CN112068203A - 提高地震数据纵向分辨率的方法及装置 - Google Patents

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凌越
肖明图
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徐兴荣
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Abstract

本发明公开了一种提高地震数据纵向分辨率的方法及装置，其中该方法包括：对获取的地震数据进行预处理；根据预处理后的地震数据确定每个炮点和检波点的平均反射波质心频率；对平均反射波质心频率进行偏移距校正；利用校正后的平均反射波质心频率计算每个炮点和检波点的Q值；利用Q值及稳定的吸收衰减补偿算法对地震数据中的反射波数据进行吸收衰减补偿处理，输出补偿后的反射波数据。本发明可以提高地震数据纵向分辨率。

Description

提高地震数据纵向分辨率的方法及装置
技术领域
本发明涉及石油天然气勘探开发技术领域，尤其涉及一种提高地震数据纵向分辨率的方法及装置。
背景技术
本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
地层的吸收衰减效应是影响地震资料纵向分辨率的主要因素之一，随着油气勘探对地震分辨率的要求越来越高，如何有效的消除这种影响尤为重要。吸收衰减补偿作为一种理论先进且物理意义明确的提高分辨率的方法，受到越来越多的关注。
吸收衰减补偿的关键在于如何准确建立地层品质因子Q模型，目前的研究表明，Q模型的建立方法大致可以分为四类，一是利用表层吸收调查数据直接获得实际Q值，但实际生产中，这种数据很少或者没有；二是利用垂直地震剖面(Vertical Seismic Profilling，VSP)等测井数据求取近地表Q值，但VSP井的数量有限，不足以反映全工区的近地表变化情况；三是速度经验公式法，该方法适应性差，难以推广应用；四是利用地震记录初至波统计信号振幅或频率信息，利用谱比法或频移法估算地层Q值，该方法是目前普遍应用的主流方法。但是由于受近地表条件影响，往往初至波很难准确识别。尤其对于可控震源采集资料，环境噪音干扰严重，利用初至波统计的振幅和频率结果往往不准确甚至出现错误，导致估算的Q值误差大，补偿效果差，提高纵向分辨率效果不明显。
发明内容
本发明实施例提供一种提高地震数据纵向分辨率的方法，用以提高地震数据纵向分辨率，该方法包括：
对获取的地震数据进行预处理；
根据预处理后的地震数据确定每个炮点和检波点的平均反射波质心频率；
对平均反射波质心频率进行偏移距校正；
利用校正后的平均反射波质心频率计算每个炮点和检波点的Q值；
利用Q值及稳定的吸收衰减补偿算法对地震数据中的反射波数据进行吸收衰减补偿处理，输出补偿后的反射波数据。
本发明实施例还提供一种提高地震数据纵向分辨率的装置，用以提高地震数据纵向分辨率，该装置包括：
预处理模块，用于对获取的地震数据进行预处理；
确定模块，用于根据预处理后的地震数据确定每个炮点和检波点的平均反射波质心频率；
校正模块，用于对平均反射波质心频率进行偏移距校正；
计算模块，用于利用校正后的平均反射波质心频率计算每个炮点和检波点的Q值；
补偿模块，用于利用Q值及稳定的吸收衰减补偿算法对地震数据中的反射波数据进行吸收衰减补偿处理，输出补偿后的反射波数据。
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述提高地震数据纵向分辨率方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述提高地震数据纵向分辨率方法的计算机程序。
本发明实施例中，基于统计的地震数据中反射波的质心频率计算Q值，克服了其他Q值求取方法对特定资料的需求，实用性更广泛，易于推广；尤其对于可控震源采集地震数据而言，利用反射波的质心频率确定的Q值更准确合理；并且，利用稳定的吸收衰减补偿算法，进行地层反射波数据补偿，可以同时补偿振幅和相位，补偿效果好，不改变地震波相对关系，保真度高，同时也实现了提高地震数据纵向分辨率的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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。在附图中：
图1为本发明实施例中一种提高地震数据纵向分辨率的方法的流程图；
图2为本发明实施例中经过预处理后的地震反射波单炮数据的示意图；
图3为本发明实施例中对图2所示的地震反射波单炮数据进行频率信息统计的频率属性平面图；
图4为本发明所提供的反射波平均质心频率随偏移距变化的示意图；
图5为本发明所提供的提高地震数据纵向分辨率方法的品质因子Q值属性平面图；
图6为本发明实施例中提高纵向分辨率后地震反射波单炮数据；
图7为本发明实施例中补偿后的Q数值的属性平面图；
图8为本发明实施例中补偿后的反射波质心频率的属性平面图；
图9为本发明实施例中补偿前的叠加剖面图；
图10为本发明实施例中补偿后的叠加剖面图；
图11为本发明实施例中补偿前后叠加剖面对应的频谱图；
图12为本发明实施例中一种提高地震数据纵向分辨率的装置的结构示意图；
图13为本发明实施例中一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
本发明实施例提供了一种提高地震数据纵向分辨率的方法，如图1所示，该方法包括步骤101至步骤105：
步骤101、对获取的地震数据进行预处理。
其中，预处理方法选择的原则是不改变频率和振幅特征，主要采用的方法包括球面扩散补偿处理和去噪处理。示例性的，经过预处理后的地震反射波单炮数据如图2所示。
预处理之后得到的反射波数据的频率特征比较稳定，统计的频率信息可靠性高，提高了品质因子Q值计算结果的准确性，进而为合理提高地震数据纵向分辨率奠定基础。
步骤102、根据预处理后的地震数据确定每个炮点和检波点的平均反射波质心频率。
具体的，步骤102根据预处理后的地震数据确定每个炮点和检波点的平均反射波质心频率可以执行为如下步骤1021至步骤1023：
步骤1021、应用快速傅里叶变换将预处理后的地震数据从时间域转换至频率域。
应用快速傅里叶变换(FFT)实现时间域至频率域的转换是已经成熟的现有技术，对于具体实现过程，在此不做赘述。
步骤1022、根据转换至频率域的地震数据确定每个反射波地震道的质心频率。
其中，对转换至频率域的地震数据进行逐道频率信息统计，得到每个反射波地震道的质心频率。示例性的，如图3所示，为对如图2所示的地震反射波单炮数据进行频率信息统计的频率属性平面图。
步骤1023、根据每个反射波地震道的质心频率计算每个炮点和检波点的平均质心频率。
具体的，根据如下公式计算每个炮点和检波点的平均质心频率：
Figure BDA0002709426890000041
上式中，A(fr)表示反射波振幅谱，fr表示反射波频率，frc表示每个反射波地震道的质心频率，i表示炮点或检波点对应的道数，N表示炮点或检波点对应的总道数。
步骤103、对平均反射波质心频率进行偏移距校正。
进行偏移距校正时，选取质心频率随偏移距变化比较稳定的范围，进一步提高Q值计算结果的可靠性。
示例性的，如图4所示，为反射波平均质心频率随偏移距变化的示意图。
步骤104、利用校正后的平均反射波质心频率计算每个炮点和检波点的Q值。
需要说明的是，计算得到的Q值，也即炮点和检波点的Q模型。
示例性的，图5提供了一种利用本发明实施例中的方法计算得到的Q值的属性平面图。
具体的，根据如下公式计算每个炮点和检波点的Q值：
Figure BDA0002709426890000051
上式中，frm表示期望的反射波频率值，该值由用户设定，但需要注意的是frm必须大于frc；t表示近地表旅行时，可以从地震数据中获取到。
步骤105、利用Q值及稳定的吸收衰减补偿算法对地震数据中的反射波数据进行吸收衰减补偿处理，输出补偿后的反射波数据。
在本步骤中，本发明实施例采用带增益控制的稳健Q补偿方法对地震数据中的反射波数据进行补偿，从而实现提高地震数据纵向分辨率的效果。如图6所示，为本发明实施例中提高纵向分辨率后的地震反射波单炮数据。
补偿的结果如图7至11所示，图7与图5比较可见，补偿后的Q数值较补偿前显著提高；图8和图3比较可见，补偿后的反射波质心频率数值明显高于补偿前的质心频率统计结果；从图9、图10和图11的叠加剖面及频谱对比可见，补偿后的剖面纵向分辨率明显高于补偿前，即达到了有效提高地震数据纵向分辨率的目的。
本发明实施例中，为了验证步骤101至步骤105方法的有效性，还可以对补偿后的反射波数据进行质量控制，确保达到有效提高地震数据纵向分辨率的效果。其中，进行质量控制的方法包括地震道集数据比较法、平面属性分析法、叠加剖面对比法和频谱对比分析法中的任意一种。
本发明实施例中，基于统计的地震数据中反射波的质心频率计算Q值，克服了其他Q值求取方法对特定资料的需求，实用性更广泛，易于推广；尤其对于可控震源采集地震数据而言，利用反射波的质心频率确定的Q值更准确合理；并且，利用稳定的吸收衰减补偿算法，进行地层反射波数据补偿，可以同时补偿振幅和相位，补偿效果好，不改变地震波相对关系，保真度高，同时也实现了提高地震数据纵向分辨率的目的。
本发明实施例中还提供了一种提高地震数据纵向分辨率的装置，如下面的实施例所述。由于该装置解决问题的原理与提高地震数据纵向分辨率的方法相似，因此该装置的实施可以参见提高地震数据纵向分辨率的方法的实施，重复之处不再赘述。
如图12所示，装置1200包括预处理模块1201、确定模块1202、校正模块1203、计算模块1204和补偿模块1205。
其中，预处理模块1201，用于对获取的地震数据进行预处理；
确定模块1202，用于根据预处理后的地震数据确定每个炮点和检波点的平均反射波质心频率；
校正模块1203，用于对平均反射波质心频率进行偏移距校正；
计算模块1204，用于利用校正后的平均反射波质心频率计算每个炮点和检波点的Q值；
补偿模块1205，用于利用Q值及稳定的吸收衰减补偿算法对地震数据中的反射波数据进行吸收衰减补偿处理，输出补偿后的反射波数据。
在本发明实施例的一种实现方式中，预处理模块1201，用于：
对获取的地震数据进行球面扩散补偿处理和去噪处理。
在本发明实施例的一种实现方式中，确定模块1202，用于：
应用快速傅里叶变换将预处理后的地震数据从时间域转换至频率域；
根据转换至频率域的地震数据确定每个反射波地震道的质心频率；
根据每个反射波地震道的质心频率计算每个炮点和检波点的平均质心频率。
在本发明实施例的一种实现方式中，装置1200还包括：
质量控制模块1206，用于对补偿后的反射波数据进行质量控制，其中，进行质量控制的方法包括地震道集数据比较法、平面属性分析法、叠加剖面对比法和频谱对比分析法中的任意一种。
本发明实施例中，基于统计的地震数据中反射波的质心频率计算Q值，克服了其他Q值求取方法对特定资料的需求，实用性更广泛，易于推广；尤其对于可控震源采集地震数据而言，利用反射波的质心频率确定的Q值更准确合理；并且，利用稳定的吸收衰减补偿算法，进行地层反射波数据补偿，可以同时补偿振幅和相位，补偿效果好，不改变地震波相对关系，保真度高，同时也实现了提高地震数据纵向分辨率的目的。
本发明实施例还提供一种计算机设备，图13为本发明实施例中计算机设备的示意图，该计算机设备能够实现上述实施例中的提高地震数据纵向分辨率的方法中全部步骤，该计算机设备具体包括如下内容：
处理器(processor)1301、存储器(memory)1302、通信接口(CommunicationsInterface)1303和通信总线1304；
其中，所述处理器1301、存储器1302、通信接口1303通过所述通信总线1304完成相互间的通信；所述通信接口1303用于实现相关设备之间的信息传输；
所述处理器1301用于调用所述存储器1302中的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例中的提高地震数据纵向分辨率的方法。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明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。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、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。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种提高地震数据纵向分辨率的方法，其特征在于，所述方法包括：
对获取的地震数据进行预处理；
根据预处理后的地震数据确定每个炮点和检波点的平均反射波质心频率；
对平均反射波质心频率进行偏移距校正；
利用校正后的平均反射波质心频率计算每个炮点和检波点的Q值；
利用Q值及稳定的吸收衰减补偿算法对地震数据中的反射波数据进行吸收衰减补偿处理，输出补偿后的反射波数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对获取的地震数据进行预处理，包括：
对获取的地震数据进行球面扩散补偿处理和去噪处理。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据预处理后的地震数据确定每个炮点和检波点的平均反射波质心频率，包括：
应用快速傅里叶变换将预处理后的地震数据从时间域转换至频率域；
根据转换至频率域的地震数据确定每个反射波地震道的质心频率；
根据每个反射波地震道的质心频率计算每个炮点和检波点的平均质心频率。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，在输出补偿后的反射波数据之后，所述方法还包括：
对补偿后的反射波数据进行质量控制，其中，进行质量控制的方法包括地震道集数据比较法、平面属性分析法、叠加剖面对比法和频谱对比分析法中的任意一种。
5.一种提高地震数据纵向分辨率的装置，其特征在于，所述装置包括：
预处理模块，用于对获取的地震数据进行预处理；
确定模块，用于根据预处理后的地震数据确定每个炮点和检波点的平均反射波质心频率；
校正模块，用于对平均反射波质心频率进行偏移距校正；
计算模块，用于利用校正后的平均反射波质心频率计算每个炮点和检波点的Q值；
补偿模块，用于利用Q值及稳定的吸收衰减补偿算法对地震数据中的反射波数据进行吸收衰减补偿处理，输出补偿后的反射波数据。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，预处理模块，用于：
对获取的地震数据进行球面扩散补偿处理和去噪处理。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，确定模块，用于：
应用快速傅里叶变换将预处理后的地震数据从时间域转换至频率域；
根据转换至频率域的地震数据确定每个反射波地震道的质心频率；
根据每个反射波地震道的质心频率计算每个炮点和检波点的平均质心频率。
8.根据权利要求5至7任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
质量控制模块，用于对补偿后的反射波数据进行质量控制，其中，进行质量控制的方法包括地震道集数据比较法、平面属性分析法、叠加剖面对比法和频谱对比分析法中的任意一种。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4任一所述方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至4任一所述方法的计算机程序。
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