CN113625361A - 一种基于井约束的地震资料定量拓频方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于井约束的地震资料定量拓频方法及装置，属于石油勘探开发技术领域。本发明通过选取对井周地层和岩石变化信息敏感的测井曲线(如自然伽马、电阻率等)构建具有声波量纲的新曲线，结合声波曲线的低频模型，合成既具有井周岩层地球物理特性，又有地震响应信息的新型曲线，即拟声波曲线，该曲线既能反映地层速度和波阻抗的变换，又能反映岩性的细微差异，依据该拟声波曲线的频谱特性对地震资料进行拓频，保证了处理后地震资料的地质意义，拓频处理后的地震资料更充分展示实际地质特征。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于井约束的地震资料定量拓频方法及装置，属于石油勘探开发技术领域。
背景技术
拓频是地震资料高分辨率处理技术的最主要手段。高分辨率地震资料处理技术是指在处理过程中为提高带宽而采取的各种技术手段，在地震数据有效采集的基础上拓宽频带、提高主频，其本质是通过强化有效频率信号能量，压制鸟声效应与脉冲宽度，达到提高地震分辨率的目的。常规方法主要有三大类：反褶积、吸收补偿及基于时频谱拓频技术。
反褶积是一个盲过程，以维纳滤波和褶积模型为基础，从输出信号中提取或恢复原始信号，通过压缩地震子波，达到展开频谱、提高地震资料分辨率的目的。吸收补偿是以吸收和衰减为基础，在合理估算地下Q场的前提下，对各频率成分进行振幅补偿和相位校正。而基于时频谱的拓频技术主要以时频分解手段在时间-频率(尺度)域进行高低频成分的恢复处理。
上述各类方法均是定性拓频方法，没有根据地下地质特点，按照研究区地震响应进行拓频，导致拓频后地震资料与实际地质不符，不能被确定性用于地震地质研究。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于井约束的地震资料定量拓频方法及装置，以解决目前地震资料拓频结果与实际地质不符的问题。
本发明为解决上述技术问题而提供一种基于井约束的地震资料定量拓频方法，该拓频方法包括以下步骤：
1)获取研究区地震数据和反应地层特性的测井数据，并根据得到的测井数据确定含有地震响应信息的拟声波曲线；
2)将得到拟声波曲线进行时频变换，并根据区域地质任务要求对拟声波曲线进行频域筛选，获取研究区地震频率响应特征；
3)按照筛选后的地震频率响应特征对地震资料进行定量拓频，使拓频后的地震资料频谱特性与之具有相似性。
本发明还提供了一种基于井约束的地震资料定量拓频装置，该装置包括处理器和存储器，所述处理器执行由所述存储器存储的计算机程序，以实现本发明的地震资料的定量拓频方法。
本发明利用能够反应地层和岩性变化比较敏感的测井曲线(如自然伽马、电阻率等)构建具有声波量纲的新曲线，结合声波曲线的低频模型，合成拟声波曲线，该拟声波曲线既能反映地层速度和波阻抗的变换，又能反映岩性的细微差异，通过拟声波曲线的对地震资料进行拓频，保证了拓频后的地震资料考虑到了地质情况，拓频处理后的地震资料更加符合实际地质特征。
进一步地，为保证拟声波曲线的准确性，所述步骤1)中获取的测井数据包括声波数据以及自然伽马和/或电阻率。
进一步地，为保证拟声波曲线的准确性，所述拟声波曲线的确定过程为：
根据沉积稳定层段的自然伽马和声波数据建立自然伽马和声波之间的拟合关系；
根据上述关系确定高频段的声波数据，将低频段的声波数据和拟合得到的高频段的声波数据进行融合，得到拟声波曲线。
进一步地，为保证拟声波曲线的准确性，所述拟声波曲线的确定过程为：
根据沉积稳定层段的电阻率和声波数据建立电阻率和声波之间的拟合关系；
根据上述关系确定高频段的声波数据，将低频段的声波数据和拟合得到的高频段的声波数据进行融合，得到拟声波曲线。
进一步地，所述步骤2)采用傅立叶变换进行时频变换。
进一步地，所述自然伽马和声波之间的关系采用最小二乘法拟合得到。
进一步地，电阻率和声波之间的关系采用最小二乘法拟合得到。
附图说明
图1是本发明实施例中地震资料定量拓频的处理结果示意图；
图2-a是本发明实施例中拓频处理前CRP道集示意图；
图2-b是本发明实施例中拓频处理后CRP道集示意图；
图2-c是本发明实施例中去噪后CRP道集示意图；
图3-a是本发明实施例中拓频处理前CPR叠加成果示意图；
图3-b是本发明实施例中拓频处理前CPR叠加成果示意图；
图4-a是本发明实施例中电阻率与声波速度的关系示意图；
图4-b是本发明实施例中自然伽马与声波速度的关系示意图；
图5是本发明地震资料定量拓频方法的流程图；
图6是本发明地震资料定量拓频装置的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步地说明。
方法实施例
本发明通过反应地层特性的测井曲线构建相应的拟声波曲线，然后按照构建的拟声波曲线对地震资料进行定量拓频，使拓频后的地震资料对应的曲线与拟声波曲线的变化趋势一致；实现地震资料的低频与高频的定量拓频，该方法的实现流程如图5所示，具体过程如下。
1.获取原始地震数据和测井数据。
本实施例以鄂尔多斯某区的地震数据为例进行说明，获取的该区域的原始地震数据如图2-a所示；获取的测井数据包括有电阻率测井曲线、自然伽马测井曲线和声波速度数据。
2.构建拟声波曲线。
在实际情况中，声波曲线往往不能反映地层的实际情况，而其他测井曲线，如自然伽马、电阻率，对储层的反映却很好，因此，本发明利用能够反应地层和岩性变化比较敏感的测井曲线(自然伽马或电阻率)构建具有声波量纲的新曲线，结合声波曲线的低频模型，合成拟声波曲线，该拟声波曲线既能反映地层速度和波阻抗的变换，又能反映岩性的细微差异。
拟声波曲线可通过经验公式或者统计方法构建，通过现有测井曲线来重构声波曲线，用于重构的测井曲线必须与原声波曲线具有很好的相关性。拟声波曲线构建指的是在声波曲线低频背景下，叠置敏感曲线的高频信息，得到一条具有声波量纲的新曲线，该曲线中保留了原声波曲线中的低频背景，保证了层位标定中时深关系的正确性，同时又包含有敏感曲线(例如电阻率测井曲线、自然伽马测井曲线)的频谱特性。
本实施例以自然伽马曲线作为敏感曲线，首先根据沉积稳定层段(高频段)中的自然伽马和声波数据，通过最小二乘法回归算法建立自然伽马与声波数据之间的关系，如图4-b所示，然后，根据上述关系确定高频段的声波数据，将低频段的声波数据和拟合得到的高频段的声波数据进行融合，得到拟声波曲线。
此外，还可以将电阻率曲线作为敏感曲线，首先沉积稳定层段(高频段)中的电阻率和声波数据，通过最小二乘法回归算法建立电阻率与声波是数据之间的关系，如图4-a所示，然后，在声波数据的基础上，根据上述关系确定高频段的声波数据，将低频段的声波数据和拟合得到的高频段的声波数据进行融合，得到拟声波曲线。
3.对拟声波曲线进行时频变换，并对拟声波曲线进行筛选。
对得到的拟声波曲线进行时频变换，将其变换到频域，本实施例采用傅立叶变换实现，采用的时频变换公式为：
其中x(n)为拟声波曲线的时域函数.X(k)表示DFT变换后的数据。
根据时频变换结果，选取幅值大于设定阈值对应的频率段作为滤波频率，本实施例中选取的频率为200Hz，拟声波数据的主要能量集中在200Hz以下，且200Hz以上的拟声波数据中的噪声比较大，因此将200Hz以上的拟声波数据筛除，选取200Hz以下的拟声波曲线的对应的频谱特性作为拓频的依据。
4.按照选取的拟声波数据对地震资料进行拓频。
本实施例按照筛选后的拟声波曲线的频谱特性对原始地震资料进行拓频，结果如图1所示，该图中包括拟声波曲线频谱特性、原始地震资料数据、地震资料一次拓频结果、地震资料二次拓频结果和地震资料三次拓频结果，其中第三次拓频结果为最终的拓频处理结果；从中可以看出第三次拓频结果与拟声波曲线的变化趋势最接近；单个CRP道集的原始数据如图2-a所示，单个CRP道集拓频后的结果如图2-b所示，单个CRP道集滤波后的结果如图2-c所示；各图中采用地震资料的默认显示方式，纵向是时间，横向是道集号，从中可以看出，拓频处理后的地震资料较原始资料而言，其信噪比和分辨率均有提高，且波组关系更加清晰，能量一致性增强。
CRP叠加完拓扑处理前的数据如图3-a所示，CRP叠加完拓扑处理后的数据如图3-b所示，从中可以看出，采用本发明的拓频处理方法能够使拓频处理后的地震资料与原始地震资料相比，其信噪比和分辨率均有提高，且更能体现构造接触关系，剖面活跃度也增强了。
装置实施例
本实施例提出的装置，如图6示，包括处理器、存储器，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行计算机程序时实现上述方法实施例的方法。
也就是说，以上方法实施例中的方法应理解可由计算机程序指令实现地震资料定量拓频方法的流程。可提供这些计算机程序指令到处理器，使得通过处理器执行这些指令产生用于实现上述方法流程所指定的功能。
本实施例所指的处理器是指微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置；
本实施例所指的存储器包括用于存储信息的物理装置，通常是将信息数字化后再以利用电、磁或者光学等方式的媒体加以存储。例如：利用电能方式存储信息的各式存储器，RAM、ROM等；利用磁能方式存储信息的的各式存储器，硬盘、软盘、磁带、磁芯存储器、磁泡存储器、U盘；利用光学方式存储信息的各式存储器，CD或DVD。当然，还有其他方式的存储器，例如量子存储器、石墨烯存储器等等。
通过上述存储器、处理器以及计算机程序构成的装置，在计算机中由处理器执行相应的程序指令来实现，处理器可以搭载各种操作系统，如windows操作系统、linux系统、android、iOS系统等。
作为其他实施方式，装置还可以包括显示器，显示器用于将诊断结果展示出来，以供工作人员参考。
Claims (8)
1.一种基于井约束的地震资料定量拓频方法，其特征在于，该拓频方法包括以下步骤：
1)获取研究区地震数据和反应地层特性的测井数据，并根据得到的测井数据确定含有地震响应信息的拟声波曲线；
2)将得到拟声波曲线进行时频变换，并根据区域地质任务要求对拟声波曲线进行频域筛选，获取研究区地震频率响应特征；
3)按照筛选后地震频率响应特征对地震资料进行定量拓频，使拓频后的地震资料频谱特性与之具有相似性。
2.根据权利要求1所述的基于井约束的地震资料定量拓频方法，其特征在于，所述步骤1)中获取的测井数据包括声波数据以及自然伽马和/或电阻率。
3.根据权利要求2所述的基于井约束的地震资料定量拓频方法，其特征在于，所述拟声波曲线的确定过程为：
根据沉积稳定层段的自然伽马和声波数据建立自然伽马和声波之间的拟合关系；
根据上述关系确定高频段的声波数据，将低频段的声波数据和拟合得到的高频段的声波数据进行融合，得到拟声波曲线。
4.根据权利要求2所述的基于井约束的地震资料定量拓频方法，其特征在于，所述拟声波曲线的确定过程为：
根据沉积稳定层段的电阻率和声波数据建立电阻率和声波之间的拟合关系；
根据上述关系确定高频段的声波数据，将低频段的声波数据和拟合得到的高频段的声波数据进行融合，得到拟声波曲线。
5.根据权利要求1所述的基于井约束的地震资料定量拓频方法，其特征在于，所述步骤2)采用傅立叶变换进行时频变换。
6.根据权利要求3所述的基于井约束的地震资料定量拓频方法，其特征在于，所述自然伽马和声波之间的关系采用最小二乘法拟合得到。
7.根据权利要求3所述的基于井约束的地震资料定量拓频方法，其特征在于，电阻率和声波之间的关系采用最小二乘法拟合得到。
8.一种基于井约束的地震资料定量拓频装置，其特征在于，该装置包括处理器和存储器，所述处理器执行由所述存储器存储的计算机程序，以实现如上述权利要求1-7任一项所述的地震资料的定量拓频方法。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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