在克服现有技术存在的因地震资料保真度低，致使砂泥岩薄互层储层刻画不符合地质规律及因低频信息缺失，影响利用地震资料低频信息进行油气检测的精度的缺陷，提出一种提高地震资料分辨率的方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

1、数据准备：收集工区三维叠后偏移地震数据、地震子波；

2、对所收集工区的三维叠后偏移地震数据进行傅里叶变换，确定研究目的层的频带范围及低频与高频成分；

3、利用稀疏脉冲方法获得的无限频带宽度的三维地震数据体：

3.1运用一阶前差商算法求取输入的三维叠后偏移地震数据各道的一阶导数，构成输入三维叠后偏移地震数据的一阶导数属性体；

3.2依据一阶导数属性体每一道在各个采样点振幅值，获得该道在此采样点的脉冲值；

3.3依据步骤3.2获得一阶导数属性体每一道每个采样点的脉冲值，构成一阶导数属性体的脉冲属性体；

3.4利用地震子波与步骤3.3获得的脉冲属性体进行褶积运算，获得无限频带宽度的三维地震数据体；

4、对步骤3获得的无限频带宽度的三维地震数据体进行带通滤波，获得有限频带宽度的三维地震数据体：

4.1将步骤2确定的低频及高频成分设定为带通滤波的低通频率与高通频率的参考值；

4.2利用步骤4.1中设定的带通滤波范围对步骤3获得的无限频带宽度的三维地震数据体进行带通滤波，获得有限频带宽度的三维地震数据体。

本发明通过设定研究目的层的带通滤波范围，对利用稀疏脉冲方法获得的无限带宽的三维地震数据体进行滤波，获得提高分辨率后的三维地震数据体，产生以下有益效果：(1)对输入的三维叠后偏移地震数据进行提高分辨率处理后得到三维地震数据体具有较好的保真度，确保砂泥岩薄互层储层刻画符合地质规律；(2)通过保持地震资料的低频信息，有利于利用地震资料低频信息进行油气检测；(3)通过提高地震资料的高频成分，满足砂泥岩薄互层储层精细刻画的需要。

附图说明

图1为本发明工艺框图；

图2为渤海湾盆地东濮凹陷前梨园地区三维叠后偏移地震数据体中一个剖面；

图3为渤海湾盆地东濮凹陷前梨园地区地震子波；

图4为渤海湾盆地东濮凹陷前梨园地区三维叠后偏移地震数据体1900ms～3500ms频谱分析图；

图5为三维叠后偏移地震数据体某道地震数据及其一阶导数属性；

图6为三维叠后偏移地震数据体某道地震数据及其脉冲属性；

图7为渤海湾盆地东濮凹陷前梨园地区三维叠后偏移地震数据体经过提高分辨率处理后的三维地震数据体中一个剖面；

图8为渤海湾盆地东濮凹陷前梨园地区提高分辨率处理后的三维地震数据体1900ms～3500ms频谱分析图；

图9为渤海湾盆地东濮凹陷前梨园地区三维叠后偏移地震数据体经过地震反演获得的纵波阻抗属性体中一个剖面；

图10为渤海湾盆地东濮凹陷前梨园地区提高分辨率处理后的三维地震数据体经过地震反演获得的纵波阻抗属性体中一个剖面。

具体实施方式

结合附图，以渤海湾盆地东濮凹陷前梨园地区为例，对本发明进行进一步描述。

由图1可知，本发明包括步骤如下：

1、数据准备：获取渤海湾盆地东濮凹陷前梨园地区三维叠后偏移地震数据体，该数据是中石化中原油田分公司2000年～2001年采集的，面元为25米*50米，采样间隔为2ms，该数据中某一剖面如图2所示；

地震子波：地震子波选用该区地震反演所用地震子波，子波长度为100ms，子波主频为20Hz，频带宽度为5Hz～50Hz，地震子波在时间i的振幅值设定为w(i)。选用的地震子波波形特征如图3所示。

2、对步骤1中三维叠后偏移地震数据体，针对1900ms～3500ms的研究目的层进行傅里叶变换，获得该研究目的层的频谱分析图如图4所示，依据该频谱分析图确定研究目的层的频带范围为6Hz～40Hz，主频20Hz，其垂向绝对分辨率仅仅能区分25米左右的砂泥岩。

3、利用稀疏脉冲方法获得无限频带宽度的三维地震数据体：

3.1设定步骤1中三维叠后偏移地震数据体主测线l、联络线k、采样点i的地震信号为x(l,k,i)，并设定其一阶导数值为x′(l,k,i)，三维叠后偏移地震数据体主测线l_、联络线k_、采样点i+1的地震信号为x(l,k,i+1)；三维叠后偏移地震数据体主测线l、联络线k、采样点i的地震信号及其一阶导数可用如下一阶前差商算法公式表示：

$x^{\′}(l,k,i)=\frac{x(l,k,i+1)-x(l,k,i)}{2}$

运用上述计算公式对三维叠后偏移地震数据体主测线l、联络线k上所有采样点进行计算即可获得主测线l、联络线k的一阶导数，如图5所示；

运用上述计算公式对三维叠后偏移地震数据体所有主测线、联络线及采样点进行计算，构成三维叠后偏移地震数据的一阶导数属性体；

3.2依据步骤3.1中获得的一阶导数属性体在每一道主测线l、联络线k、采样点i振幅值，获得该道在此采样点的脉冲值，设定为y(l,k,i)；具体实施方式为：如果x′(l,k,i)为零，则用x(l,k,i)值替换，即此时y(l,k,i)＝x(l,k,i)，如果x′(l,k,i)不为零，则用0值替换，即此时y(l,k,i)＝0，如图6所示；

3.3依据步骤3.2中的替换方式对一阶导数属性体中所有主测线、联络线及采样点进行数值替换，构成一阶导数属性体的脉冲属性体；

3.4利用步骤1中的地震子波w(i)与步骤3.3获得的脉冲属性体进行褶积运算，获得无限频带宽度的三维地震数据体；设定三维地震数据体主测线l、联络线k_、采样点i的地震信号为z(l,k,i)，其计算公式如下：

$z(l,k,i)=\underset{n=1}{\overset{i}{\Σ}}w\left(n\right)\·y(l,k,n-i)$

4、对步骤3获得的无限频带宽度的三维地震数据体进行带通滤波，获得有限频带宽度的三维地震数据体：

4.1将步骤2确定的低频及高频成分设定为带通滤波的低通频率与高通频率的参考值，具体设计参数为：低截止频率为2Hz，低频频率为6Hz，高通频率为45Hz、高截止频率为55Hz；

4.2利用步骤4.1中设定的带通滤波范围对步骤3获得的无限频带宽度的三维地震数据体进行带通滤波，获得如图7所示的有限频带宽度的三维地震数据体；对900ms～3500ms的研究目的层进行傅里叶变换，获得如图8所示三维地震数据体研究目的层的频谱分析图，其频带范围为6Hz～50Hz，主频为25Hz，其垂向绝对分辨率仅仅能区分20米左右的砂泥岩；由图8与图4对比可知，图7保持了如图2所示的渤海湾盆地东濮凹陷前梨园地区三维叠后偏移地震数据体的低频信息，拓宽了其高频信息，能够达到了提高地震资料分辨率的目的。

比较例：分别对上述步骤1中的三维叠后偏移地震数据体以及由上述步骤3及步骤4获得的三维地震数据体进行地震反演，获得如图9、图10两组纵波阻抗属性体，从图中可以看出，由步骤3及步骤4获得的三维地震数据体反演得到的纵波阻抗与步骤1中三维叠后偏移地震数据体反演得到纵波阻抗两者所反映的地质规律趋势一致，但由步骤3及步骤4获得的三维地震数据体反演得到的纵波阻抗反映岩性界面更清晰，这表明经过本发明处理后的地震资料分辨率既得到了有效提高，又确保了地震资料的保真度。

Claims (3)

1.一种提高地震资料分辨率方法，其特征包括以下步骤：

(1)数据准备：收集工区三维叠后偏移地震数据、地震子波；

(2)对所收集工区的三维叠后偏移地震数据进行傅里叶变换，确定研究目的层的频带范围及低频与高频成分；

(3)利用稀疏脉冲方法获得无限频带宽度的三维地震数据体；

(4)对步骤(3)获得的无限频带宽度的三维地震数据体进行带通滤波，获得有限频带宽度的三维地震数据体。

2.根据权利要求1所述的一种提高地震资料分辨率方法，其特征是：利用稀疏脉冲方法获得无限频带宽度的三维地震数据体的方法，包括以下步骤：

(1)运用一阶前差商算法求取输入的三维叠后偏移地震数据各道的一阶导数，构成输入三维叠后偏移地震数据的一阶导数属性体；

(2)依据一阶导数属性体每一道在各个采样点振幅值，获得该道在此采样点的脉冲值；

(3)依据获得的一阶导数属性体每一道每个采样点的脉冲值，构成一阶导数属性体的脉冲属性体；

(4)利用地震子波与获得的脉冲属性体进行褶积运算，获得无限频带宽度的三维地震数据体。

3.根据权利要求1或2所述的一种提高地震资料分辨率方法，其特征是：利用无限频带宽度的三维地震数据体进行带通滤波，获得有限频带宽度的三维地震数据体方法，包括以下步骤：

(1)以确定的低频及高频成分分别作为带通滤波器的低通频率与高通频率的参考值设定带通滤波器；

(2)利用带通滤波器对获得的无限频带宽度的三维地震数据体进行带通滤波，获得有限频带宽度及提高分辨后的三维地震数据体。