CN112578433A - 地震数据处理方法及装置 - Google Patents

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万学娟
王娜
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Abstract

本发明公开了一种地震数据处理方法及装置，该方法包括：获取预设工区的地震数据，并利用地震数据建立地层吸收衰减模型；利用地层吸收衰减模型对地震数据进行频率补偿；对频率补偿后的地震数据进行地表一致性反褶积处理；对地表一致性反褶积处理后的地震数据进行统计子波反褶积。本发明不仅可以提高煤层间弱反射信号的能量，还能够在后续精细刻画出薄含气砂岩储层内部反射特征，保证了油气开发向高精度岩性油气藏的勘探转型。

Description

地震数据处理方法及装置
技术领域
本发明涉及油气勘探技术领域，尤其涉及一种地震数据处理方法及装置。
背景技术
随着油气能源需求的增加，油气开发的重心逐步由构造油气藏转向岩性油气藏，对地震数据处理技术提出了更高的要求。特别是某些煤系地层间砂岩储层发育，圈闭分布受砂体发育程度控制，存在工业气层，勘探潜力大。
现有技术在地震数据处理过程中，为了提高煤系各叠置地层的能量和地震资料的分辨率，通常会采取地表一致性反褶积的方式实现对煤层的刻画。但是，由于煤系地层强地震反射特征的干扰，以及两相邻煤系地层之间的河道砂体弱反射薄储层的复杂多变，现有技术无法精细刻画出薄含气砂岩储层内部反射特征，进一步限制了油气开发向高精度岩性油气藏的勘探转型。
发明内容
本发明实施例提供一种地震数据处理方法，用以精细刻画出薄含气砂岩储层内部反射特征，该方法包括：
获取预设工区的地震数据，并利用地震数据建立地层吸收衰减模型；
利用所述地层吸收衰减模型对地震数据进行频率补偿；
对频率补偿后的地震数据进行地表一致性反褶积处理；
对地表一致性反褶积处理后的地震数据进行统计子波反褶积。
可选的，获取预设工区的地震数据，并利用地震数据建立地层吸收衰减模型，包括：
获取预设工区的地震数据，并根据地震数据计算地层品质因子Q，计算公式如下：
Figure BDA0002217742280000011
其中，α(m-1)为地层吸收系数，ν(m/s)为地震波的传播速度，f(Hz)为频率；
利用地层品质因子Q建立地层吸收衰减模型。
可选的，所述频率补偿包括：相位补偿和振幅补偿。
可选的，对地表一致性反褶积处理后的地震数据进行统计子波反褶积，包括：
分析地表一致性反褶积后的地震数据的频率，结合所述地震数据中的测井信息，计算俞氏子波；
将俞氏子波作为期望输出进行统计子波反褶积。
本发明实施例还提供一种地震数据处理装置，用以精细刻画出薄含气砂岩储层内部反射特征，该装置包括：
数据获取模块，用于获取预设工区的地震数据，并利用地震数据建立地层吸收衰减模型；
频率补偿模块，用于利用所述地层吸收衰减模型对地震数据进行频率补偿；
第一数据处理模块，用于对频率补偿后的地震数据进行地表一致性反褶积处理；
第二数据处理模块，用于对地表一致性反褶积处理后的地震数据进行统计子波反褶积。
可选的，数据获取模块进一步用于：
获取预设工区的地震数据，并根据地震数据计算地层品质因子Q，计算公式如下：
Figure BDA0002217742280000021
其中，α(m-1)为地层吸收系数，ν(m/s)为地震波的传播速度，f(Hz)为频率；
利用地层品质因子Q建立地层吸收衰减模型。
可选的，所述频率补偿包括：相位补偿和振幅补偿。
可选的，第二数据处理模块进一步用于：
分析地表一致性反褶积后的地震数据的频率，结合所述地震数据中的测井信息，计算俞氏子波；
将俞氏子波作为期望输出进行统计子波反褶积。
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方法的计算机程序。
本发明实施例中，通过获取预设工区的地震数据，并利用地震数据建立地层吸收衰减模型，并利用地层吸收衰减模型对地震数据进行频率补偿，消除了地层对地震波的吸收衰减作用，削弱了煤层强反射信号对层间弱反射信号的遮蔽作用。通过对频率补偿后的地震数据进行地表一致性反褶积处理，消除了地震数据在空间上的差异，提高煤层和层间薄砂岩的反射信号在空间上的子波一致性。通过对地表一致性反褶积处理后的地震数据进行统计子波反褶积，不仅可以提高煤层间弱反射信号的能量，还能够在后续精细刻画出薄含气砂岩储层内部反射特征，保证了油气开发向高精度岩性油气藏的勘探转型。
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为本发明实施例中地震数据处理方法的流程示意图；
图2为本发明实施例中地震数据处理装置的结构示意图；
图3为本发明实施例中地层吸收衰减模型的具体示例图；
图4a为本发明实施例中预设工区进行地表一致性反褶积前的地震剖面示例图；
图4b为本发明实施例中预设工区进行地表一致性反褶积后的地震剖面示例图；
图5为本发明实施例中预设工区地震剖面具体示例图；
图6为本发明实施例中预设工区的合成地震记录。
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。
需要说明的是，某些煤系地层间砂岩储层发育，圈闭分布受砂体发育程度控制，存在工业气层，勘探潜力大，但是煤层间的砂体较薄且纵横叠置、相变频繁，非均质性强，砂体与围岩波阻抗差异小、反射能量弱。煤层的强反射信号往往两个相邻煤层间的薄砂层弱反射信号造成一定程度的遮蔽作用。
本发明实施例提供了一种地震数据处理方法，如附图1所示，该方法包括：
步骤101、获取预设工区的地震数据，并利用地震数据建立地层吸收衰减模型。
步骤102、利用所述地层吸收衰减模型对地震数据进行频率补偿。
步骤103、对频率补偿后的地震数据进行地表一致性反褶积处理。
步骤104、对地表一致性反褶积处理后的地震数据进行统计子波反褶积。
由附图1可知，本发明实施例提供的地震数据处理方法，通过获取预设工区的地震数据，并利用地震数据建立地层吸收衰减模型，并利用地层吸收衰减模型对地震数据进行频率补偿，消除了地层对地震波的吸收衰减作用，削弱了煤层强反射信号对层间(即两个煤层之间的薄砂岩)弱反射信号的遮蔽作用。通过对频率补偿后的地震数据进行地表一致性反褶积处理，消除了地震数据在空间上的差异，提高煤层和层间薄砂岩的反射信号在空间上的子波一致性。通过对地表一致性反褶积处理后的地震数据进行统计子波反褶积，不仅可以提高煤层间弱反射信号的能量，还能够在后续精细刻画出薄含气砂岩储层内部反射特征，保证了油气开发向高精度岩性油气藏的勘探转型。
在一个实施例中，步骤101包括：
获取预设工区的地震数据，并根据地震数据计算地层品质因子Q，计算公式如下：
Figure BDA0002217742280000041
其中，α(m-1)为地层吸收系数，ν(m/s)为地震波的传播速度，f(Hz)为频率；
利用地层品质因子Q建立地层吸收衰减模型。
具体实施时，调查预设工区的地质层位岩性分布情况，根据测井数据的标定结果，计算各地层的吸收系数α(m-1)，并根据公式
Figure BDA0002217742280000042
计算对应T时间的Q值，此处的地层品质因子Q可以理解为一个波长λ距离内储存能量与耗损能量的比率。
具体地层吸收衰减模型可见参见附图3，附图3为根据预设工区地震数据建立的地层吸收衰减模型，可见，从约600ms处开始，随着时间的增加，Q值呈现明显增大的趋势；而从700ms处开始，Q值出现剧烈波动，说明此段岩性变化剧烈，且反射能量受地层吸收衰减程度变化较大。
在一个实施例中，频率补偿包括：相位补偿和振幅补偿。
步骤102具体包括：
首先，对地震数据进行相位扫描，并根据测井曲线进行层位标定，确定地震数据与井震记录的相位差。然后，对比井旁地震道与不同频率的井合成地震记录，确定目的层段不同岩性对应的反射信号的主频。图6为预设工区根据不同主频的雷克子波提取的井合成地震记录，可以看出主力煤层及煤层间的薄砂岩储层在60HZ以上才能较好的刻画出来。最后根据相位差及主频信息，以及步骤101中得到的地层品质因子对所述地震数据进行振幅补偿和相位补偿。
利用上述Q值计算时间t时的关于频率f的振幅谱，其公式为：
Figure BDA0002217742280000051
利用希尔伯特变换，根据振幅谱B(f)求取相位谱，其公式如下：
Figure BDA0002217742280000052
其中，H(|f|)表示|f|的希尔伯特变换。
整个滤波过程的复频谱为
Figure BDA0002217742280000053
从而得出关于旅行时t的反Q滤波的频率响应为：
Figure BDA0002217742280000054
经褶积获得反Q滤波后的地震数据Y(t)，其公式如下：
Y(t)＝∫X(f)Q-1(f,t)ei2πftdf
式中，X(f)是反Q滤波输入数据的频谱。
附图4a为现有技术应用的效果图，可见，煤层强反射的一致性较好。附图4b为本发明步骤101、步骤102、步骤103串联应用的效果，剖面上不仅煤层强反射的一致性提高，煤层间弱反射信号的一致性也得到了明显改善。因而，本发明不仅能够有效消除地层对地震波的吸收衰减作用，还能削弱煤层强反射对层间弱反射信号的遮蔽作用之后，进而保证在较宽优势频带范围内提高子波一致性。
在一个实施例中，步骤104包括：
分析地表一致性反褶积后的地震数据的频率，结合所述地震数据中的测井信息，计算俞氏子波；
将俞氏子波作为期望输出进行统计子波反褶积。
具体实施时，分析经地表一致性反褶积后的地震数据的频率，结合测井信息，确定煤层及层间薄砂层的优势频带及有效频宽，并赋值p为最低有效频率，q为最高有效频率，计算俞氏子波，其公式如下：
Figure BDA0002217742280000055
其中，R(f)表示雷克子波，其公式为
Figure BDA0002217742280000056
f为雷克子波的峰值频率。
对经地表一致性反褶积后的地震数据进行以俞氏子波为期望输出的统计子波反褶积。
预设工区统计子波反褶积后的成像效果可参见附图5，可见，煤层间弱反射信号能量得到有效提高。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种地震数据处理装置，如下面的实施例所述。由于地震数据处理装置解决问题的原理与地震数据处理方法相似，因此，地震数据处理装置的实施可以参见地震数据处理方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
本发明实施例提供了一种地震数据处理装置，如附图2所示，该装置包括：
数据获取模块201，用于获取预设工区的地震数据，并利用地震数据建立地层吸收衰减模型；
频率补偿模块202，用于利用所述地层吸收衰减模型对地震数据进行频率补偿；
第一数据处理模块203，用于对频率补偿后的地震数据进行地表一致性反褶积处理；
第二数据处理模块204，用于对地表一致性反褶积处理后的地震数据进行统计子波反褶积。
在本发明实施例中，数据获取模块201进一步用于：
获取预设工区的地震数据，并根据地震数据计算地层品质因子Q，计算公式如下：
Figure BDA0002217742280000061
其中，α(m-1)为地层吸收系数，ν(m/s)为地震波的传播速度，f(Hz)为频率；
利用地层品质因子Q建立地层吸收衰减模型。
在本发明实施例中，所述频率补偿包括：相位补偿和振幅补偿。
在本发明实施例中，第二数据处理模块204进一步用于：
分析地表一致性反褶积后的地震数据的频率，结合所述地震数据中的测井信息，计算俞氏子波；
将俞氏子波作为期望输出进行统计子波反褶积。
本发明实施例还提供了一种计算机设备，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方法。
本发明实施例还提供了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方法的计算机程序。
本发明实施例提供的地震数据处理方法，通过获取预设工区的地震数据，并利用地震数据建立地层吸收衰减模型，并利用地层吸收衰减模型对地震数据进行频率补偿，消除了地层对地震波的吸收衰减作用，削弱了煤层强反射信号对层间(即两个煤层之间的薄砂岩)弱反射信号的遮蔽作用。通过对频率补偿后的地震数据进行地表一致性反褶积处理，消除了地震数据在空间上的差异，提高煤层和层间薄砂岩的反射信号在空间上的子波一致性。通过对地表一致性反褶积处理后的地震数据进行统计子波反褶积，不仅可以提高煤层间弱反射信号的能量，还能够在后续精细刻画出薄含气砂岩储层内部反射特征，保证了油气开发向高精度岩性油气藏的勘探转型。
在实施例中，本发明实现了地震数据与测井数据的紧密结合，如此保证了方法实施过程中资料的保幅保真性，使得最终成果更贴合实际地层非均质特性和主要目的层段的多层叠置特征。
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)

1.一种地震数据处理方法，其特征在于，包括：
获取预设工区的地震数据，并利用地震数据建立地层吸收衰减模型；
利用所述地层吸收衰减模型对地震数据进行频率补偿；
对频率补偿后的地震数据进行地表一致性反褶积处理；
对地表一致性反褶积处理后的地震数据进行统计子波反褶积。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，获取预设工区的地震数据，并利用地震数据建立地层吸收衰减模型，包括：
获取预设工区的地震数据，并根据地震数据计算地层品质因子Q，计算公式如下：
Figure FDA0002217742270000011
其中，α(m-1)为地层吸收系数，ν(m/s)为地震波的传播速度，f(Hz)为频率；
利用地层品质因子Q建立地层吸收衰减模型。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述频率补偿包括：相位补偿和振幅补偿。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对地表一致性反褶积处理后的地震数据进行统计子波反褶积，包括：
分析地表一致性反褶积后的地震数据的频率，结合所述地震数据中的测井信息，计算俞氏子波；
将俞氏子波作为期望输出进行统计子波反褶积。
5.一种地震数据处理装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取预设工区的地震数据，并利用地震数据建立地层吸收衰减模型；
频率补偿模块，用于利用所述地层吸收衰减模型对地震数据进行频率补偿；
第一数据处理模块，用于对频率补偿后的地震数据进行地表一致性反褶积处理；
第二数据处理模块，用于对地表一致性反褶积处理后的地震数据进行统计子波反褶积。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，数据获取模块进一步用于：
获取预设工区的地震数据，并根据地震数据计算地层品质因子Q，计算公式如下：
Figure FDA0002217742270000021
其中，α(m-1)为地层吸收系数，ν(m/s)为地震波的传播速度，f(Hz)为频率；
利用地层品质因子Q建立地层吸收衰减模型。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述频率补偿包括：相位补偿和振幅补偿。
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，第二数据处理模块进一步用于：
分析地表一致性反褶积后的地震数据的频率，结合所述地震数据中的测井信息，计算俞氏子波；
将俞氏子波作为期望输出进行统计子波反褶积。
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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