CN112649852B - 火山岩vsp数据的振幅补偿方法及装置 - Google Patents

火山岩vsp数据的振幅补偿方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种火山岩VSP数据的振幅补偿方法及装置，该方法包括：获取火山岩VSP数据；根据火山岩VSP数据确定VSP层速度，根据测井数据和火山岩VSP数据确定密度测井数据；密度测井数据与VSP数据的采样间隔一致；根据VSP层速度及密度测井数据确定补偿函数；补偿函数包括衰减函数和透射函数；根据补偿函数对火山岩VSP数据的振幅进行补偿。本发明有效解决了火山岩地层VSP数据振幅衰减的补偿问题，可以恢复火山岩地层地震波振幅信息。

Description

火山岩VSP数据的振幅补偿方法及装置
技术领域
本发明涉及地球物理勘探技术领域，尤其是涉及一种火山岩VSP数据的振幅补偿方法及装置。
背景技术
近年来井中地震技术发展迅速，在油气资源勘探与开发中发挥了重要作用，作为井中地震关键处理环节的VSP(Vertical Seismic Profiling，垂直地震剖面)数据补偿方法也得到了一定的发展。火山岩气藏具有岩性复杂、非均质性强的特点，勘探开发难度较大，对于地震处理各环节提出了更高的要求。在震幅补偿过程中，VSP数据分析表明地震波进入火成岩会出现快速衰减的现象，因此，会对火成岩地层吸收研究及火山岩储层的频率预测研究造成影响。目前，尚无深度域VSP数据火山岩振幅补偿方法研究成果。
发明内容
本发明提供了一种火山岩VSP数据的振幅补偿方法及装置，该方案可对火山岩地层VSP数据进行有效补偿，有益于火成岩地层吸收研究及火山岩储层的频率预测研究。
第一方面，本发明实施例提供了一种火山岩VSP数据的振幅补偿方法，该方法包括：获取火山岩VSP数据；根据所述火山岩VSP数据确定VSP层速度，根据所述测井数据和所述火山岩VSP数据确定密度测井数据；所述密度测井数据与所述VSP数据的采样间隔一致；根据所述VSP层速度及所述密度测井数据确定补偿函数；所述补偿函数包括衰减函数和透射函数；根据所述补偿函数对所述火山岩VSP数据的振幅进行补偿。
第二方面，本发明实施例还提供一种火山岩VSP数据的振幅补偿装置，该装置包括：获取模块，用于获取火山岩VSP数据；数据模块，用于根据所述火山岩VSP数据确定VSP层速度，根据所述测井数据和所述火山岩VSP数据确定密度测井数据；所述密度测井数据与所述VSP数据的采样间隔一致；函数模块，用于根据所述VSP层速度及所述密度测井数据确定补偿函数；所述补偿函数包括衰减函数和透射函数；补偿模块，用于根据所述补偿函数对所述火山岩VSP数据的振幅进行补偿。
第三方面，本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述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火山岩VSP数据的振幅补偿方法。
第四方面，本发明实施例还提供一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行上述火山岩VSP数据的振幅补偿方法。
本发明实施例带来了以下有益效果：本发明实施例提供了一种火山岩VSP数据的振幅补偿方案，该方案在获取火山岩VSP数据之后，根据火山岩VSP数据确定VSP层速度，根据测井数据和火山岩VSP数据确定密度测井数据，其中，密度测井数据与VSP数据的采样间隔一致，其次，根据VSP层速度及密度测井数据确定补偿函数，为了兼顾衰减和透射的影响，补偿函数包括衰减函数和透射函数，最后，根据补偿函数对火山岩VSP数据的振幅进行补偿。本发明实施例有效解决了火山岩地层VSP数据振幅衰减的补偿问题，可以恢复火山岩地层地震波振幅信息。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
图1为本发明实施例提供的火山岩VSP数据的振幅补偿方法流程图；
图2为本发明实施例提供的火山岩地区VSP层速度曲线示意图；
图3为本发明实施例提供的火山岩地区VSP所在测井的岩石密度曲线示意图；
图4为本发明实施例提供的火山岩地区VSP球面扩散衰减函数示意图；
图5为本发明实施例提供的火山岩地区VSP透射衰减函数示意图；
图6为本发明实施例提供的火山岩地区VSP综合衰减函数示意图；
图7为本发明实施例提供的火山岩地区补偿前VSP数据示意图；
图8为本发明实施例提供的利用本发明方法补偿后VSP数据示意图；
图9为本发明实施例提供的火山岩VSP数据的振幅补偿装置结构框图；
图10为本发明实施例提供的计算机设备结构框图。
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，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
地震波进入火成岩出现了快速衰减的现象，在不考虑地层吸收衰减前提下，球面扩散衰减和透射衰减是两大主要因素，必须同时兼顾二者，才能达到更好的火山岩地震补偿效果。
基于此，本发明实施例提供的一种火山岩VSP数据的振幅补偿方法及装置，可以可对火山岩地层VSP数据进行有效补偿，且基于VSP计算结果可推广到地面地震补偿处理应用中，同时该方法不破坏火成岩地层的地震频率信息。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种火山岩VSP数据的振幅补偿方法进行详细介绍。
本发明实施例提供了一种火山岩VSP数据的振幅补偿方法，参见图1所示的一种火山岩VSP数据的振幅补偿方法流程图，该方法包括以下步骤：
步骤S102，获取火山岩VSP数据和测井数据。
在本发明实施例中，火山岩VSP数据是预先处理过的火山岩地区时间域垂直地震数据。
步骤S104，根据火山岩VSP数据确定VSP层速度，根据测井数据和火山岩VSP数据确定密度测井数据。
在本发明实施例中，得到的VSP层速度可以用于将火山岩VSP数据转换为深度域数据，以用于生成补偿函数，提高火山岩VSP数据的振幅补偿的准确程度。收集测井数据中，火山岩VSP数据所在井的密度测井数据，并重采集得到与VSP数据采集间隔一致的密度测井数据。
步骤S106，根据VSP层速度及密度测井数据确定补偿函数。
在本发明实施例中，球面扩散衰减和透射衰减是火山岩出现快速衰减的现象的两大主要因素，同时兼顾二者，才能达到更好的火山岩地震补偿效果。因此，补偿函数包括衰减函数和透射函数。其中，衰减函数用于描述衰减对振幅的影响情况，透射函数用于描述透射对振幅的影响情况。
步骤S108，根据补偿函数对火山岩VSP数据的振幅进行补偿。
参见图7所示的火山岩地区补偿前VSP数据示意图和图8所示的利用本发明方法补偿后VSP数据示意图，根据补偿函数对火山岩VSP数据的振幅进行补偿，可以有效恢复火山岩地层地震波振幅信息。
本发明实施例供了一种火山岩VSP数据的振幅补偿方法，该方法在获取火山岩VSP数据之后，根据火山岩VSP数据确定VSP层速度，根据测井数据和火山岩VSP数据确定密度测井数据，其中，密度测井数据与VSP数据的采样间隔一致，其次，根据VSP层速度及密度测井数据确定补偿函数，为了兼顾衰减和透射的影响，补偿函数包括衰减函数和透射函数，最后，根据补偿函数对火山岩VSP数据的振幅进行补偿。本发明实施例有效解决了火山岩地层VSP数据振幅衰减的补偿问题，可以恢复火山岩地层地震波振幅信息。
考虑到为了提高VSP层速度及密度测井数据的准确度，根据火山岩VSP数据确定VSP层速度及密度测井数据，可以按照如下步骤执行：
根据火山岩VSP数据拾取初至波时深关系；根据初至波时深关系计算VSP层速度；根据火山岩VSP数据的采样间隔对火山岩VSP数据所在井的密度测井数据进行重采样得到密度测井数据。
在本发明实施例中，根据初至波时深关系可以计算得到多个VSP层速度。获取火山岩VSP数据的采样间隔，根据该间隔对火山岩VSP数据所在井的密度测井数据进行重采样，以使得到的密度测井数据的采样间隔与火山岩VSP数据的采样间隔一致。图3示出了火山岩地区VSP所在测井的岩石密度曲线示意图。图2示出了火山岩地区VSP层速度曲线示意图。
为了达到更好的火山岩地震补偿效果，根据VSP层速度及密度测井数据确定补偿函数，可以按照如下步骤执行：
根据VSP层速度对火山岩VSP数据进行时深转换得到深度域的火山岩VSP数据；根据深度域的火山岩VSP数据和密度测井数据确定透射函数；根据深度域的火山岩VSP数据确定衰减函数；根据透射函数和衰减函数确定补偿函数。
为了确定透射对振幅的影响，根据深度域的火山岩VSP数据和密度测井数据确定透射函数，可以按照如下步骤执行：
按照以下公式确定单层透射函数：
Figure BDA0002227741140000051
其中，其中ρi为第i个检波器处地层岩石密度，vi为第i个检波器处地层层速度，pi为单层透射函数；按照以下公式确定透射函数：
Figure BDA0002227741140000052
其中，Pi为透射函数。
在本发明实施例中，第i个检波器处地层层速度是深度域的火山岩VSP数据，第i个检波器处地层岩石密度是密度测井数据。透射函数为各层透射衰减的总和，因此，需要首先确定各个单层透射函数，再基于单层透射函数建立透射函数。使用透射函数，可以更精确的描述透射对火山岩地震数据振幅的影响，进而可以得到更精确的振幅补偿效果。Pi衰减函数曲线可以参见图5所示的火山岩地区VSP透射衰减函数示意图。
为了确定球面扩散衰减对振幅的影响，该方法包括根据深度域的火山岩VSP数据按照以下公式确定衰减函数：
Figure BDA0002227741140000053
其中，Ti为衰减函数，di为第i个检波器到激发源的距离。
在本发明实施例中，第i个检波器到激发源的距离是深度域的火山岩VSP数据。不同于常规的球面扩散因子求取方法，本发明实施例基于深度域VSP数据计算得到衰减函数，而非利用VSP振幅统计得到，提高了球面扩散衰减对振幅的影响的计算精度，进而可以得到更精确的振幅补偿效果。
需要说明的是，在本发明实施例中，由于地震波球面扩散过程中能量与传播距离的平方成反比。有：
Figure BDA0002227741140000054
其中，di为第i个检波器到激发源的距离，Ei为第i个检波器所接收到的能量，E0为激发源的产生的能量。由于地震波能量与振幅平方成正比例关系，则上式两侧开方，可以得到振幅衰减公式：
Figure BDA0002227741140000055
其中di为第i个检波器到激发源的距离，Ai为第i个检波器所记录的振幅值，A0为激发源位置地震波的初始振幅。因此在深度域，不考虑其它衰减因素影响的前提下，VSP数据的球面扩散为严格的反比例衰减，衰减函数Ti为：
Figure BDA0002227741140000061
其中di为第i个检波器到激发源的距离。Ti衰减函数曲线可参见图4所示火山岩地区VSP球面扩散衰减函数示意图。
由于衰减和透射两者共同影响，导致火山岩地震数据振幅非吸收性衰减，因此，该方法可以包括以下步骤：
根据透射函数和衰减函数按照以下公式确定补偿函数：
Figure BDA0002227741140000062
Figure BDA0002227741140000063
其中，Yi为补偿函数。
在本发明实施例中，通过补偿函数可以更精确的描述衰减和透射共同对振幅产生影响，得到更精确的透射函数计算结果，基于透射函数计算结果，可以精确的对火山岩地震数据振幅非吸收性衰减进行补偿。综合衰减函数即补偿函数Pi·Ti曲线可以参见如图6所示的火山岩地区VSP综合衰减函数示意图。
为了提高计算效率，获取火山岩VSP数据之前，还包括以下步骤：
对火山岩地区时间域垂直地震数据进行预处理，得到火山岩VSP数据；预处理包括以下至少一种处理：异常噪声压制操作处理、套管谐波压制处理、旋转定向处理、信号互相关处理或信号叠加处理。
在本发明实施例中，预处理步骤可以根据实际需求进行确定，选择一种或多种预处理步骤。例如，当数据由可控震源采集，则还可包括信号互相关处理和信号叠加处理的步骤，本发明实施例对此不作具体限定。
本发明实施例提供了一种火山岩VSP数据的振幅补偿方法及装置，该方法首先准备所需火山岩地区井中地震数据、测井数据，进而计算球面扩散衰减函数、透射衰减函数，最后得到补偿函数，以对振幅进行补偿。本发明实施例有效解决了火山岩地层VSP数据振幅衰减的补偿问题，恢复了火山岩地层地震波振幅信息，且不破坏火成岩地层的地震频率信息，基于该结果可以进行火山岩吸收衰减方面的研究，因此，对于实际资料处理应用非常有意义。
本发明实施例还提供一种火山岩VSP数据的振幅补偿装置，参见图9所示的火山岩VSP数据的振幅补偿装置结构框图，该装置包括：
获取模块71，用于获取火山岩VSP数据；数据模块72，用于根据火山岩VSP数据确定VSP层速度，根据测井数据和火山岩VSP数据确定密度测井数据；密度测井数据与VSP数据的采样间隔一致；函数模块73，用于根据VSP层速度及密度测井数据确定补偿函数；补偿函数包括衰减函数和透射函数；补偿模块74，用于根据补偿函数对火山岩VSP数据的振幅进行补偿。
在一个实施例中，数据模块，用于根据火山岩VSP数据，拾取初至波时深关系；根据初至波时深关系，计算VSP层速度；根据火山岩VSP数据的采样间隔，对火山岩VSP数据所在井的密度测井数据进行重采样得到密度测井数据。
在一个实施例中，函数模块，用于根据VSP层速度，对火山岩VSP数据进行时深转换得到深度域的火山岩VSP数据；根据深度域的火山岩VSP数据和密度测井数据，确定透射函数；根据深度域的火山岩VSP数据，确定衰减函数；根据透射函数和衰减函数，确定补偿函数。
在一个实施例中，函数模块，具体用于按照以下公式确定单层透射函数：
Figure BDA0002227741140000071
其中，ρi为第i个检波器处地层岩石密度，vi为第i个检波器处地层层速度，ρi-1为第i-1个检波器处地层岩石密度，vi-1为第i-1个检波器处地层层速度，pi为单层透射函数；按照以下公式确定透射函数：
Figure BDA0002227741140000072
Figure BDA0002227741140000073
其中，Pi为透射函数。
在一个实施例中，函数模块，具体用于按照以下公式确定衰减函数：
Figure BDA0002227741140000074
其中，Ti为衰减函数，di为第i个检波器到激发源的距离。
在一个实施例中，函数模块，具体用于按照以下公式确定补偿函数：
Figure BDA0002227741140000075
其中，Yi为补偿函数，Pi为透射函数，Ti为衰减函数，di为第i个检波器到激发源的距离，ρi为第i个检波器处地层岩石密度，vi为第i个检波器处地层层速度，ρi-1为第i-1个检波器处地层岩石密度，vi-1为第i-1个检波器处地层层速度。
在一个实施例中，该装置还包括预处理模块，用于对火山岩地区时间域垂直地震数据进行预处理，得到火山岩VSP数据；预处理包括以下至少一种处理：异常噪声压制操作处理、套管谐波压制处理、旋转定向处理、信号互相关处理或信号叠加处理。
本发明实施例还提供一种计算机设备，参见图10所示的计算机设备结构示意框图，该计算机设备包括存储器81、处理器82，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一种方法的步骤。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的计算机设备的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述
本发明实施例还提供一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，程序代码使处理器执行上述任一种方法的步骤。
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。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种火山岩VSP数据的振幅补偿方法，其特征在于，包括：
获取火山岩VSP数据和测井数据；
根据所述火山岩VSP数据确定VSP层速度，根据所述测井数据和所述火山岩VSP数据确定密度测井数据；所述密度测井数据与所述VSP数据的采样间隔一致；
根据所述VSP层速度及所述密度测井数据确定补偿函数；所述补偿函数包括衰减函数和透射函数；
根据所述补偿函数对所述火山岩VSP数据的振幅进行补偿。
2.根据权利要求1所述的火山岩VSP数据的振幅补偿方法，其特征在于，根据所述火山岩VSP数据确定VSP层速度，根据所述测井数据和所述火山岩VSP数据确定密度测井数据，包括：
根据所述火山岩VSP数据，拾取初至波时深关系；
根据所述初至波时深关系，计算所述VSP层速度；
根据所述火山岩VSP数据的采样间隔，对所述火山岩VSP数据所在井的密度测井数据进行重采样得到密度测井数据。
3.根据权利要求1所述的火山岩VSP数据的振幅补偿方法，其特征在于，根据所述VSP层速度及所述密度测井数据确定补偿函数，包括：
根据所述VSP层速度，对所述火山岩VSP数据进行时深转换得到深度域的火山岩VSP数据；
根据所述深度域的火山岩VSP数据和所述密度测井数据，确定透射函数；
根据所述深度域的火山岩VSP数据，确定衰减函数；
根据所述透射函数和所述衰减函数，确定补偿函数。
4.根据权利要求3所述的火山岩VSP数据的振幅补偿方法，其特征在于，根据所述深度域的火山岩VSP数据和所述密度测井数据，确定透射函数，包括：
按照以下公式确定单层透射函数：
Figure FDA0002227741130000011
其中，ρi为第i个检波器处地层岩石密度，vi为第i个检波器处地层层速度，ρi-1为第i-1个检波器处地层岩石密度，vi-1为第i-1个检波器处地层层速度，pi为单层透射函数；
按照以下公式确定透射函数：
Figure FDA0002227741130000021
其中，Pi为透射函数。
5.根据权利要求3所述的火山岩VSP数据的振幅补偿方法，其特征在于，根据所述深度域的火山岩VSP数据，确定衰减函数，包括：按照以下公式确定衰减函数：
Figure FDA0002227741130000022
其中，Ti为衰减函数，di为第i个检波器到激发源的距离。
6.根据权利要求3所述的火山岩VSP数据的振幅补偿方法，其特征在于，根据所述透射函数和所述衰减函数，确定补偿函数，包括：按照以下公式确定补偿函数：
Figure FDA0002227741130000023
其中，Yi为补偿函数，Pi为透射函数，Ti为衰减函数，di为第i个检波器到激发源的距离，ρi为第i个检波器处地层岩石密度，vi为第i个检波器处地层层速度，ρi-1为第i-1个检波器处地层岩石密度，vi-1为第i-1个检波器处地层层速度。
7.根据权利要求1所述的火山岩VSP数据的振幅补偿方法，其特征在于，获取火山岩VSP数据之前，还包括：
对火山岩地区时间域垂直地震数据进行预处理，得到火山岩VSP数据；所述预处理包括以下至少一种处理：异常噪声压制操作处理、套管谐波压制处理、旋转定向处理、信号互相关处理或信号叠加处理。
8.一种火山岩VSP数据的振幅补偿装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取火山岩VSP数据和测井数据；
数据模块，用于根据所述火山岩VSP数据确定VSP层速度，根据所述测井数据和所述火山岩VSP数据确定密度测井数据；所述密度测井数据与所述VSP数据的采样间隔一致；
函数模块，用于根据所述VSP层速度及所述密度测井数据确定补偿函数；所述补偿函数包括衰减函数和透射函数；
补偿模块，用于根据所述补偿函数对所述火山岩VSP数据的振幅进行补偿。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述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上述权利要求1至7任一项所述的方法的步骤。
10.一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，其特征在于，所述程序代码使所述处理器执行上述权利要求1至7任一项所述的方法。
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