CN110873901B - 一种伪井曲线提频方法及系统 - Google Patents

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Abstract

公开了一种伪井曲线提频方法及系统。该方法及系统可以包括：对伪井曲线重采样，获得具有相同时间间隔的伪井数据，以伪井数据的时间作为横轴数据，伪井数据的纵波速度作为纵轴数据，获得伪井数据信号图，并对伪井数据信号进行傅里叶变换，获得频谱数据；对频谱数据进行提频处理，并进行傅里叶反变换，获得提频后纵波速度；将获得的提频后的纵波速度与原始纵波速度作差，获得在误差范围内的最终提频后纵波速度；基于最终提频后纵波速度和时间作为伪井信号数据，获得地震子波图。本发明通过通过傅里叶正反变换对伪井曲线进行提频处理，并且不改变原始伪井曲线形态，其结果可以有效的提高地震反演的可靠性。

Description

一种伪井曲线提频方法及系统
技术领域
本发明涉及石油勘探领域，更具体地，涉及一种伪井曲线提频方法及系统。
背景技术
随着勘探程度的深入以及勘探技术的发展，对深层、超深层储层的勘探需求逐渐增多。但是由于深层、超深层储层的埋深非常大，钻井成本高，因此在前期勘探阶段在目的层处基本没有测井资料，目前常用的方法是通过地震偏移过程中的层速度提取伪井曲线，进行超深层储层预测，开展反演工作。但是由于地震偏移过程中的层速度分辨率极低，通过其进行合成记录标定提取的地震子波形态和能量存在一些问题，会导致最终的反演结果可靠性降低。因此，有必要开发伪井曲线提频方法及系统。
公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明提出了伪井曲线提频方法及系统，其能够通过对伪井曲线进行等时间间隔的重采样处理，使伪井曲线符合傅里叶变换的线性时不变原则，再通过傅里叶正反变换对伪井曲线进行提频处理，并且不改变原始伪井曲线形态，使基于提频后的伪井曲线进行合成记录标定获得的子波具有更高的品质，其结果可以有效的提高地震反演的可靠性
根据本发明的一方面，提出了一种伪井曲线提频方法。所述方法可以包括：1)对伪井曲线重采样，获得具有相同时间间隔的伪井数据，所述伪井数据包括：深度、纵波速度和时间；
2)以所述伪井数据的时间作为横轴数据，所述伪井数据的纵波速度作为纵轴数据，获得伪井数据信号图，并对所述伪井数据信号进行傅里叶变换，获得频谱数据；
3)对所述频谱数据进行提频处理，并进行傅里叶反变换，获得提频后纵波速度；
4)将步骤3)中获得的提频后的纵波速度与步骤1)中的纵波速度作差，如果其差值超过设定误差范围，重复步骤3)直到其差值在误差范围内获得最终提频后纵波速度；
5)基于步骤4)中获得的最终提频后纵波速度和时间作为伪井信号数据，获得地震子波图。
优选地，在步骤3)中，所述提频处理包括：对频谱中的高频缺失的部分在设定范围内插入振幅值。
优选地，在步骤4)中，所述误差范围为提频后的纵波速度不大于纵波速度的5％。
优选地，还包括：6)以时间为横轴，以步骤4)中获得的最终提频后的纵波速度为纵轴，绘制伪井数据信号图，与原始伪井数据信号图进行对比，当二者的匹配程度小于设定匹配程度时，重复步骤3)～步骤6)，直至匹配程度不小于设定匹配程度。
优选地，所述设定范围内插入振幅值的最大值不超过频谱能量的最大值。
根据本发明的另一方面，提出了一种伪井曲线提频系统，其上存储有计算机程序，其中，所述程序被处理器执行时实现以下步骤：
步骤1：对伪井曲线重采样，获得具有相同时间间隔的伪井数据，所述伪井数据包括：深度、纵波速度和时间；
步骤2：以所述伪井数据的时间作为横轴数据，所述伪井数据的纵波速度作为纵轴数据，获得伪井数据信号图，并对所述伪井数据信号进行傅里叶变换，获得频谱数据；
步骤3：对所述频谱数据进行提频处理，并进行傅里叶反变换，获得提频后纵波速度；
步骤4：将步骤3中获得的提频后的纵波速度与步骤1中的纵波速度作差，如果其差值超过设定误差范围，重复步骤3直到其差值在误差范围内获得最终提频后纵波速度；
步骤5：基于步骤4中获得的最终提频后纵波速度和时间作为伪井信号数据，获得地震子波图。
优选地，在步骤3中，所述提频处理包括：对频谱中的高频缺失的部分在设定范围内插入振幅值。
优选地，在步骤4中，所述误差范围为提频后的纵波速度不大于纵波速度的5％。
优选地，还包括步骤6：以时间为横轴，以步骤4中获得的最终提频后的纵波速度为纵轴，绘制伪井数据信号图，与原始伪井数据信号图进行对比，当二者的匹配程度小于设定匹配程度时，重复步骤3～步骤6，直至匹配程度不小于设定匹配程度。
优选地，所述设定范围内插入振幅值的最大值不超过频谱能量的最大值。
本发明具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一种伪井曲线提频方法的步骤的流程图；
图2示出了原始伪井曲线图；
图3示出了时间为横轴、纵波速度为纵轴的信号输入图；
图4示出了傅里叶变换后的频谱图；
图5示出了提频后的频谱图；
图6示出了傅里叶反变换后的时间为横轴、纵波速度为纵轴的信号输出图；
图7示出了原始伪井曲线与提频的伪井曲线对比图；
图8(a)示出了通过原始伪井曲线获得的地震子波图；
图8(b)示出了通过原始伪井曲线获得的地震子波振幅谱；
图8(c)示出了通过原始伪井曲线获得的地震子波相位谱；
图9(a)示出了通过提频的伪井曲线获得的地震子波图；
图9(b)示出了通过提频的伪井曲线获得的地震子波振幅谱；
图9(c)示出了通过提频的伪井曲线获得的地震子波相位谱；
图10示出了通过原始伪井曲线获得的子波地震反演结果图；
图11示出了通过提频的伪井曲线获得的子波地震反演结果图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
图1示出了根据本发明的根据本发明的一种伪井曲线提频方法的步骤的流程图。
在该实施例中，根据本发明的一种伪井曲线提频方法可以包括：
步骤101，对伪井曲线重采样，获得具有相同时间间隔的伪井数据，所述伪井数据包括：深度、纵波速度和时间；
在一个实施例中，已知伪井曲线A为3*N的矩阵，其中三列数据分别为A1深度、A2纵波速度和A3时间，对伪井曲线A进行重采样，获得具有相同时间间隔的伪井数据。
步骤102，以所述伪井数据的时间作为横轴数据，所述伪井数据的纵波速度作为纵轴数据，获得伪井数据信号图，并对所述伪井数据信号进行傅里叶变换，获得频谱数据；
在一个实施例中，以重采样后的伪井数据中的时间A3作为横轴，纵波速度A2作为纵轴数据，基于步骤101的重采样处理，横轴时间为等间隔符合傅里叶变换的线性时不变条件，因此对其进行傅里叶变换，获得其的频谱数据。
步骤103，对所述频谱数据进行提频处理，并进行傅里叶反变换，获得提频后纵波速度；
在一个实施例中，提频处理包括：对频谱中的高频缺失的部分，也就是频谱中频率较弱的部分，在设定范围内插入振幅值。
具体地，插入振幅值的最大值不超过频谱能量的最大值，且振幅值的数量也不宜过多，需根据实际数据进行插入。
在示例性实施例中，进行傅里叶反变换获得提频后的信号数据B,其中B3为时间，B2为提频后纵波速度。
步骤104，将步骤103中获得的提频后的纵波速度与步骤101中的纵波速度作差，如果其差值超过设定误差范围，重复步骤103直到其差值在误差范围内获得最终提频后纵波速度；
在一个实施例中，对提频前后的N组A2、B2数据做运算，其中i＝1…N,C(i)＝B2(i)-A2(i),C(i)<设定的误差范围，C是确保提频后的纵波速度B2与原伪井纵波速度A2之间的差异控制在一个合理的范围内，如果C平均值大于等于设定的误差范围，则重复步骤103。
具体地，误差范围为提频后的纵波速度不大于纵波速度的5％。
在示例性实施例中，如果误差提频前后的误差较大，则证明在步骤103中插入的振幅的个数较多或振幅值较大，会对提频速度造成较大影响，则根据实际数据情况对振幅数量进行适应性减少或振幅值适应性降低，以将提频后纵波速度的误差降至5％以内。
步骤105，以时间为横轴，以步骤104中获得的最终提频后的纵波速度为纵轴，绘制伪井数据信号图，与原始伪井数据信号图进行对比，当二者的匹配程度小于设定匹配程度时，重复步骤103～步骤105，直至匹配程度不小于设定匹配程度；
在一个实施例中，将提频后绘制的伪井数据信号图与原始伪井数据信号图进行对比，要保证提频后的数据与原始数据相比形态未有明显改变，及二者匹配程度要不小于设定匹配程度。
优选地，设定匹配程度一般为大于90％，同时，本领域技术人员也可以根据实际生产具体需要设定其他匹配程度。
步骤106，基于步骤105中获得的最终提频后纵波速度和时间作为伪井信号数据，获得地震子波图。
本发明通过以傅里叶变换的线性时不变理论为基础，在对伪井曲线进行重采样后进行傅里叶变换，在获得的频谱数据中做提频处理，再通过傅里叶反变换获得提频后的伪井曲线，使提频后的伪井曲线增加了高频信息，基于提频后的伪井曲线可以获得更可靠的反演结果。
根据本发明的另一方面，提出了一种伪井曲线提频系统，其上存储有计算机程序，其中，所述程序被处理器执行时实现以下步骤：
步骤1：对伪井曲线重采样，获得具有相同时间间隔的伪井数据，所述伪井数据包括：深度、纵波速度和时间；
步骤2：以所述伪井数据的时间作为横轴数据，所述伪井数据的纵波速度作为纵轴数据，获得伪井数据信号图，并对所述伪井数据信号进行傅里叶变换，获得频谱数据；
步骤3：对所述频谱数据进行提频处理，并进行傅里叶反变换，获得提频后纵波速度；
步骤4：将步骤3中获得的提频后的纵波速度与步骤1中的纵波速度作差，如果其差值超过设定误差范围，重复步骤3直到其差值在误差范围内获得最终提频后纵波速度；
步骤5：基于步骤4中获得的最终提频后纵波速度和时间作为伪井信号数据，获得地震子波图。
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。
如图2所示为原始伪井曲线，原始伪井曲线是以深度0.125米为等间隔采样，对图2中原始伪井曲线进行重采样后伪井曲线是以时间0.004秒为等间隔。将重采样后的伪井数据以时间为横轴，纵波速度即P波为纵轴形成输入信号，其伪井信号图如图3所示，对图3进行傅里叶变换，获得对应的如图4所示的频谱数据图。在图4中高频缺失的部分增加一系列值，即在40-60HZ处、140-160HZ处和340-360HZ处插入能量值为10000-20000的振幅值点60个，获得如图5所示的新的频谱数据图。对频谱数据图中的数据进行傅里叶反变换，获得提频后的如图6所示的纵波速度-时间示意图。将提频后的纵波速度与原始纵波速度每一个时间点所对应的值进行运算，使每一点误差值小于5％。将原始伪井曲线与提频的伪井曲线进行对比，确保提频后的数据与原始数据相比形态未有明显改变，对比图如图7所示。
对原始伪井曲线与提频的伪井曲线分别进行合成记录标定获得如图8(a)所示的原始的地震子波、图8(b)所示的原始地震子波振幅谱、图8(c)所示的原始地震子波相位谱和曲线提频后的如图9(a)所示的地震子波、图9(b)所示的地震子波振幅谱和图9(c)所示的地震子波相位谱，从图中明显可以看出提频后的地震子波品质高，子波主瓣旁瓣能量分布符合规律，子波频率振幅谱合理。对两个地震子波分别进行地震反演，获得如图10所示的原始的地震子波对应的地震反演结果，和如图11所示的提频后的地震子波对应的地震反演结果，可以得出以提频的伪井曲线为基础的反演结果分辨率更高更可靠。
综上所述，本发明通过对伪井曲线在不改变其原始曲线形态的情况下进行提频处理，使基于伪井曲线进行合成记录标定获得的地震子波具有更高的品质，以获得更可靠的反演结果。该方法在深层、超深层无井区具有极大的推广应用价值。
本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。
以上已经描述了本发明的各实施例，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。

Claims (8)

1.一种伪井曲线提频方法，其特征在于，包括：
1）对伪井曲线重采样，获得具有相同时间间隔的伪井数据，所述伪井数据包括：深度、纵波速度和时间；
2）以所述伪井数据的时间作为横轴数据，所述伪井数据的纵波速度作为纵轴数据，获得伪井数据信号图，并对所述伪井数据信号进行傅里叶变换，获得频谱数据；
3）对所述频谱数据进行提频处理，并进行傅里叶反变换，获得提频后纵波速度；
4）将步骤3）中获得的提频后的纵波速度与步骤1）中的纵波速度作差，如果其差值超过设定误差范围，重复步骤3）直到其差值在误差范围内获得最终提频后纵波速度；
5）基于步骤4）中获得的最终提频后纵波速度和时间作为伪井信号数据，获得地震子波图；
其中，在步骤3）中，所述提频处理包括：对频谱中的高频缺失的部分在设定范围内插入振幅值。
2.根据权利要求1所述的伪井曲线提频方法，其中，在步骤4）中，所述误差范围为提频后的纵波速度不大于纵波速度的5%。
3.根据权利要求1所述的伪井曲线提频方法，其中，还包括：6）以时间为横轴，以步骤4）中获得的最终提频后的纵波速度为纵轴，绘制伪井数据信号图，与原始伪井数据信号图进行对比，当二者的匹配程度小于设定匹配程度时，重复步骤3）~步骤6），直至匹配程度不小于设定匹配程度。
4.根据权利要求1中所述的伪井曲线提频方法，其中，所述设定范围内插入振幅值的最大值不超过频谱能量的最大值。
5.一种伪井曲线提频系统，其上存储有计算机程序，其中，所述程序被处理器执行时实现以下步骤：
步骤1：对伪井曲线重采样，获得具有相同时间间隔的伪井数据，所述伪井数据包括：深度、纵波速度和时间；
步骤2：以所述伪井数据的时间作为横轴数据，所述伪井数据的纵波速度作为纵轴数据，获得伪井数据信号图，并对所述伪井数据信号进行傅里叶变换，获得频谱数据；
步骤3：对所述频谱数据进行提频处理，并进行傅里叶反变换，获得提频后纵波速度；
步骤4：将步骤3中获得的提频后的纵波速度与步骤1中的纵波速度作差，如果其差值超过设定误差范围，重复步骤3直到其差值在误差范围内获得最终提频后纵波速度；
步骤5：基于步骤4中获得的最终提频后纵波速度和时间作为伪井信号数据，获得地震子波图；
其中，在步骤3中，所述提频处理包括：对频谱中的高频缺失的部分在设定范围内插入振幅值。
6.根据权利要求5所述的伪井曲线提频系统，其中，在步骤4中，所述误差范围为提频后的纵波速度不大于纵波速度的5%。
7.根据权利要求5所述的伪井曲线提频系统，其中，还包括步骤6：以时间为横轴，以步骤4中获得的最终提频后的纵波速度为纵轴，绘制伪井数据信号图，与原始伪井数据信号图进行对比，当二者的匹配程度小于设定匹配程度时，重复步骤3~步骤6，直至匹配程度不小于设定匹配程度。
8.根据权利要求5所述的伪井曲线提频系统，其中，所述设定范围内插入振幅值的最大值不超过频谱能量的最大值。
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