CN106569275A - 子波零相位化处理方法和装置 - Google Patents

Abstract

提出了一种子波零相位化处理方法和装置，该方法包括以下步骤：1)针对叠加或偏移地震数据中有测井记录位置的部分数据体，基于统计时窗，提取一组具有相同振幅谱但相位谱不同的子波集合；2)基于所述子波集合估计最佳子波；3)取所估计的最佳子波的逆作为滤波算子；4)用该滤波算子对上述叠加或偏移地震数据中的采样数据进行滤波；5)将滤波结果与测井合成记录和已有的地质认识进行对比，判断反射界面相位和能量是否一致，如果一致，则以所估计的最佳子波作为零相位地震子波，否则调整统计时窗，重复执行步骤1)-5)；6)以零相位地震子波的逆作为滤波算子，对叠加或偏移地震数据进行滤波，得到零相位化的最终叠加或偏移地震数据。

Description

子波零相位化处理方法和装置

技术领域

本发明涉及地球物理勘探地震资料处理领域，更具体地，涉及一种子波零相位化处理方法和装置

背景技术

随着地震勘探、开发工作的不断深入，对储层预测精度要求也越来越高。在某些薄储层或薄互层地区，对基础地震资料纵向分辨率以及反射层位与地下真实反射信息对应程度提出了更高的要求，便于精细预测储层位置，进行高效开发。

地震资料处理中提高纵向分辨率的方法一般包括叠前、叠后等多种反褶积处理，谱白化处理，反Q滤波补偿处理等，这些处理方法能很好的提高地震资料主频，从而提高纵向分辨率，但地震反射同向轴与地下真实反射位置对比经常存在一定的相位差异或能量差异，造成该现象的主要原因是处理后的地震子波与零相位子波存在能量及相位差异。

针对上述差异，许多地震资料处理人员采用常相位相移校正、能量匹配等手段解决地震反射同相轴与地层真实反射不匹配问题，提高地震数据纵向分辨率。处理中相位相移的度数一般是基于处理经验或区域处理数据的统计得到，缺乏稳定性，能量匹配也是基于处理人员对能量的认识，没有统一标准，容易给解释人员造成困惑。

发明内容

本公开提出了一种子波零相位化处理方法，利用使子波零相位化和能量一致性的滤波算子应用于数据，对数据的相位和能量进行校正，提高地震数据纵向分辨率和解决反射同向轴的准确性。

一方面，提出了一种子波零相位化处理方法，包括以下步骤：1)针对叠加或偏移地震数据中有测井记录位置的部分数据体，基于统计时窗，提取一组具有相同振幅谱但相位谱不同的子波集合；2)基于所述子波集合，利用方差模最大方法估计最佳子波；3)取所估计的最佳子波的逆作为滤波算子；4)用该滤波算子对上述叠加或偏移地震数据中的采样数据进行滤波；5)将滤波结果与测井合成记录和已有的地质认识进行对比，判断反射界面相位和能量是否一致，如果一致，则以所估计的最佳子波作为零相位地震子波，否则调整统计时窗，重复执行步骤1)-5)；6)以零相位地震子波的逆作为滤波算子，对叠加或偏移地震数据进行滤波，得到零相位化的最终叠加或偏移地震数据。

另一方面，提出了一种子波零相位化处理装置，包括：用于针对叠加或偏移地震数据中有测井记录位置的部分数据体，基于统计时窗，提取一组具有相同振幅谱但相位谱不同的子波集合的部件；用于基于所述子波集合，利用方差模最大方法估计最佳子波的部件；用于取所估计的最佳子波的逆作为滤波算子的部件；用于用该滤波算子对上述叠加或偏移地震数据中的采样数据进行滤波的部件；用于将滤波结果与测井合成记录和已有的地质认识进行对比，判断反射界面相位和能量是否一致的部件，其中，如果一致，则以所估计的最佳子波作为零相位地震子波，否则调整统计时窗，重复执行以上各部件的操作；用于以零相位地震子波的逆作为滤波算子，对叠加或偏移地震数据进行滤波，得到零相位化的最终叠加或偏移地震数据的部件。

本发明可应用于提高地震资料纵向分辨率和地层反射同向轴准确性的处理方法，属于提高目标储层分辨能力为目的的地震勘探资料处理。本发明能在实际生产中使用，能提高解释人员储层预测精度。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明实施例的一种子波零相位化处理方法的流程图。

图2示出了地下反射界面图。

图3示出了子波零相位化前地震道模型(左)和对应的地震子波。

图4示出了子波零相位化后地震道模型(左)和对应的地震子波。

图5示出了某工区偏移成果剖面及对应的测井合成记录。

图6示出了某工区偏移成果经过子波零相位化校正后剖面及对应的测井合成记录。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

地震资料处理的叠加和偏移成果要求纵向分辨率要高，地震反射同向轴与地层真实反射信息在能量、相位等对应关系准确。而野外原始数据是混合相位地震子波，不能完全满足反褶积处理的假设条件，在对地震资料做完反褶积后，地震数据子波不是零相位，不同反射地层相位、能量关系与地下真实反射存在差异，造成储层预测误差。

本公开所采用的子波零相位化处理方法利用叠加或偏移地震数据本身子波与零相位子波相位和能量差异，得到区域的基于统计的匹配滤波算子，然后将该滤波算子用于数据，使最终地震数据与地层真实反射信息在相位和能量方面完全对应，真实反映地层及内幕的反射信息。

采用该方法，能极大提高解释成果的精度。在以岩性储层为主的高精度勘探、开发中具有很好的应用前景。

图1示出了根据本发明的一个实施例的子波零相位化处理方法，该方法包括：

步骤101，针对叠加或偏移地震数据中有测井记录位置的部分数据体，基于统计时窗，提取一组具有相同振幅谱但相位谱不同的子波集合；

步骤102，基于上述子波集合，利用方差模最大方法估计最佳子波。

步骤103，取所估计的最佳子波的逆作为滤波算子。

步骤104，用该滤波算子对上述叠加或偏移地震数据中的采样数据进行滤波。

步骤105，将滤波结果与测井合成记录和已有的地质认识进行对比，判断反射界面相位和能量是否一致，如果一致，则进入步骤106，以所估计的最佳子波作为零相位地震子波，否则进入步骤107，调整统计时窗，重复执行步骤101-105。

步骤108，以零相位地震子波的逆作为滤波算子，对叠加或偏移地震数据进行滤波，得到零相位化的最终叠加或偏移地震数据。

以下为便于理解，给出实现上述各个步骤的具体示例，本领域技术人员应理解，这些示例仅为了说明的目的，并非意在限制本发明。

步骤101：提取子波集合

在一个示例中，可基于多道统计子波提取方法来提取子波集合。该方法是在复赛谱域提取地震混合相位地震子波的方法,不必假设子波为最小相位,也不用假设反射系数满足白噪条件。其原理是利用地震子波和反射系数的复赛谱在时间轴上分布的不同，地震子波主要集中在时间轴原点附近，反射系数离原点较近，在时间域进行低通滤波后，可以得到地震子波。

举例来说，可以从叠加或偏移地震数据中选取有测井记录位置的部分数据体，并指定统计时窗，该统计时窗可与目标层位置相关联。基于所选取的数据体和统计时窗，可以通过以下步骤来提取子波集合：

1)基于多道统计自相关，在频率域利用地震资料振幅谱包络得到子波的振幅谱；

2)在复赛谱中得到子波的最小和最大相位分量，根据最小和最大相位分量的不同确定最小相位子波、最大相位子波和混合相位子波，通过交互扫描可以确定一组具有相同振幅谱但相位谱不同的子波集合。

本领域技术人员应理解，可以利用本领域已知的任意其他手段，来提取一组具有相同振幅谱但相位谱不同的子波集合。

步骤102：估计最佳子波

可基于所提取的子波集合，利用方差模最大方法估计最佳子波，该过程可通过本领域已知的技术手段来实现。

步骤103,104：对采样数据进行滤波

取所估计的最佳子波的逆(或倒数)作为滤波算子，可基于以下公式，对叠加或偏移地震数据中的采样数据(即从叠加或偏移地震数据中抽取的一部分数据)进行滤波，这一步骤可以看做是对所估计的最佳子波在采样数据上的测试，以评估该最佳子波是否能够作为零相位地震子波。

滤波可以基于以下公式实现：

x_sn*h_sn＝y_sn (1)

其中x_n为叠加或偏移地震数据,h_n为滤波算子，其为零相位地震子波的逆，y_n为零相位化的最终叠加或偏移地震数据，符号*代表时域卷积。

步骤105-107：滤波算子合理性判断

步骤105-107可以看作是对所得到的滤波算子的合理性的判断，如果合理，则以该滤波算子对整体的叠加或偏移地震数据进行滤波，如果不合理，则调整统计时窗，重新获得滤波算子。

可以基于井曲线合成记录和已有的地质认识，对步骤104的滤波结果进行评估，来评价滤波算子的合理性是否满足要求。例如，可以比较滤波结果所反映的反射界面与测井合成记录和已有的地质认识中的反射界面在相位和能量上是否一致。如果一致，代表该滤波算子满足要求，则以该滤波算子对整体的叠加或偏移地震数据进行滤波，得到零相位化的最终叠加或偏移地震数据，该滤波可基于与公式(1)类似的公式(2)来实现，即：

x_n*h_n＝y_n (2)

其中x_n为叠加或偏移地震数据,h_n为基于零相位地震子波确定的滤波算子，y_n为零相位化的最终叠加或偏移地震数据，符号*代表时域卷积。

否则，如果不一致，则调整统计时窗，重新执行步骤101-105，获得新的滤波算子并重新对其进行评估。其中，调整统计时窗可通过针对目标层位置，对统计时窗的中心点和/或范围大小进行调整(例如，微调)来实现。

该实施例的方法是提高叠加或偏移剖面纵向分辨率，提高处理成果与真实地层反射对应程度的一种有效的方法，方法抗噪性强，能够合适的调整地震剖面的相位，增强地层内幕薄储层的反射特征。利用该方法处理的地震剖面分辨率明显提高、与地层反射同向轴对应程度得到提高。

应用示例

为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。

在该应用示例中，假设地下有四个反射界面(参见图2)，用非零相位(20度)子波与反射系数进行褶积，模拟得到一个四层反射界面的地震模型(参见图3)。从地震模型上看到每个反射界面反射同相轴下方都存在残余的能量(参见图2中箭头位置)，造成反射同相轴频率低，不能正确反映反射层位的真实信息。利用本发明实施例，对该模型进行零相位化校正后(参见图4)反射同相轴下方残余的能量消失，反射同相轴频率得到提高，与图2中反射层位对应更好，能正确反映真实的反射界面信息。

根据又一应用示例，根据本发明实施例的子波零相位化方法在国内某工区地震资料处理中得到推广应用，图5是某工区偏移成果剖面，图6是该成果经过子波零相位化处理后最终剖面，从两个附图中地震反射同相轴与测井曲线对应情况看，经过子波零相位化校正后剖面与曲线对应情况更合理，剖面分辨率更高，反射同相轴与测井合成记录对应效果更好，反映地层信息更加真实(圆圈内画横线位置为某反射层的底界面，可以看出子波零相位化对应关系更加合理；矩形框内子波零相位化后，能量反射更加清晰)。。

模型正演与实际资料应用证明，本发明技术方法能很好校正叠加或偏移成果的相位差，提高剖面纵向分辨率，使反射同相轴更加真实的反映地层信息。

本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。

这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种子波零相位化处理方法，包括以下步骤：

1)针对叠加或偏移地震数据中有测井记录位置的部分数据体，基于统计时窗，提取一组具有相同振幅谱但相位谱不同的子波集合；

2)基于所述子波集合，利用方差模最大方法估计最佳子波；

3)取所估计的最佳子波的逆作为滤波算子；

4)用该滤波算子对上述叠加或偏移地震数据中的采样数据进行滤波；

5)将滤波结果与测井合成记录和已有的地质认识进行对比，判断反射界面相位和能量是否一致，如果一致，则以所估计的最佳子波作为零相位地震子波，否则调整统计时窗，重复执行步骤1)-5)；

6)以零相位地震子波的逆作为滤波算子，对叠加或偏移地震数据进行滤波，得到零相位化的最终叠加或偏移地震数据。

2.根据权利要求1所述的子波零相位化处理方法，其中，提取一组具有相同振幅谱但相位谱不同的子波集合包括：基于多道统计子波提取方法，通过以下步骤来提取子波集合：

基于多道统计自相关，在频率域利用地震资料振幅谱包络得到子波的振幅谱；

在复赛谱中得到子波的最小和最大相位分量，根据最小和最大相位分量的不同确定最小相位子波、最大相位子波和混合相位子波，通过交互扫描确定一组具有相同振幅谱但相位谱不同的子波集合。

3.根据权利要求1所述的子波零相位化处理方法，其中，所述统计时窗与目标层位置相关联。

4.根据权利要求3所述的子波零相位化处理方法，其中，调整统计时窗包括：针对所述目标层位置，对统计时窗的中心点和/或范围大小进行调整。

5.根据权利要求1所述的子波零相位化处理方法，其中，步骤6)中的滤波基于以下公式实现：

x_n*h_n＝y_n

其中x_n为叠加或偏移地震数据,h_n为滤波算子，其为零相位地震子波的逆，y_n为零相位化的最终叠加或偏移地震数据，符号*代表时域卷积。

6.一种子波零相位化处理装置，包括：

用于针对叠加或偏移地震数据中有测井记录位置的部分数据体，基于统计时窗，提取一组具有相同振幅谱但相位谱不同的子波集合的部件；

用于基于所述子波集合，利用方差模最大方法估计最佳子波的部件；

用于取所估计的最佳子波的逆作为滤波算子的部件；

用于用该滤波算子对上述叠加或偏移地震数据中的采样数据进行滤波的部件；

用于将滤波结果与测井合成记录和已有的地质认识进行对比，判断反射界面相位和能量是否一致的部件，其中，如果一致，则以所估计的最佳子波作为零相位地震子波，否则调整统计时窗，重复执行以上各部件的操作；

用于以零相位地震子波的逆作为滤波算子，对叠加或偏移地震数据进行滤波，得到零相位化的最终叠加或偏移地震数据的部件。

7.根据权利要求6所述的子波零相位化处理装置，其中，提取一组具有相同振幅谱但相位谱不同的子波集合包括：基于多道统计子波提取方法，通过以下步骤来提取子波集合：

基于多道统计自相关，在频率域利用地震资料振幅谱包络得到子波的振幅谱；

在复赛谱中得到子波的最小和最大相位分量，根据最小和最大相位分量的不同确定最小相位子波、最大相位子波和混合相位子波，通过交互扫描确定一组具有相同振幅谱但相位谱不同的子波集合。

8.根据权利要求6所述的子波零相位化处理装置，其中，所述统计时窗与目标层位置相关联。

9.根据权利要求8所述的子波零相位化处理装置，其中，调整统计时窗包括：针对所述目标层位置，对统计时窗的中心点和/或范围大小进行调整。

10.根据权利要求6所述的子波零相位化处理装置，其中，对叠加或偏移地震数据进行滤波基于以下公式实现：

x_n*h_n＝y_n

其中x_n为叠加或偏移地震数据,h_n为滤波算子，其为零相位地震子波的逆，y_n为零相位化的最终叠加或偏移地震数据，符号*代表时域卷积。