CN112578438A - 一种地震子波提取方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种地震子波提取方法及系统，该方法包括：对地震记录进行复赛谱变换以确定地震记录的复赛谱；在复赛谱中分解出子波的最大、最小相位分量，获得子波相位集合；将子波相位集合与反射系数曲线资料进行褶积，获取多组合成记录；将每组合成记录与井旁地震道做互相关，获得最佳的子波相位。该系统包括：复赛谱确定单元、子波相位集合获取单元、合成记录获取单元、最佳子波相位获取单元。本发明能准确和方便地提取地震子波。
Description
技术领域
本发明涉及属于地震信号处理领域，尤其涉及一种地震子波提取方法及系统。
背景技术
随着油气勘探开发的需要，储层预测和精细描述越来越引起重视，围绕这个目的而开展的探索和研究也越来越多，地震反演就是最重要的一点。当反演的目标是波阻抗时，我们称之为波阻抗反演。目前的地震波阻抗反演按照所使用的资料分为叠后反演和叠前反演两大类，无论哪种反演，其实质都是想去除子波的影响，从而将地震剖面转化为能与钻井、地质等资料直接对比的形式，因此，反演在许多情况下提高了常规地震的分辨率，并提高了油藏参数研究的水平，这对于研究复杂油气储层的空间分布、开展复杂油气藏精细描述都具有十分重要的意义。
而想要去除子波的影响，首先要提取地震子波。目前，地震子波提取的方法主要分为两类：确定性子波提取和统计性子波提取。
确定性子波提取方法是利用测井资料计算出反射系数序列，然后结合井旁地震道，由褶积理论求出地震子波，通常使用的计算方法有最小平方维纳滤波、谱除法等。它的优点是不需要对反射系数序列的分布作任何假设，能得到较为准确的子波。但是在计算方法上没有太多的选择余地，同时现有的方法都是每次利用一口井，获得一个子波，然后对多个子波进行平均，而不能一次同时利用多口井。
统计性子波提取是通过地震数据本身来估计子波。假设地震子波是不变的，反射系数序列是具有白噪谱的随机序列，则地震道的自相关就等同于地震子波的自相关估计，从而获得地震子波的振幅谱(子波二阶统计量)，对于相位谱，则一般假设为最小相位或者零相位。由于地震子波实际上是混合相位，因此出现了包含子波相位谱的高阶统计量方法。这种方法的优点是不需要井数据，但是它是基于统计的方法，因此需要大量统计，另外，基于高阶统计量的方法往往需要求解方程，使用最优化技术，这都增加了计算量，并且求解过程并不确保稳定。
因此，有必要开发一种精确简便的地震子波提取方法。
发明内容
本发明的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本发明而学习。
为克服现有技术的问题，本发明提供一种地震子波提取方法，其包括：
对地震记录进行复赛谱变换以确定地震记录的复赛谱；
在复赛谱中分解出子波的最大、最小相位分量，获得子波相位集合；
将所述子波相位集合与反射系数曲线资料进行褶积，获取多组合成记录；
将每组合成记录与井旁地震道做互相关，获得最佳的子波相位。
优选地，所述对地震记录进行复赛谱变换以确定地震记录的复赛谱包括：
将所述地震记录做傅立叶变换，得到频谱；
取所述频谱的绝对值，得到振幅谱；
对所述振幅谱取对数并做反傅立叶变化，得到所述复赛谱。
优选地，所述在复赛谱中分解出子波的最大、最小相位分量包括：
利用公式
在复赛谱上确定出子波的最小相位分量，相应地也就确定了子波的最大相位分量；其中，
是振幅谱的复赛谱，对称出现在复赛谱的正、负轴上，
是子波的最小相位分量u(t)所对应的最大相位函数的复赛谱，
是子波最大相位分量v(t)所对应的最小相位函数的复赛谱，
分别出现在复赛谱的正轴和负轴上，相应地
分别出现在复赛谱的负轴和正轴上。
优选地，所述子波相位集合通过扫描确定一组具有相同振幅谱但相位谱不同的子波集合获取。
优选地，将所述复赛谱的半边除以一个大于1的标量以改变复赛谱的对称性得到所述具有相同振幅谱但相位谱不同的子波相位集合。
本发明提供一种地震子波提取系统，包括：
复赛谱确定单元，用于对地震记录进行复赛谱变换以确定地震记录的复赛谱；
子波相位集合获取单元，用于在复赛谱中分解出子波的最大、最小相位分量，获得子波相位集合；
合成记录获取单元，用于将所述子波相位集合与反射系数曲线资料进行褶积，获取多组合成记录；
最佳子波相位获取单元，用于将每组合成记录与井旁地震道做互相关，获得最佳的子波相位。
优选地，所述复赛谱确定单元具体用于：将所述地震记录做傅立叶变换，得到频谱；取所述频谱的绝对值，得到振幅谱；对所述振幅谱取对数并做反傅立叶变化，得到所述复赛谱。
优选地，所述子波相位集合获取单元用于通过扫描确定一组具有相同振幅谱但相位谱不同的子波集合获取。
优选地，所述子波相位集合获取单元用于将所述复赛谱的半边除以一个大于1的标量以改变复赛谱的对称性得到所述具有相同振幅谱但相位谱不同的子波相位集合。
本发明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计算机可执行的至少一个程序，所述至少一个程序被所述计算机执行时使所述计算机执行本发明任一实施提供的方法中的步骤。
本发明提供了一种地震子波提取方法及系统，实现了对地震子波准确和方便地提取。
通过阅读说明书，本领域普通技术人员将更好地了解这些技术方案的特征和内容。
附图说明
下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中：
图1为本发明实施例的地震子波提取方法的流程示意图。
图2为本发明实施例的地震子波提取系统的结构示意图。
图3为本发明结果与标准子波合成记录的对比结果示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供一种地震子波提取方法，包括：
S10、对地震记录进行复赛谱变换以确定地震记录的复赛谱；
本实施例中，先将地震记录中的地震道做傅立叶变换，得到频谱；再取所述频谱的绝对值，得到振幅谱；最后对振幅谱取对数并做反傅立叶变化，即可得到复赛谱。
S20、在复赛谱中分解出子波的最大、最小相位分量，获得子波相位集合；
在具体实施时，设子波w(t)的最大、最小分量分别为u(t),v(t)，则满足公式(1)：
w(t)＝u(t)*v(t) (1)
在富式域表示为：
|w(ω)|exp(iφw(ω))＝|u(ω)|exp(iφu(ω))+|v(ω)exp(iφv(ω)) (2)
对数谱表示为：
ln|w(ω)+iφw(ω)＝ln|u(ω)|+iφu(ω)+ln|v(ω)+iφv(ω) (3)
为消除相位谱，有：
2ln|w(ω)|＝ln|u(ω)|+iφu(ω)+ln|u(ω)|-iφu(ω)+ln|v(ω)|+iφv(ω)+ln|v(ω)|-iφv(ω)
在复赛谱表示为：
其中，
是振幅谱的复赛谱，对称出现在复赛谱的正、负轴上，
是子波的最小相位分量u(t)所对应的最大相位函数的复赛谱，
是子波最大相位分量v(t)所对应的最小相位函数的复赛谱，
分别出现在复赛谱的正轴和负轴上，相应地
分别出现在复赛谱的负轴和正轴上。利用公式(4)，在复赛谱上确定出子波的最小相位分量，相应地也就确定了子波的最大相位分量。通过扫描可以确定一组具有相同振幅谱但相位谱不同的子波合集。
子波相位集合可以通过扫描确定一组具有相同振幅谱但相位谱不同的子波集合实现。也就是说，子波相位集合包括多组具有相同振幅谱但相位谱不同的子波。具体的，是将复赛谱的半边除以一个大于1的标量以改变复赛谱的对称性，从而求得不同相位子波。
S30、将所述子波相位集合与反射系数曲线资料进行褶积，获取多组合成记录；
将井的反射系数曲线资料与一组具有相同振幅谱但相位谱不同的子波分别进行褶积，从而获取一组地震合成记录。
w(t)*δ(t)＝f(t)
其中δ(t)为反射系数，w(t)为地震子波,f(t)为地震信号。
S40、将每组合成记录与井旁地震道做互相关，获得最佳的子波相位。
这里所采用地震信号的互相关计算为：设两个地震信号分别是f(t)和g(t)，则互相关函数为R(u)＝f(t)*g(-t)。其中，f(t)是合成记录，g(t)代表井旁地震道坐标轴的正轴，g(-t)代表坐标轴的负轴。
通过上述计算找出相关系数R(u)最大的，确定最佳的合成记录，与该合成记录对应的子波就是所需要提取的子波。
本发明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计算机可执行的至少一个程序，所述至少一个程序被所述计算机执行时使所述计算机执行上述任一实施提供的方法中的步骤。
如图2所示，本发明提供一种地震子波提取系统，包括：复赛谱确定单元81、子波相位集合获取单元82、合成记录获取单元83、最佳子波相位获取单元84。
复赛谱确定单元81用于对地震记录进行复赛谱变换以确定地震记录的复赛谱；更具体地，先将地震道做傅立叶变换，得到频谱；再取所述频谱的绝对值，得到振幅谱；最后对振幅谱取对数并做反傅立叶变化，即可得到复赛谱。
子波相位集合获取单元82与复赛谱确定单元81相连，子波相位集合获取单元82用于在复赛谱中分解出子波的最大、最小相位分量，获得子波相位集合；在具体实施时，设子波w(t)的最大、最小分量分别为u(t),v(t)，则满足公式(1)：
w(t)＝u(t)*v(t) (1)
在富式域表示为：
|w(ω)|exp(iφw(ω))＝|u(ω)|exp(iφu(ω))+|v(ω)exp(iφv(ω)) (2)
对数谱表示为：
ln|w(ω)|+iφw(ω)＝ln|u(ω)|+iφu(ω)+ln|v(ω)+iφv(ω) (3)
为消除相位谱，有：
2ln|w(ω)＝ln|u(ω)|+iφu(ω)+ln|u(ω)|-iφu(ω)+ln|v(ω)+iφv(ω)+ln|v(ω)-iφv(ω)
在复赛谱表示为：
其中，
是振幅谱的复赛谱，对称出现在复赛谱的正、负轴上，
是子波的最小相位分量u(t)所对应的最大相位函数的复赛谱，
是子波最大相位分量v(t)所对应的最小相位函数的复赛谱，
分别出现在复赛谱的正轴和负轴上，相应地
分别出现在复赛谱的负轴和正轴上。利用公式(4)，在复赛谱上确定出子波的最小相位分量，相应地也就确定了子波的最大相位分量。通过扫描可以确定一组具有相同振幅谱但相位谱不同的子波合集。子波相位集合可以通过扫描确定一组具有相同振幅谱但相位谱不同的子波集合实现。具体的，是将复赛谱的半边除以一个大于1的标量以改变复赛谱的对称性，从而求得不同相位子波。
合成记录获取单元83与子波相位集合获取单元82相连，合成记录获取单元83用于将所述子波相位集合与反射系数曲线资料进行褶积，获取多组合成记录；具体地，将井的反射系数曲线资料与一组具有相同振幅谱但相位谱不同的子波分别进行褶积，从而获取一组地震合成记录。
w(t)*δ(t)＝f(t)
其中δ(t)为反射系数，w(t)为地震子波,f(t)为地震信号。
最佳子波相位获取单元84与合成记录获取单元83相连，最佳子波相位获取单元84用于将每组合成记录与井旁地震道做互相关，获得最佳的子波相位。这里所采用地震信号的互相关计算为：设两个地震信号分别是f(t)和g(t)，则互相关函数为R(u)＝f(t)*g(-t)。通过上述计算找出相关系数最大的，确定最佳的合成记录，与该合成记录对应的子波就是所需要提取的子波。
为进一步验证本发明，采利用Yuanba区块三维的1046测线及过该测线的Yb1井的资料，对本发明提供的地震子波提取方法或系统进行测试。首先，制作了带通子波的合成记录作为标准子波进行对比。本发明结果与标准子波合成记录的对比结果如图3所示。可见，采用发明提供的地震子波提取方法或系统可以准确提取地震子波。
本发明提供了的地震子波提取方法及系统利用分离后的复赛谱，将复赛谱的半边除以一个大于1的标量，改变复赛谱的对称性，从而就得到了混合相位的子波，实现了对地震子波准确和方便地提取。
以上参照附图说明了本发明的优选实施例，本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质，可以有多种变型方案实现本发明。举例而言，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可用于另一实施例以得到又一实施例。以上仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。
Claims (10)
1.一种地震子波提取方法，其特征在于，包括：
对地震记录进行复赛谱变换以确定地震记录的复赛谱；
在复赛谱中分解出子波的最大、最小相位分量，获得子波相位集合；
将所述子波相位集合与反射系数曲线资料进行褶积，获取多组合成记录；
将每组合成记录与井旁地震道做互相关，获得最佳的子波相位。
2.根据权利要求1所述地震子波提取方法，其特征在于，所述对地震记录进行复赛谱变换以确定地震记录的复赛谱包括：
将所述地震记录做傅立叶变换，得到频谱；
取所述频谱的绝对值，得到振幅谱；
对所述振幅谱取对数并做反傅立叶变化，得到所述复赛谱。
3.根据权利要求1所述地震子波提取方法，其特征在于，所述在复赛谱中分解出子波的最大、最小相位分量包括：
利用公式
在复赛谱上确定出子波的最小相位分量，相应地也就确定了子波的最大相位分量；其中，
是振幅谱的复赛谱，对称出现在复赛谱的正、负轴上，
是子波的最小相位分量u(t)所对应的最大相位函数的复赛谱，
是子波最大相位分量v(t)所对应的最小相位函数的复赛谱，
分别出现在复赛谱的正轴和负轴上，相应地
分别出现在复赛谱的负轴和正轴上。
4.根据权利要求1所述地震子波提取方法，其特征在于，所述子波相位集合通过扫描确定一组具有相同振幅谱但相位谱不同的子波集合获取。
5.根据权利要求4所述地震子波提取方法，其特征在于，将所述复赛谱的半边除以一个大于1的标量以改变复赛谱的对称性得到所述具有相同振幅谱但相位谱不同的子波相位集合。
6.一种地震子波提取系统，其特征在于，包括：
复赛谱确定单元，用于对地震记录进行复赛谱变换以确定地震记录的复赛谱；
子波相位集合获取单元，用于在复赛谱中分解出子波的最大、最小相位分量，获得子波相位集合；
合成记录获取单元，用于将所述子波相位集合与反射系数曲线资料进行褶积，获取多组合成记录；
最佳子波相位获取单元，用于将每组合成记录与井旁地震道做互相关，获得最佳的子波相位。
7.根据权利要求6所述地震子波提取系统，其特征在于，所述复赛谱确定单元具体用于：将所述地震记录做傅立叶变换，得到频谱；取所述频谱的绝对值，得到振幅谱；对所述振幅谱取对数并做反傅立叶变化，得到所述复赛谱。
8.根据权利要求6所述地震子波提取系统，其特征在于，所述子波相位集合获取单元用于通过扫描确定一组具有相同振幅谱但相位谱不同的子波集合获取。
9.根据权利要求8所述地震子波提取系统，其特征在于，所述子波相位集合获取单元用于将所述复赛谱的半边除以一个大于1的标量以改变复赛谱的对称性得到所述具有相同振幅谱但相位谱不同的子波相位集合。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行的至少一个程序，其特征在于，所述至少一个程序被所述计算机执行时使所述计算机执行上述权利要求1～5任一项所述的方法中的步骤。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113625341A (zh) * | 2021-08-04 | 2021-11-09 | 中化地质矿山总局地质研究院 | 一种基于复赛谱分析的品质因子估计方法、装置及系统 |
| CN114384580A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-22 | 同济大学 | 一种基于可控震源的理想子波定制方法 |
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