CN110764145A - 薄层顶底界面反射系数的反演方法及装置 - Google Patents

Abstract

本说明书一个或多个实施例公开了一种薄层顶底界面反射系数的反演方法及装置，用以实现薄层顶底界面反射系数的定量预测。所述方法包括：基于单薄层模型，确定P波垂直入射时的薄层反射系数能谱；其中，所述薄层反射系数能谱与薄层顶底界面的反射系数相关；根据所述薄层反射系数能谱，确定所述薄层的时间厚度；根据所述薄层的时间厚度以及所述薄层反射系数能谱和所述薄层顶底界面的反射系数之间的关系，计算所述薄层顶底界面的反射系数。该技术方案实现了薄层顶底界面反射系数的反演，且计算过程简便快捷。

Description

薄层顶底界面反射系数的反演方法及装置

技术领域

本说明书涉及地震技术反演方法研究领域，尤其涉及一种薄层顶底界面反射系数的反演方法及装置。

背景技术

薄层与薄互层在我国沉积盆地是广泛存在的。随着我国化石能源勘探的发展，薄层的识别越来越受到重视，薄层的研究已经成为化石能源勘探开发的重点和难点。同时，国际上基于地层反射系数的物性反演方法是目前各大石油公司和相关院校攻关研究的热点。

相比于厚层，薄层在地震勘探中更加难以解译。薄层顶底界面在地震记录上很难分辨，表现为一个相干的复合波，从而导致目前的地震技术无法得到薄层顶底界面的反射系数。

薄层反射系数反演自Partyka，Castgana，Puryear等人提出以来受到了很多的关注。他们给出的薄层反射系数反演理论是在频率域进行运算的，具体流程如下：将时间域地震数据进行频谱分析，从中得到优势频段的信息继而计算稀疏的反射系数序列。该方法计算反射系数序列时，先将顶底界面反射系数进行奇偶分解，并分配权重，同时构造薄层反射系数目标函数，再利用得到的优势频段信息进行运算便可预测顶底界面反射系数。该方法为地震薄层参数反演提供了一种新的可行思路；但权重参数的设置具有一定的经验性，在具体应用中存在较大的预测结果不确定性。

强阻抗差的煤系地层和弱阻抗差的砂泥岩地层是我国煤田地质和油气地质勘探中面临的两种典型薄互层模型。其中，研究弱阻抗差薄层对于我国的油气地震勘探具有十分重要的应用价值。因此，我们提出一种新的薄层顶底界面反射系数反演方法，以推动我国化石能源勘探开发中薄层地震反演的技术进步。

发明内容

本说明书一个或多个实施例的目的是提供一种薄层顶底界面反射系数的反演方法及装置，用以实现薄层顶底界面反射系数的定量预测。

为解决上述技术问题，本说明书一个或多个实施例是这样实现的：

一方面，本说明书一个或多个实施例提供一种薄层顶底界面反射系数的反演方法，包括：

基于单薄层模型，确定P波垂直入射时的薄层反射系数能谱；其中，所述薄层反射系数能谱与薄层顶底界面的反射系数相关；

根据所述薄层反射系数能谱，确定所述薄层的时间厚度；

根据所述薄层的时间厚度以及所述薄层反射系数能谱和所述薄层顶底界面的反射系数之间的关系，计算所述薄层顶底界面的反射系数。

在一个实施例中，所述确定P波垂直入射时的薄层反射系数能谱，包括：

基于单薄层模型的薄层参数，确定P波入射时的薄层反射系数；其中，所述薄层参数包括薄层中各目标层的纵波速度、横波速度、密度、透射角及P波入射角；

根据所述薄层反射系数，推导P波垂直入射时的薄层复反射系数；其中，所述薄层复反射系数与频率及薄层的时间厚度相关；

将所述薄层复反射系数转换为所述薄层反射系数能谱。

在一个实施例中，所述确定P波垂直入射时的薄层反射系数能谱，包括：

基于理论模型输入地震记录及雷克子波；

利用快速傅里叶变换方式FFT，分别将所述地震记录及雷克子波变换为频率域的地震记录及频率域的雷克子波；

计算所述频率域的地震记录除以所述频率域的雷克子波的商值，并确定所述商值为P波垂直入射时的薄层反射系数；

根据P波垂直入射时的薄层反射系数，推导P波垂直入射时的薄层复反射系数；其中，所述薄层复反射系数与频率及薄层的时间厚度相关；

将所述薄层复反射系数转换为所述薄层反射系数能谱。

在一个实施例中，所述确定P波垂直入射时的薄层反射系数能谱，包括：

基于实际数据模型输入单频目标层的地震角道集数据；

利用希尔伯特变换方式对所述地震角道集数据进行变换，以构造复地震道；所述复地震道包括实部地震道和虚部地震道；

确定各所述实部地震道的最大振幅及各所述虚部地震道的最大振幅；

根据各所述实部地震道的最大振幅及各所述虚部地震道的最大振幅，确定所述地震角道集数据中的垂直入射角道集的最大振幅；

利用P波垂直入射时的地震记录除以所述垂直入射角道集的最大振幅，得到薄层反射子波；

利用各角道集对应的地震记录除以所述薄层反射子波，得到各角道集对应的薄层反射系数；

将P波垂直入射时的薄层反射系数确定为P波垂直入射时的薄层反射系数能谱。

在一个实施例中，所述根据所述薄层反射系数能谱，确定所述薄层的时间厚度，包括：

计算所述薄层反射系数能谱对频率的一阶导数及三阶导数；

根据所述薄层反射系数能谱对频率的一阶导数及三阶导数，计算所述薄层的时间厚度。

在一个实施例中，所述单薄层模型为楔状模型；所述楔状模型包括多个道；

所述计算所述薄层顶底界面的反射系数，包括：

计算各道对应的所述薄层顶底界面的反射系数；

计算各道对应的所述薄层顶底界面的反射系数的平均值，作为所述楔状模型的薄层顶底界面的反射系数。

另一方面，本说明书一个或多个实施例提供一种薄层顶底界面反射系数的反演装置，包括：

第一确定模块，用于基于单薄层模型，确定P波垂直入射时的薄层反射系数能谱；其中，所述薄层反射系数能谱与薄层顶底界面的反射系数相关；

第二确定模块，用于根据所述薄层反射系数能谱，确定所述薄层的时间厚度；

计算模块，用于根据所述薄层的时间厚度以及所述薄层反射系数能谱和所述薄层顶底界面的反射系数之间的关系，计算所述薄层顶底界面的反射系数。

在一个实施例中，所述第一确定模块包括：

第一确定单元，用于基于单薄层模型的薄层参数，确定P波入射时的薄层反射系数；其中，所述薄层参数包括薄层中各目标层的纵波速度、横波速度、密度、透射角及P波入射角；

第一推导单元，用于根据所述薄层反射系数，推导P波垂直入射时的薄层复反射系数；其中，所述薄层复反射系数与频率及薄层的时间厚度相关；

第一转换单元，用于将所述薄层复反射系数转换为所述薄层反射系数能谱。

在一个实施例中，所述第一确定模块包括：

第一输入单元，用于基于理论模型输入地震记录及雷克子波；

变换单元，用于利用快速傅里叶变换方式FFT，分别将所述地震记录及雷克子波变换为频率域的地震记录及频率域的雷克子波；

第一计算单元，用于计算所述频率域的地震记录除以所述频率域的雷克子波的商值，并确定所述商值为P波垂直入射时的薄层反射系数；

第二推导单元，用于根据P波垂直入射时的薄层反射系数，推导P波垂直入射时的薄层复反射系数；其中，所述薄层复反射系数与频率及薄层的时间厚度相关；

第二转换单元，用于将所述薄层复反射系数转换为所述薄层反射系数能谱。

在一个实施例中，所述第一确定模块包括：

第二输入单元，用于基于实际数据模型输入单频目标层的地震角道集数据；

构造单元，用于利用希尔伯特变换方式对所述地震角道集数据进行变换，以构造复地震道；所述复地震道包括实部地震道和虚部地震道；

第二确定单元，用于确定各所述实部地震道的最大振幅及各所述虚部地震道的最大振幅；

第二计算单元，用于根据各所述实部地震道的最大振幅及各所述虚部地震道的最大振幅，确定所述地震角道集数据中的垂直入射角道集的最大振幅；

第三计算单元，用于利用P波垂直入射时的地震记录除以所述垂直入射角道集的最大振幅，得到薄层反射子波；

第四计算单元，用于利用各角道集对应的地震记录除以所述薄层反射子波，得到各角道集对应的薄层反射系数；

第三确定单元，用于将P波垂直入射时的薄层反射系数确定为P波垂直入射时的薄层反射系数能谱。

在一个实施例中，所述第二确定模块包括：

第五计算单元，用于计算所述薄层反射系数能谱对频率的一阶导数及三阶导数；

第六计算单元，用于根据所述薄层反射系数能谱对频率的一阶导数及三阶导数，计算所述薄层的时间厚度。

在一个实施例中，所述单薄层模型为楔状模型；所述楔状模型包括多个道；

所述计算模块包括：

第七计算单元，用于计算各道对应的所述薄层顶底界面的反射系数；

第八计算单元，用于计算各道对应的所述薄层顶底界面的反射系数的平均值，作为所述楔状模型的薄层顶底界面的反射系数。

采用本说明书一个或多个实施例的技术方案，通过基于单薄层模型，确定P波垂直入射时的薄层反射系数能谱，并根据薄层反射系数能谱确定薄层的时间厚度；进而根据薄层的时间厚度以及薄层反射系数能谱和薄层顶底界面的反射系数之间的关系，计算薄层顶底界面的反射系数。因此，该技术方案实现了薄层顶底界面反射系数的反演，且计算过程简便快捷。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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说明书一个或多个实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本说明书一实施例的一种薄层顶底界面反射系数的反演方法的示意性流程图；

图2是根据本说明书另一实施例的一种薄层顶底界面反射系数的反演方法的示意性流程图；

图3是根据本说明书一实施例的一种薄层顶底界面反射系数的反演方法中的单薄层模型示意图；

图4是根据本说明书一实施例的一种薄层反射系数能谱的确定方法的示意性流程图；

图5是根据本说明书另一实施例的一种薄层反射系数能谱的确定方法的示意性流程图；

图6是根据本说明书一实施例的一种薄层顶底界面反射系数的反演方法中的楔状模型示意图；

图7(a)～7(d)是根据本说明书一实施例的一种薄层顶底界面反射系数的反演方法中的楔状模型的合成地震记录示意图；

图8是根据本说明书一具体实施例的一种薄层顶底界面反射系数的反演结果意图；

图9是根据本说明书一实施例的一种薄层顶底界面反射系数的反演装置的示意性框图。

具体实施方式

本说明书一个或多个实施例提供一种薄层顶底界面反射系数的反演方法及装置，用以实现薄层顶底界面反射系数的定量预测。

为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书一个或多个实施例中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书一个或多个实施例保护的范围。

图1是根据本说明书一实施例的一种薄层顶底界面反射系数的反演方法的示意性流程图，如图1所示，该方法包括：

S102，基于单薄层模型，确定P波垂直入射时的薄层反射系数能谱；其中，薄层反射系数能谱与薄层顶底界面的反射系数相关。

S104，根据薄层反射系数能谱，确定薄层的时间厚度。

S106，根据薄层的时间厚度以及薄层反射系数能谱和薄层顶底界面的反射系数之间的关系，计算薄层顶底界面的反射系数。

采用本说明书一个或多个实施例的技术方案，通过基于单薄层模型，确定P波垂直入射时的薄层反射系数能谱，并根据薄层反射系数能谱确定薄层的时间厚度；进而根据薄层的时间厚度以及薄层反射系数能谱和薄层顶底界面的反射系数之间的关系，计算薄层顶底界面的反射系数。因此，该技术方案实现了薄层顶底界面反射系数的反演，且计算过程简便快捷。

下面详细介绍本实施例提供的一种薄层顶底界面反射系数的反演方法。

在一个实施例中，可按照如图2所示的下列步骤进行薄层顶底界面反射系数的反演：

S201，基于单薄层模型的薄层参数，确定P波入射时的薄层反射系数。

其中，薄层参数包括薄层中各目标层的纵波速度、横波速度、密度、透射角及P波入射角。

图3示出了单薄层模型的各薄层参数及P波入射时的薄层反射系数。如图3所示，在P波入射的情况下，薄层反射P波是顶界面反射与底界面反射以及层间多次波和转换波的叠加复合波。R₁、R₂分别是顶、底界面的PP波反射系数；θ₁表示P波入射角、θ₂是第二层透射角，θ₃是第三层透射角。V_Pi，V_Si和ρ_i(i＝1，2，3)分别为单薄层模型各目标层的纵波速度、横波速度和密度。

薄层反射P波的反射系数R在弱阻抗差和舍弃泰勒展开式高阶项的情况下可以表示成如下公式(1a)：

R(θ₁)＝A+B sin²θ₁+G sin⁴θ₁ (1a)

设Ar及Ai分别代表复数A的实部和虚部(对于B、C同理)，则有如下公式(1b)、(1c)、(1d)：

其中：

M₁＝R₁，M₂＝R₂；

且定义：

V_Pa1＝(V_P2+V_P1)/2；ΔV_P1＝V_P2-V_P1；

V_Sa1＝(V_S2+V_S1)/2；ΔV_S1＝V_S2-V_S1；

ρ_a1＝(ρ₂+ρ₁)/2；Δρ₁＝ρ₂-ρ₁；θ_a1＝(θ₂+θ₁)/2；

V_Pa2＝(V_P3+V_P2)/2；ΔV_P2＝V_P3-V_P2；

V_Sa2＝(V_S2+V_S2)/2；ΔV_S2＝V_S3-V_S2；

ρ_a2＝(ρ₃+ρ₂)/2；Δρ₂＝ρ₃-ρ₂；θ_a2＝(θ₃+θ₂)/2； (1d)

上述公式(1a)～(1d)表明，薄层反射系数不仅与薄层的物性参数相关，还与角频率、薄层厚度和入射角有关。

S202，根据薄层反射系数，推导P波垂直入射时的薄层复反射系数；其中，薄层复反射系数与频率及薄层的时间厚度相关。

根据上述公式(1a)～(1d)，可进一步推导出P波垂直入射时的薄层复反射系数如以下公式(2)所示：

A₁＝R₁；

其中，f为频率，Δt为薄层的时间厚度。

S203，将薄层复反射系数转换为薄层反射系数能谱。

该步骤中，可按照以下公式(3)将薄层复反射系数转换为薄层反射系数能谱：

其中，S201～S203的步骤属于上述实施例中S102的具体实施过程，即如何确定P波垂直入射时的薄层反射系数能谱的过程。

S204，根据薄层反射系数能谱，确定薄层的时间厚度。

在一个实施例中，可先计算薄层反射系数能谱对频率的一阶导数及三阶导数；然后根据薄层反射系数能谱对频率的一阶导数及三阶导数，计算薄层的时间厚度。

具体的，对上述公式(3)所示的薄层反射系数能谱，求取其对频率的一阶导数如以下公式(4)所示，对频率的三阶导数如以下公式(5)所示：

(R²(f))′＝-4A₁A₂πΔtsin(2πfΔt) (4)

(R²(f))″′＝16A₁A₂π³(Δt)³sin(2πfΔt) (5)

薄层的时间厚度如以下公式(6)所示：

S205，根据薄层的时间厚度以及薄层反射系数能谱和薄层顶底界面的反射系数之间的关系，计算薄层顶底界面的反射系数。

利用上述公式(6)所示的薄层的时间厚度以及公式(3)所示的薄层反射系数能谱和薄层顶底界面的反射系数之间的关系，列出以下二元二次方程组(7)：

对方程组(7)进行迭代求解，即可得到薄层顶底界面的反射系数R₁、R₂。

在一个实施例中，输入数据为叠前动校正后数据或叠后地震数据，对输入数据进行反褶积运算得到薄层复反射系数，将薄层复反射系数进行运算便可得到薄层的反射系数能谱，进而按照上述实施例中的公式(4)～(7)反演出薄层顶底界面的反射系数R₁、R₂。以下分别说明针对不同的模型如何对输入数据进行反褶积运算。

针对理论模型，可按照如图4所示的下列步骤确定P波垂直入射时的薄层反射系数能谱：

S401，基于理论模型输入地震记录及雷克子波。

S402，利用快速傅里叶变换方式FFT，分别将地震记录及雷克子波变换为频率域的地震记录及频率域的雷克子波。

S403，计算频率域的地震记录除以频率域的雷克子波的商值，并确定该商值为P波垂直入射时的薄层反射系数。

S404，根据P波垂直入射时的薄层反射系数，推导P波垂直入射时的薄层复反射系数。

其中，薄层复反射系数与频率及薄层的时间厚度相关。

S405，将薄层复反射系数转换为薄层反射系数能谱。

确定薄层反射系数能谱之后，即可按照上述实施例中的公式(4)～(7)反演出薄层顶底界面的反射系数R₁、R₂。

基于实际数据模型，可按照如图5所示的下列步骤确定P波垂直入射时的薄层反射系数能谱：

S501，基于实际数据模型输入单频目标层的地震角道集数据。

本实施例中，假设共有t道地震角道集数据，采样点个数为s；设置循环变量i，则i＝0，1，...，t-1。

S502，利用希尔伯特变换方式对地震角道集数据进行变换，以构造复地震道；复地震道包括实部地震道和虚部地震道。

S503，确定各实部地震道的最大振幅及各虚部地震道的最大振幅。

该步骤中，可利用GetMax函数求取各地震角道集数据的最大振幅，包括各地震角道集数据的实部地震道的最大振幅及虚部地震道的最大振幅，可分别记为S_r(i)和S_i(i)，i表示第i个地震道。S_r(1)和S_i(1)分别表示第一道地震记录的实部和虚部，是垂直入射角道集，或者是近似垂直入射角道集。

对实际数据来说，确定精准子波是很困难的，本实施例中是薄层反射系数能谱(振幅)进行计算，假设单频假设下，子波的最大振幅是不变的，则可用如下方法进行子波近似计算。

本实施例中，可利用测井模型计算单频薄层随角度变化的薄层反射系数，具体计算过程可包括以下步骤：

S504，根据各实部地震道的最大振幅及各虚部地震道的最大振幅，确定地震角道集数据中的垂直入射角道集的最大振幅。

其中，垂直入射角道集的最大振幅包括垂直入射角道集对应的实部地震道的最大振幅及虚部地震道的最大振幅，可分别记为R_r和R_i。

S505，利用P波垂直入射时的地震记录除以垂直入射角道集的最大振幅，得到薄层反射子波。

本实施例中，薄层反射子波的实部和虚部可分别记为W_r和W_i，即，W_r＝S_r(0)/R_r；W_i＝S_i(0)/R_i。

S506，利用各角道集对应的地震记录除以薄层反射子波，得到各角道集对应的薄层反射系数。

本实施例中只考虑振幅，因此各角道集对应的地震记录即为各角道集的实部地震道的最大振幅及虚部地震道的最大振幅。若薄层反射系数的实部和虚部分别记为R_ppr(i)和R_ppi(i)，则R_ppr(i)＝S_r(i)/W_r；R_ppi(i)＝S_i(i)/W_i。

组合实部和虚部即可得到薄层发射系数，取垂直入射角道集对应的薄层反射系数，即P波垂直入射时的薄层反射系数。

S507，将P波垂直入射时的薄层反射系数确定为P波垂直入射时的薄层反射系数能谱。

确定薄层反射系数能谱之后，即可按照上述实施例中的公式(4)～(7)反演出薄层顶底界面的反射系数R₁、R₂。

在一个实施例中，单薄层模型为楔状模型；楔状模型包括多个道。基于此，计算薄层顶底界面的反射系数时，可先计算各道对应的薄层顶底界面的反射系数；然后计算各道对应的薄层顶底界面的反射系数的平均值，作为楔状模型的薄层顶底界面的反射系数。

为不失一般性，设计如图6所示的四种薄层楔状模型，模型参数如表1所示，设震源子波为Ricker子波，主频50HZ，合成地震记录如图7(a)～7(d)所示，其中，图7(a)～7(d)分别为模型1、模型2、模型3、模型4的合成地震记录。利用图2所示的步骤S201～S205进行薄层顶底界面反射系数的反演(反演中对楔状模型逐道进行处理，取各道反演的反射系数的平均值作为最终的反射系数值)，反演结果如表2所示。

其中，R₁的精确值为薄层顶界面实际反射系数，R₁的预测值为薄层顶界面反演反射系数，R₂的精确值为薄层顶界面实际反射系数，R₂的预测值为薄层顶界面反演反射系数。

表1模型弹性参数

表2薄层顶底界面的反射系数预测及误差

利用图4所示的步骤(即理论模型反射系数计算流程)计算得到薄层反射系数能谱，在能谱已知的基础上利用图2所示的步骤进行薄层顶底界面反射系数反演。由表2可知，利用上述方法能够反演出薄层顶底界面的反射系数且，反演误差小于10％，精度较高。

图8及下表3为鄂尔多斯杭锦旗地区J86井约束下的反演实例。

表3实际数据测井模型

本实施例中，薄层钻孔揭露厚度为5.5mm；表3中速度的单位为m/s，密度的单位为g/cm3。R₁、R₂为顶底界面反射系数。

通过前期处理得到薄层反射系数能谱，用差分方法进行求导并计算出薄层的时间厚度，在已知薄层厚度的基础上进行薄层顶底界面反射系数反演，反演结果如下表4，误差小于10％，属于工业界可接受范围(工业界一般要求误差不大于10％)。结果表明，上述实施例所述的方法在有井约束情况下能高精度的对实际薄层介质进行顶底界面反射系数的反演。

表4实际薄层模型顶底界面的反射系数预测及误差

综上，已经对本主题的特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作可以按照不同的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序，以实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理可以是有利的。

以上为本说明书一个或多个实施例提供的薄层顶底界面反射系数的反演方法，基于同样的思路，本说明书一个或多个实施例还提供一种薄层顶底界面反射系数的反演装置。

图9是根据本说明书一实施例的一种薄层顶底界面反射系数的反演装置的示意性框图，如图9所示，薄层顶底界面反射系数的反演装置900包括：

第一确定模块910，用于基于单薄层模型，确定P波垂直入射时的薄层反射系数能谱；其中，薄层反射系数能谱与薄层顶底界面的反射系数相关；

第二确定模块920，用于根据薄层反射系数能谱，确定薄层的时间厚度；

计算模块930，用于根据薄层的时间厚度以及薄层反射系数能谱和薄层顶底界面的反射系数之间的关系，计算薄层顶底界面的反射系数。

在一个实施例中，第一确定模块910包括：

第一确定单元，用于基于单薄层模型的薄层参数，确定P波入射时的薄层反射系数；其中，薄层参数包括薄层中各目标层的纵波速度、横波速度、密度、透射角及P波入射角；

第一推导单元，用于根据薄层反射系数，推导P波垂直入射时的薄层复反射系数；其中，薄层复反射系数与频率及薄层的时间厚度相关；

第一转换单元，用于将薄层复反射系数转换为薄层反射系数能谱。

在一个实施例中，第一确定模块910包括：

第一输入单元，用于基于理论模型输入地震记录及雷克子波；

变换单元，用于利用快速傅里叶变换方式FFT，分别将地震记录及雷克子波变换为频率域的地震记录及频率域的雷克子波；

第一计算单元，用于计算频率域的地震记录除以频率域的雷克子波的商值，并确定商值为P波垂直入射时的薄层反射系数；

第二推导单元，用于根据P波垂直入射时的薄层反射系数，推导P波垂直入射时的薄层复反射系数；其中，薄层复反射系数与频率及薄层的时间厚度相关；

第二转换单元，用于将薄层复反射系数转换为薄层反射系数能谱。

在一个实施例中，第一确定模块910包括：

第二输入单元，用于基于实际数据模型输入单频目标层的地震角道集数据；

构造单元，用于利用希尔伯特变换方式对地震角道集数据进行变换，以构造复地震道；复地震道包括实部地震道和虚部地震道；

第二确定单元，用于确定各实部地震道的最大振幅及各虚部地震道的最大振幅；

第二计算单元，用于根据各实部地震道的最大振幅及各虚部地震道的最大振幅，确定地震角道集数据中的垂直入射角道集的最大振幅；

第三计算单元，用于利用P波垂直入射时的地震记录除以垂直入射角道集的最大振幅，得到薄层反射子波；

第四计算单元，用于利用各角道集对应的地震记录除以薄层反射子波，得到各角道集对应的薄层反射系数；

第三确定单元，用于将P波垂直入射时的薄层反射系数确定为P波垂直入射时的薄层反射系数能谱。

在一个实施例中，第二确定模块920包括：

第五计算单元，用于计算薄层反射系数能谱对频率的一阶导数及三阶导数；

第六计算单元，用于根据薄层反射系数能谱对频率的一阶导数及三阶导数，计算薄层的时间厚度。

在一个实施例中，单薄层模型为楔状模型；楔状模型包括多个道；

计算模块930包括：

第七计算单元，用于计算各道对应的薄层顶底界面的反射系数；

第八计算单元，用于计算各道对应的薄层顶底界面的反射系数的平均值，作为楔状模型的薄层顶底界面的反射系数。

采用本说明书一个或多个实施例的装置，通过基于单薄层模型，确定P波垂直入射时的薄层反射系数能谱，并根据薄层反射系数能谱确定薄层的时间厚度；进而根据薄层的时间厚度以及薄层反射系数能谱和薄层顶底界面的反射系数之间的关系，计算薄层顶底界面的反射系数。因此，该装置实现了薄层顶底界面反射系数的反演，且计算过程简便快捷。

本领域的技术人员应可理解，上述薄层顶底界面反射系数的反演装置能够用来实现前文所述的薄层顶底界面反射系数的反演方法，其中的细节描述应与前文方法部分描述类似，为避免繁琐，此处不另赘述。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本说明书一个或多个实施例时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本领域内的技术人员应明白，本说明书一个或多个实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本说明书一个或多个实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书一个或多个实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本说明书一个或多个实施例是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书一个或多个实施例可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本说明书一个或多个实施例而已，并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说，本说明书一个或多个实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书一个或多个实施例的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种薄层顶底界面反射系数的反演方法，包括：

基于单薄层模型，确定P波垂直入射时的薄层反射系数能谱；其中，所述薄层反射系数能谱与薄层顶底界面的反射系数相关；

根据所述薄层反射系数能谱，确定所述薄层的时间厚度；

根据所述薄层的时间厚度以及所述薄层反射系数能谱和所述薄层顶底界面的反射系数之间的关系，计算所述薄层顶底界面的反射系数。

2.根据权利要求1所述的方法，所述确定P波垂直入射时的薄层反射系数能谱，包括：

基于单薄层模型的薄层参数，确定P波入射时的薄层反射系数；其中，所述薄层参数包括薄层中各目标层的纵波速度、横波速度、密度、透射角及P波入射角；

根据所述薄层反射系数，推导P波垂直入射时的薄层复反射系数；其中，所述薄层复反射系数与频率及薄层的时间厚度相关；

将所述薄层复反射系数转换为所述薄层反射系数能谱。

3.根据权利要求1所述的方法，所述确定P波垂直入射时的薄层反射系数能谱，包括：

基于理论模型输入地震记录及雷克子波；

利用快速傅里叶变换方式FFT，分别将所述地震记录及雷克子波变换为频率域的地震记录及频率域的雷克子波；

计算所述频率域的地震记录除以所述频率域的雷克子波的商值，并确定所述商值为P波垂直入射时的薄层反射系数；

根据P波垂直入射时的薄层反射系数，推导P波垂直入射时的薄层复反射系数；其中，所述薄层复反射系数与频率及薄层的时间厚度相关；

将所述薄层复反射系数转换为所述薄层反射系数能谱。

4.根据权利要求1所述的方法，所述确定P波垂直入射时的薄层反射系数能谱，包括：

基于实际数据模型输入单频目标层的地震角道集数据；

利用希尔伯特变换方式对所述地震角道集数据进行变换，以构造复地震道；所述复地震道包括实部地震道和虚部地震道；

确定各所述实部地震道的最大振幅及各所述虚部地震道的最大振幅；

根据各所述实部地震道的最大振幅及各所述虚部地震道的最大振幅，确定所述地震角道集数据中的垂直入射角道集的最大振幅；

利用P波垂直入射时的地震记录除以所述垂直入射角道集的最大振幅，得到薄层反射子波；

利用各角道集对应的地震记录除以所述薄层反射子波，得到各角道集对应的薄层反射系数；

将P波垂直入射时的薄层反射系数确定为P波垂直入射时的薄层反射系数能谱。

5.根据权利要求1所述的方法，所述根据所述薄层反射系数能谱，确定所述薄层的时间厚度，包括：

计算所述薄层反射系数能谱对频率的一阶导数及三阶导数；

根据所述薄层反射系数能谱对频率的一阶导数及三阶导数，计算所述薄层的时间厚度。

6.根据权利要求1所述的方法，所述单薄层模型为楔状模型；所述楔状模型包括多个道；

所述计算所述薄层顶底界面的反射系数，包括：

计算各道对应的所述薄层顶底界面的反射系数；

计算各道对应的所述薄层顶底界面的反射系数的平均值，作为所述楔状模型的薄层顶底界面的反射系数。

7.一种薄层顶底界面反射系数的反演装置，包括：

第一确定模块，用于基于单薄层模型，确定P波垂直入射时的薄层反射系数能谱；其中，所述薄层反射系数能谱与薄层顶底界面的反射系数相关；

第二确定模块，用于根据所述薄层反射系数能谱，确定所述薄层的时间厚度；

计算模块，用于根据所述薄层的时间厚度以及所述薄层反射系数能谱和所述薄层顶底界面的反射系数之间的关系，计算所述薄层顶底界面的反射系数。

8.根据权利要求7所述的装置，所述第一确定模块包括：

第一确定单元，用于基于单薄层模型的薄层参数，确定P波入射时的薄层反射系数；其中，所述薄层参数包括薄层中各目标层的纵波速度、横波速度、密度、透射角及P波入射角；

第一推导单元，用于根据所述薄层反射系数，推导P波垂直入射时的薄层复反射系数；其中，所述薄层复反射系数与频率及薄层的时间厚度相关；

第一转换单元，用于将所述薄层复反射系数转换为所述薄层反射系数能谱。

9.根据权利要求7所述的装置，所述第一确定模块包括：

第一输入单元，用于基于理论模型输入地震记录及雷克子波；

变换单元，用于利用快速傅里叶变换方式FFT，分别将所述地震记录及雷克子波变换为频率域的地震记录及频率域的雷克子波；

第一计算单元，用于计算所述频率域的地震记录除以所述频率域的雷克子波的商值，并确定所述商值为P波垂直入射时的薄层反射系数；

第二推导单元，用于根据P波垂直入射时的薄层反射系数，推导P波垂直入射时的薄层复反射系数；其中，所述薄层复反射系数与频率及薄层的时间厚度相关；

第二转换单元，用于将所述薄层复反射系数转换为所述薄层反射系数能谱。

10.根据权利要求7所述的装置，所述第一确定模块包括：

第二输入单元，用于基于实际数据模型输入单频目标层的地震角道集数据；

构造单元，用于利用希尔伯特变换方式对所述地震角道集数据进行变换，以构造复地震道；所述复地震道包括实部地震道和虚部地震道；

第二确定单元，用于确定各所述实部地震道的最大振幅及各所述虚部地震道的最大振幅；

第二计算单元，用于根据各所述实部地震道的最大振幅及各所述虚部地震道的最大振幅，确定所述地震角道集数据中的垂直入射角道集的最大振幅；

第三计算单元，用于利用P波垂直入射时的地震记录除以所述垂直入射角道集的最大振幅，得到薄层反射子波；

第四计算单元，用于利用各角道集对应的地震记录除以所述薄层反射子波，得到各角道集对应的薄层反射系数；

第三确定单元，用于将P波垂直入射时的薄层反射系数确定为P波垂直入射时的薄层反射系数能谱。

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