CN107300718B - 一种品质因子三维衰减模型的建立方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种品质因子三维衰减模型的建立方法，属于地震资料处理领域。所述方法包括利用广义S变换将每个深度的检波器接收的初至波对应的旅行时由时空域转换为时频域，获得每个深度的检波器接收到的初至波的振幅谱；利用谱比法对每两个相邻深度的检波器接收到的初至波的振幅谱作比；利用整形正则化算子对振幅谱比做光滑化约束处理；根据光滑化约束处理后的振幅谱比计算得到每两个相邻深度的检波器之间对应的地层的品质因子；根据每两个相邻深度的检波器之间对应的地层的品质因子计算得到整个工区近地表品质因子三维衰减模型。通过本发明的方法计算得出的品质因子三维衰减模型可以很好的描述近地表地层介质对地震波的衰减特性。
Description
技术领域
本发明涉及地震资料处理领域，特别涉及一种品质因子三维衰减模型的建立方法。
背景技术
地震波在地下介质的传播过程中，由于地下介质的吸收作用会引起地震波的衰减，品质因子是描述地震波在地下介质传播过程中的衰减特性的重要参数，品质因子的精确程度，对于地震资料处理质量和油气藏描述精度有重要影响，在地下的不同深度处，地下介质是不同的，因此品质因子是不同的，品质因子三维衰减模型可以很好的描述出地下不同深度处的品质因子。
目前的品质因子三维衰减模型是利用垂直地震剖面资料建立的，大致方法为挖设一口井，在井口设置炮点激发地震波，在距离地面深度为800m至3000m的井内的不同深度处布置多个检波器接收地震波信号，对不同深度接收的地震波信号进行波场分离，分离出下行波地震记录，利用时间窗函数从下行波地震记录中截取出初至波信息，利用初至波信息通过峰值频移法计算出该口井所在位置的各个深度对应的品质因子，再按照如上方法计算出整个工区内不同位置所对应的各个深度的品质因子，最后对整个工区内的所有品质因子进行插值和外推求出整个工区的品质因子三维衰减模型。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
由于采集方法的限制，利用垂直地震剖面资料只能求出中深层的品质因子，即距离地面深度为800m至3000m之间的品质因子，而近地表的深度为距离地面60m左右，而且近地表层也会对地震波产生衰减作用，因此现有技术的品质因子三维衰减模型并不能描述近地表介质对地震波的衰减特性，影响了地震资料的处理质量和油气藏描述的精度。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种品质因子三维衰减模型的建立方法，所述方法包括：
1)以激发井为圆心，以相同的半径在所述激发井的周围布置多口不同深度的接收井，在所述激发井的井底和井口各设置一个激发点依次放炮，用以激发地震波，在每口接收井的井底各布置一个检波器接收激发点传来的地震波信息；
其中，所述多口接收井的深度顺次增加，所述多口接收井中最深的接收井与所述激发井的深度相同，所述激发井和所述多口接收井的深度位于近地表地层深度范围内；
2)对于所述激发井的井口的激发点激发的地震波，从位于所述激发井一半深度以下的不同深度处的检波器接收的地震波信息中提取出每个深度的检波器接收的初至波信息；
对于所述激发井的井底的激发点激发的地震波，从位于所述激发井一半深度以上的不同深度处的检波器接收的地震波信息中提取出每个深度的检波器接收的初至波信息；
3)利用广义S变换将每个深度的检波器接收的初至波对应的旅行时由时空域转换为时频域，从时频域中获得每个深度的检波器接收的初至波的振幅谱；
4)利用谱比法对每两个相邻深度的检波器接收的初至波的振幅谱作比，得到每两个相邻深度的检波器接收的初至波的振幅谱比；
5)利用整形正则化算子对每两个相邻深度的检波器接收的初至波的振幅谱比做光滑化约束处理；
6)根据光滑化约束处理后的振幅谱比计算得到每两个相邻深度的检波器之间对应的地层的品质因子；
7)对计算得到的每两个相邻深度的检波器之间对应的地层的品质因子进行插值运算，得到该激发井对应的近地表地层内随深度变化的品质因子；
8)对工区内所有的激发井重复1)-7)的步骤，获得每口激发井对应的近地表地层不同深度处的品质因子；
9)按照构造模式对获得的每口激发井对应的近地表地层不同深度处的品质因子进行插值和外推，获得整个工区近地表品质因子三维衰减模型。
可选地，在所述激发井的井口的激发点和井底的激发点之间还包括多个激发点，所述多个激发点间隔布置，在所述多个激发点依次放炮，每口接收井的井底的检波器分别收从所述多个激发点中的每个激发点传来的地震波信息；
相应的，步骤2)至6)包括：
对于位于所述激发井的一半深度以上的多个激发点激发的地震波，从位于所述激发井的一半深度以下的不同深度处的检波器接收的地震波信息中提取出每个深度的检波器接收的初至波信息，其中，所述位于所述激发井的一半深度以上的多个激发点中的每个激发点与位于所述激发井的一半深度以下的深度最小的检波器之间的距离与所述相同的半径的比值大于或者等于所述相同的半径的两倍；重复步骤3)-6)，计算得到位于所述激发井的一半深度以上的多个激发点对应的每两个相邻深度的检波器之间对应的地层的多个品质因子，对每两个相邻深度的检波器之间对应的地层的多个品质因子求平均值，将所述平均值作为每两个相邻深度的检波器之间对应的地层的品质因子。
对于位于所述激发井的一半深度以下的多个激发点激发的地震波，从位于所述激发井的一半深度以上的不同深度处的检波器接收的地震波信息中提取出每个深度的检波器接收的初至波信息，其中，所述位于所述激发井的一半深度以下的多个激发点中的每个激发点与位于所述激发井的一半深度以上的深度最大的检波器之间的距离与所述相同的半径的比值大于或者等于所述相同的半径的两倍；重复步骤3)-6)，计算得到位于所述激发井的一半深度以下的多个激发点对应的每两个相邻深度的检波器之间对应的地层的多个品质因子，对每两个相邻深度的检波器之间对应的地层的多个品质因子求平均值，将所述平均值作为每两个相邻深度的检波器之间对应的地层的品质因子。
可选地，所述整形正则化算子为高斯平滑算子。
可选地，所述相同的半径大于或等于2m且小于或等于6m。
可选地，在所述多口不同深度的接收井中，每两口相邻的接收井的深度之差大于或等于2m且小于或等于8m。
可选地，所述多口不同深度的接收井的数量大于或等于12且小于或等于20。
可选地，所述多个激发点中每两个激发点的间距为1m。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过本发明的方法计算得出的品质因子三维衰减模型可以很好的描述近地表地层介质对地震波的衰减特性，为高质量三维地震处理资料的获取和油气藏精细描述提供了保证；同时本发明中的品质因子三维衰减模型是基于时间窗口函数可以灵活调节的广义S变换求出的，提高了的时间分辨率和频率分辨率；又由于采用了整形正则化算子对振幅谱比做光滑化约束处理，提高了谱比值解的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的品质因子三维衰减模型的建立方法流程图；
图2是本发明实施例一提供的检波器接收到的地震波形图；
图3是本发明实施例一提供的某工区的近地表品质因子三维衰减模型。
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，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
为了解决现有技术存在的问题，如图1所示，本发明实施例提供了一种品质因子三维衰减模型的建立方法，该方法包括：
步骤1：以激发井为圆心，以相同的半径在激发井的周围布置多口不同深度的接收井，在激发井的井口和井底各设置一个激发点依次放炮，用以激发地震波，在每口接收井的井底各布置一个检波器接收激发点传来的地震波信息；
其中，多口接收井的深度顺次增加，多口接收井中最深的接收井与激发井的深度相同，激发井和多口接收井的深度位于近地表地层深度范围内；
可选地，可以在激发井的周围布置12至20口接收井，根据实际情况进行选择，例如在本实施中，在激发井的周围可以布置15口接收井，在每口接收井的井底布置一个检波器。
其中，检波器与地层的耦合性更好，与井壁的耦合性较差，所以若将检波器放在井中间某个位置，会影响检波器接收到的地震信波息的质量，因此将检波器布置在接收井的井底，可以更好的保证检波器接收到的地震波信息的质量。
可选地，可以以激发井为圆心，4m为半径在激发井的周围布置15口接收井，半径的大小可以在大于或等于2m且小于或等于6m的范围内，可根据实际情况进行选择。
可选地，激发井的深度可以设置在50m至60m之间，其中激发井的深度与最深的接收井的深度相同。
可选地，由于接收井的深度是顺次增加的，每两口相邻的接收井的深度之差大于或等于2m且小于或等于8m，可根据实际情况进行选择。
在布置好激发井和位于激发井周围的接收井后，在激发井井底的激发点放炮，位于每口接收井的井底的检波器接收到来自井底的激发点激发的地震波信息；再在激发井井口的激发点放炮，位于每口接收井的井底的检波器接收到来自井口的激发点激发的地震波信息。
步骤2：对于激发井的井口的激发点激发的地震波，从位于激发井一半深度以下的不同深度处的检波器接收的地震波信息中提取出每个深度的检波器接收的初至波信息；
对于激发井的井底的激发点激发的地震波，从位于激发井一半深度以上的不同深度处的检波器接收的地震波信息中提取出每个深度的检波器接收的初至波信息；
其中，井口激发的地震波信息主要用于计算激发井所处位置的下半部分地层的对应的品质因子，井底激发的地震波信息主要用于计算激发井所处位置的上半部分地层对应的品质因子，理由如下：
在井口的激发点放炮激发地震波后，15个检波器都会接收到地震波信息，由于位于激发井一半深度以下的检波器的深度远大于激发井与接收井之间的距离，因此位于激发井一半深度以下的检波器接收到的地震波信息可以等效为垂直方向接收，而从垂直方向接收到的地震波信息中可以更准确反应地层对地震波的衰减信息，因此对于井口的激发点激发的地震波，可以从位于激发井一半深度以下的不同深度处的检波器接收的地震波信息中提取出每个深度的检波器接收的初至波信息，例如，在本实施例中，若激发井的深度为50m，激发井周围有15口接收井，每口接收井的井底设有一个检波器，深度最小的接收井到深度最大的接收井内的检波器分别为检波器1、检波器2直至检波器15，检波器1至检波器9位于激发井一半深度以上的位置，检波器10至检波器15位于激发井一半深度以下的位置，则可以从检波器10至检波器15接收的地震波信息中提取出每个检波器接收的初值波信息，也可以根据实际情况从检波器9至检波器15接收的地震波信息中提取出每个检波器接收的初值波信息；同理，在井底的激发点放炮激发地震波后，位于激发井一半深度以上的检波器接收到的地震波信息可以等效为垂直方向接收，可以从位于激发井一半深度以上的不同深度处的检波器接收的地震波信息中提取出每个深度的检波器接收的初至波信息，如图2所示，为在井底设置的激发点激发地震波，1至9道分别代表检波器1至检波器9每个深度的检波器接收到的地震波的波形图，从中可以提取出每个深度的检波器接收的初至波信息。
可选地，在提取初至波的过程中，可以挑选出信噪比高，品质优良的初至波的信息，整合出激发井对应的地层的不同深度处接收到的初至波信息。
步骤3：利用广义S变换将每个深度的检波器接收的初至波对应的旅行时由时空域转换为时频域，从时频域中获得每个深度的检波器接收的初至波的振幅谱；
在步骤2中提取出的初至波信息为初至波在时空域的传播信息，即初至波在时间-空间域内的传播信息，可以利用广义S变换将初至波的旅行时由时空域转换为时频域，即初至波在时间-频率域内的传播信息，在初至波的时频域内，可以反映出初至波的振幅、频率和时间的关系，在时频域内，可以获得初至波的时频谱，即初至波的振幅值在时频域中随时间变量和频率变量的变化而变化的图形，而在时频谱内，固定一个时间变量，可以得到该时刻初至波的振幅谱，即在该时刻初至波的振幅随频率变化的关系。
其中，广义S变换可以由S变换得到，具体方法如下：
S变换的定义式为：
其中s(τ,f)表示初至波的时频谱，h(t)表示时间序列，f指波的频率，t表示波的传播时间，τ是时间窗口的中点，同样表示了窗口的位置，i代表复数，表示时间窗口函数。S变换继承和发展了短时傅里叶变换和小波变换，能够表现频率随时间变化的局部信息。和短时傅里叶变换相比，其分辨率是随频率变化的。相比较时间尺度域的连续小波变换分析，S变换提供了在时间频率域的全局信号分析。其中，S变换是可逆的，即时间序列h(t)从时空域转换到时频域后，可以从时频域再恢复到时空域，即：
反S变换定义为：
其中h(t)表示时间序列，s(τ,f)表示初至波的时频谱，f指波的频率，t表示波的传播时间，τ是时间窗口的中点，同样表示了窗口的位置，i代表复数。
但是在实际应用中S变化存在一个问题，即S变换采用的是固定的高斯窗口函数，因此时间分辨率和频率分辨率的变化趋势比较固定，为了解决这个问题，提出了广义S变换，用fρ/λ取代时间窗口函数中的f，此时，时间窗口函数定义为：
其中λ和ρ代表参数，是用来调节时间窗口函数的宽度随频率变化的速度。当λ确定时，参数ρ在频率上的变化使得最大振幅随着f呈指数变化关系。结合公式(3)，广义S变换的定义式可以表示为：
其中s(τ,f)表示初至波的时频谱，h(t)表示时间序列，f指波的频率，t表示波的传播时间，τ是时间窗口的中点，同样表示了窗口的位置，i代表复数，当λ＝1，ρ＝1时，广义S变换就是S变换了。
通过采用时间窗口函数的大小可以灵活调节的广义S变换，可以使获得的每个深度的检波器接收的初至波的时频谱s(τ,f)更加精准，可以同时提高时间分辨率和频率分辨率，结合实际初至波的频带宽度以及主频位置，调整时频谱s(τ,f)到最佳时间、频率分辨率，利用广义S变换的时间窗口函数在每个深度的检波器接收的初至波的时频谱s(τ,f)上截取初至波所在时刻的振幅谱，可以在初至波的时频谱s(τ,f)上的能量团的中心进行截取，将能量团的中心频率作为时间窗口的中点。
步骤4：利用谱比法对每两个相邻深度的检波器接收的初至波的振幅谱作比，得到每两个相邻深度的检波器接收的初至波的振幅谱比；
波的振幅表达式可以按如下方法获得：
首先，品质因子的表达式为：
其中Q表示品质因子，α表示吸收系数，V表示波的传播速度，f表示波的频率，λ0表示波长；
均匀介质中平面谐波的传播可描述为:
A(x,t)＝A0exp[i(kx-2πft)] (6)
其中A(x,t)表示波传播的位移与时间的关系，为波数，x为传播距离，t为传播时间，f表示波的频率，A0表示振幅，i表示复数；
若考虑介质吸收能量，波数为复数，相应的波传播的位移与时间的表达式可以表示为：
其中A(x,t)表示波传播的位移与时间的关系，Q表示品质因子，f表示波的频率，V表示波的传播速度，为波数，x为传播距离，t为传播时间，A0表示振幅，i表示复数；
对(7)式做傅里叶变换，得到：
其中A(x,f)为波的振幅表达式，Q表示品质因子，f表示波的频率，V表示波的传播速度，x为传播距离，A0表示振幅；
对于(8)式，用代替t，(8)就转换为以t和f为自变量的时频谱表达式，取两个相邻深度的检波器接收的初至波的初至时刻t1、t2得到该两个相邻深度的检波器接收的初至波的振幅谱表达式，
将式(9)和式(10)作比，得到
对式(11)求对数，得到
其中，Δt为地震波在某地层中传播的双程旅行时，const为常量，该式为频率f的线性函数，斜率求出斜率m，再根据m求出品质因子Q的方法就叫做频谱比法，如此按照如上方法求出每两个相邻深度的检波器接收的初至波的振幅谱比。
步骤5：利用整形正则化算子对每两个相邻深度的检波器接收的初至波的振幅谱比做光滑化约束处理；
为了保证振幅谱比的稳定性和抗噪能力，本实施例采用优化稳定反演算法来求取谱比参数。令O(f)等于式(11)的右边部分，得出
其中O(f)为求品质因子需要计算的振幅谱比值，由于除法运算中分母较小时不稳定，为了防止不稳定的现象，可以在分母上加一个白噪系数，得出
其中ε是白噪系数，其选取和信号的信噪比有关，将(14)式转化成最小平方问题，得出
其中H是Tikhonov洁洪诺夫正则化算子，(15)式具有下面的理论解：
其中T代表数学矩阵中的转置符号，A1为A1(t1,f)，A2为A2(t2,f)。
为了保证解的稳定，引入整形正则化算子，整形正则化算子可以定义为：
S＝(I+ε2HTH)-1 (17)
其中S表示整形正则化算子，I表示单位矩阵，ε是白噪系数，H是Tikhonov洁洪诺夫正则化算子，T代表数学矩阵中的转置符号，所以
ε2HTH＝S-1-I (18)
将(18)带入(16)得到整形正则化的理论解：
方程(19)可以用共轭梯度法求出O(f)的解。
其中，整形正则化算子S可以选用高斯光滑化算子，利用整形正则化算子对每两个相邻深度的检波器接收的初至波的振幅比进行光滑化约束处理，这样可以克服反演过程中的不适定性，最终得到光滑稳定的振幅比。
步骤6：根据光滑化约束处理后的振幅谱比计算得到每两个相邻深度的检波器之间对应的地层的品质因子；
在本实施例中，可以对利用整形正则化算子处理过后的振幅谱比O(f)进行拟合，使代表O(f)的曲线更加光滑平稳，将O(f)回代到公式(12)中，可以求出每两个相邻深度的检波器之间对应的地层的品质因子Q。
步骤7：对计算得到的每两个相邻深度的检波器之间对应的地层的品质因子进行插值运算，得到该激发井对应的近地表地层内随深度变化的品质因子；
由于接收井的数量有限，检波器的数量有限，因此步骤6得到的每两个相邻深度的检波器之间对应的地层的品质因子有限，所以通过对每两个相邻深度的检波器之间对应的地层的品质因子进行纵向插值运算，可以获得近地表地层内随深度变化的品质因子。
步骤8：对工区内所有的激发井重复1-7的步骤，获得每口激发井对应的近地表层不同深度处的品质因子；
步骤9：按照构造模式对获得的每口激发井对应的近地表地层不同深度处的品质因子进行插值和外推，获得整个工区近地表品质因子三维衰减模型。
如图3所示，为通过本实施例中的方法得到的某工区近地表的三维衰减模型模型，其中图示中的3500-14000、4500-18000表示工区的方位坐标，单位为米，10-50代表深度坐标，单位为米，5-35代表颜色深浅与品质因子Q值的大小关系，品质因子Q值越小，颜色越深，对地震波的衰减作用越大。
通过本发明的方法计算得出的品质因子三维衰减模型可以很好的描述近地表地层介质对地震波的衰减特性，为高质量三维地震处理资料的获取和油气藏精细描述提供了保证；同时本发明中的品质因子三维衰减模型是基于时间窗口函数可以灵活调节的广义S变换求出的，提高了的时间分辨率和频率分辨率；又由于采用了整形正则化算子对振幅谱比做光滑化约束处理，提高了谱比值解的稳定性。
实施例二
本发明实施例提供了一种品质因子三维衰减模型的建立方法，该方法包括：
步骤1：在激发井的井口的激发点和井底的激发点之间还包括多个激发点，多个激发点间隔布置，在多个激发点依次放炮，每口接收井的井底的检波器分别接收从多个激发点中的每个激发点传来的地震波信息；
例如在本实施例中，若激发井的深度为50m，从激发井的井底开始设置激发点，每隔1m布置一个激发点，从井底到井口的激发点分别为激发点0、激发点1直至激发点50，以激发井为圆心，以4m为半径在激发井周围布置15口接收井，每口接收井的井底设有一个检波器，15口接收井的深度顺次增加，深度最小的接收井到深度最大的接收井内的检波器分别为检波器1、检波器2直至检波器15，从激发点0至激发点50依次放炮激发地震波，每个激发点激发的地震波都会由15个检波器接收。
步骤2)至6)包括：
对于位于激发井的一半深度以下的多个激发点激发的地震波，初至波的提取方法如下：
从位于激发井的一半深度以上的不同深度处的检波器接收的地震波信息中提取出每个深度的检波器接收的初至波信息，其中，位于激发井的一半深度以下的多个激发点中的每个激发点与位于激发井的一半深度以上的深度最大的检波器之间的距离与相同的半径的比值大于或者等于该相同的半径的两倍；
在位于激发井一半深度以下的所有激发点中，会有多个激发点，该多个激发点中的每个激发点和位于激发井的一半深度以上的深度最大的检波器之间的距离与激发井和接收井之间的水平距离的比值大于或者等于该水平距离的两倍，该水平距离的大小即为以激发井为圆心，以相同的半径在激发井周围布置多口接收井时所设置的相同的半径的大小，因此位于激发井一半深度以上的检波器的接收到的该多个激发点激发的地震波可以等效为垂直方向接收，而从垂直方向接收到的地震波信息中可以更准确反应地层对地震波的衰减信息，因此对于该多个激发点激发的地震波，可以从位于激发井一半深度以上的不同深度处的检波器接收的地震波信息中提取出每个深度的检波器接收的初至波信息，例如：
若本实施例中位于激发井25m深度以下的检波器有6个，即检波器10至检波器15位于激发井25m深度以下，位于激发井25m深度以上的检波器有9个，即检波器1至检波器9位于激发井25m深度以上，在位于激发井25m深度以下的25个激发点中，有4个激发点，激发点0至激发点3与位于激发井的一半深度以上的深度最大的检波器即检波器9之间的距离与4的比值大于8，4为激发井和接收井之间的水平距离，因此对于激发点0至激发点3激发的地震波，可以分别从检波器1至检波器9这9个检波器接收的地震波信息中提取每个检波器接收到的初至波信息。
提取完位于激发井的一半深度以下的每个检波器接收到的初至波信息后，位于激发井的一半深度以上的地层的品质因子的求取方法可以如下：
针对该4个激发点，算出每个激发点对应的每两个相邻深度的检波器之间的地层的品质因子：
例如对于激发点0：从检波器1至检波器9这9个检波器接收的地震波信息中提取每个检波器接收到的初至波信息，重复实施例一中的步骤3)-6)，在此不再重复，计算得到每两个相邻深度的检波器之间对应的地层的品质因子，即激发点0对应的检波器1至检波器2之间对应的地层的品质因子、检波器2至检波器3之间对应的地层的品质因子，直至检波器8至检波器9之间对应的地层的品质因子；
对于激发点1：从检波器1至检波器9这9个检波器接收的地震波信息中提取每个检波器接收到的初至波信息，重复实施例一中的步骤3)-6)，计算得到每两个相邻深度的检波器之间对应的地层的品质因子，即激发点1对应的检波器1至检波器2之间对应的地层的品质因子、检波器2至检波器3之间对应的地层的品质因子，直至检波器8至检波器9之间对应的地层的品质因子；
激发点2至激发点3也按照如上方法，计算得出每个激发点对应的检波器1至检波器9中每两个相邻的检波器之间对应的地层的品质因子，在此不再重复。
因此，对于检波器1至检波器2之间对应的地层，总共有4个品质因子，分别为激发点0至激发点3求出的品质因子，对该4个品质因子求平均值，将该平均值作为检波器1至检波器2之间对应的地层的最终的品质因子，同理，每两个相邻的检波器之间对应的地层都会有4个品质因子，都是将4个品质因子求出的平均值作为该两个相邻的检波器之间对应的地层的最终的品质因子。
可选地，也可以将检波器1至检波器9中接收到的激发点0至激发点25激发的初值波的信息全部提取出来，重复上述步骤，求出该26个激发点对应的每两个相邻的检波器之间对应的地层的26个品质因子，对该26个品质因子求平均值，将求出的平均值作为该两个相邻的检波器之间对应的地层的最终的品质因子。
相对于实施例一中的方法，本实施例中通过设置多个激发点，可以在每两个检波器之间对应的地层求出多个品质因子的值，而将该多个品质因子的平均值作为该地层最终的品质因子可以增加品质因子的计算结果的稳定性和精确性。
同理，对于位于激发井的一半深度以上的多个激发点激发的地震波，从位于激发井的一半深度以下的不同深度处的检波器接收的地震波信息中提取出每个深度的检波器接收的初至波信息，其中，位于激发井的一半深度以上的多个激发点中的每个激发点与位于激发井的一半深度以下的深度最小的检波器之间的距离与相同的半径的比值大于或者等于该相同的半径的两倍，例如对于激发点47至激发点50，与位于激发井的一半深度以下的深度最小的检波器即检波器10之间的距离与4的比值大于8，4为激发井和接收井之间的水平距离，对于激发点47和激发点50激发的地震波，可以从检波器10至检波器15这6个检波器接收的地震波信息中提取每个检波器接收到的初至波信息，为了计算检波器9与检波器10之间对应的地层的品质因子，也可以从检波器9至检波器15这7个检波器接收的地震波信息中提取每个检波器接收到的初至波信息，其中，激发点47至激发点50与检波器9之间的距离与4的比值也大于8，提取完检波器9与检波器10接收到的初至波信息后，位于激发井的一半深度以下的地层的品质因子的求取方法可以如下：
针对该4个激发点，算出每个激发点对应的每两个相邻深度的检波器之间的地层的品质因子：
例如对于激发点47：从检波器9至检波器15这7个检波器接收的地震波信息中提取每个检波器接收到的初至波信息，重复实施例一中的步骤3)-6)，计算得到每两个相邻深度的检波器之间对应的地层的品质因子，即激发点47对应的检波器9至检波器10之间对应的地层的品质因子、检波器10至检波器11之间对应的地层的品质因子，直至检波器14至检波器13之间对应的地层的品质因子；
激发点48至激发点50也按照如上方法，计算得出每个激发点对应的检波器9至检波器15中每两个相邻的检波器之间对应的地层的品质因子，在此不再重复。
因此，对于检波器9至检波器10之间对应的地层，总共有4个品质因子，分别为激发点47至激发点50求出的品质因子，对该4个品质因子求平均值，将该平均值作为检波器9至检波器10之间对应的地层的最终的品质因子，同理，每两个相邻的检波器之间对应的地层都会有4个品质因子，都是将4个品质因子求出的平均值作为该两个相邻的检波器之间对应的地层的最终的品质因子。
可选地，也可以将检波器9至检波器15中接收到的激发点25至激发点50激发的初值波的信息全部提取出来，重复上述步骤，求出该26个激发点对应的每两个相邻的检波器之间对应的地层的26个品质因子，对该26个品质因子求平均值，将求出的平均值作为该两个相邻的检波器之间对应的地层的最终的品质因子。
综上所述，可以求出所有接收井中的每两个相邻深度的检波器之间对应的地层的品质因子。
步骤7：对计算得到的每两个相邻深度的检波器之间对应的地层的品质因子进行插值运算，得到该激发井对应的近地表地层内随深度变化的品质因子，此步骤与实施例一中的步骤7相同；
步骤8：对工区内所有的激发井重复以上步骤，获得每口激发井对应的近地表地层不同深度处的品质因子；
步骤9：按照构造模式对获得的每口激发井对应的近地表地层不同深度处的品质因子进行插值和外推，获得整个工区近地表品质因子三维衰减模型。
本发明实施例中的方法计算得出的品质因子三维衰减模型可以很好的描述近地表地层介质对地震波的衰减特性，为高质量三维地震处理资料的获取和油气藏精细描述提供了保证；由于采用了多个激发点激发地震波，因此对于每两个相邻深度的检波器之间对应的地层的可以求出多个品质因子，将多个品质因子的平均值最为最终的品质因子，增加了品质因子的计算结果的稳定性和精确性；同时本发明中的品质因子三维衰减模型是基于时间窗口函数可以灵活调节的广义S变换求出的，提高了的时间分辨率和频率分辨率；又由于采用了整形正则化算子对振幅谱比做光滑化约束处理，提高了谱比值解的稳定性。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种品质因子三维衰减模型的建立方法，其特征在于，所述方法包括：
1)以激发井为圆心，以相同的半径在所述激发井的周围布置多口不同深度的接收井，在所述激发井的井底和井口各设置一个激发点依次放炮，用以激发地震波，在每口接收井的井底各布置一个检波器接收激发点传来的地震波信息；
其中，所述多口接收井的深度顺次增加，所述多口接收井中最深的接收井与所述激发井的深度相同，所述激发井和所述多口接收井的深度位于近地表地层深度范围内；
2)对于所述激发井的井口的激发点激发的地震波，从位于所述激发井一半深度以下的不同深度处的检波器接收的地震波信息中提取出每个深度的检波器接收的初至波信息，所述井口的激发点激发的地震波信息用于计算所述激发井所处位置的下半部分地层的对应的品质因子；
对于所述激发井的井底的激发点激发的地震波，从位于所述激发井一半深度以上的不同深度处的检波器接收的地震波信息中提取出每个深度的检波器接收的初至波信息，所述井底的激发点激发的地震波信息用于计算所述激发井所处位置的上半部分地层的对应的品质因子；
3)利用广义S变换将每个深度的检波器接收的初至波对应的旅行时由时空域转换为时频域，从时频域中获得每个深度的检波器接收的初至波的振幅谱；
4)利用谱比法对每两个相邻深度的检波器接收的初至波的振幅谱作比，得到每两个相邻深度的检波器接收的初至波的振幅谱比；
5)利用整形正则化算子对每两个相邻深度的检波器接收的初至波的振幅谱比做光滑化约束处理；
6)根据光滑化约束处理后的振幅谱比计算得到每两个相邻深度的检波器之间对应的地层的品质因子；
7)对计算得到的每两个相邻深度的检波器之间对应的地层的品质因子进行插值运算，得到该激发井对应的近地表地层内随深度变化的品质因子；
8)对工区内所有的激发井重复1)-7)的步骤，获得每口激发井对应的近地表地层不同深度处的品质因子；
9)按照构造模式对获得的每口激发井对应的近地表地层不同深度处的品质因子进行插值和外推，获得整个工区近地表品质因子三维衰减模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)包括：
在所述激发井的井口的激发点和井底的激发点之间还包括多个激发点，所述多个激发点间隔布置，在所述多个激发点依次放炮，每口接收井的井底的检波器分别接收从所述多个激发点中的每个激发点传来的地震波信息；
相应的，步骤2)至6)包括：
对于位于所述激发井的一半深度以上的多个激发点激发的地震波，从位于所述激发井的一半深度以下的不同深度处的检波器接收的地震波信息中提取出每个深度的检波器接收的初至波信息，其中，所述位于所述激发井的一半深度以上的多个激发点中的每个激发点与位于所述激发井的一半深度以下的深度最小的检波器之间的距离与所述半径的比值大于或者等于所述半径的两倍；重复步骤3)-6)，计算得到位于所述激发井的一半深度以上的多个激发点对应的每两个相邻深度的检波器之间对应的地层的多个品质因子，对每两个相邻深度的检波器之间对应的地层的多个品质因子求平均值，将所述平均值作为每两个相邻深度的检波器之间对应的地层的品质因子；
对于位于所述激发井的一半深度以下的多个激发点激发的地震波，从位于所述激发井的一半深度以上的不同深度处的检波器接收的地震波信息中提取出每个深度的检波器接收的初至波信息，其中，所述位于所述激发井的一半深度以下的多个激发点中的每个激发点与位于所述激发井的一半深度以上的深度最大的检波器之间的距离与所述半径的比值大于或者等于所述半径的两倍；重复步骤3)-6)，计算得到位于所述激发井的一半深度以下的多个激发点对应的每两个相邻深度的检波器之间对应的地层的多个品质因子，对每两个相邻深度的检波器之间对应的地层的多个品质因子求平均值，将所述平均值作为每两个相邻深度的检波器之间对应的地层的品质因子。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述整形正则化算子为高斯平滑算子。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相同的半径大于或等于2m且小于或等于6m。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述多口不同深度的接收井中，每两口相邻的接收井的深度之差大于或等于2m且小于或等于8m。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多口不同深度的接收井的数量大于或等于12且小于或等于20。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多个激发点中每两个激发点的间距为1m。
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