CN114137608A - 地层品质因子的确定方法、存储介质和计算机设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种地层品质因子的确定方法、存储介质和计算机设备。该方法包括：提取射线参数不同的第一共射线参数道集和第二共射线参数道集；对于在时频域的第一共射线参数道集的地震道，在指定时窗内选取第一地震波以及第二地震波，对于在时频域的第二共射线参数道集的地震道，选取第三地震波以及第四地震波；确定第一频谱比和第二频谱比；确定第二频谱比与第一频谱比之比，去除调谐效应项；根据去除了调谐效应项的第二频谱比与第一频谱比之比，确定目标地层的品质因子与第二差值和第一差值的差之间的关系；基于关系确定目标地层的品质因子。
Description
技术领域
本发明涉及油气地球物理技术领域，尤其涉及一种地层品质因子的确定方法、存储介质和计算机设备。
背景技术
地震波衰减是地震波在地层中传播的固有属性，也是地震波在地层中传播必然发生的现象。地震波传播过程中的衰减造成地震波高频部分的快速损耗，从而导致地震波主频降低，地震资料的分辨率降低。为此，在地震资料的处理过程中，通常会应用反Q滤波或反褶积等技术手段克服衰减效应，以提高地震资料的分辨率；同时，在地震资料解释过程中也可以利用地震资料中出现的衰减异常进行储层的含油气检测。无论是地震资料处理中的反Q滤波还是地震资料解释中的衰减异常检测，都需要对地震衰减的Q值进行提取，所以Q值提取一直是地震资料处理解释的研究热点。
现行的Q值提取方法多是利用叠后地震资料进行的，估算方法包括：时间域的振幅衰减法、上升时间法、子波模拟法、解析信号法以及频率域的谱比法、匹配法、谱模拟法。在这些方法中，时间域的上升时间法和频率域的谱比法为最常用的方法。上升时间法是建立在地震波在衰减介质中传播发生频散的基础上，主要是定义上升时间和频宽来建立品质因子之间的关系。上升时间定义为第一周期最大振幅与最大斜率之比；频宽被定义在第一周期内的最大斜率与时间轴的交点与第一个零时刻之间的间隔。这种方法实现的困难在于寻找最大斜率点的位置及确定最大斜率的值。频谱比法是另外一种被广泛应用的方法。该种方法取两个深度或时间上的子波，进行频谱分析，将两个子波频谱相除，得到频谱比，根据常识Q模型，对频谱比取对数后，应为Q的线性函数。这种方法假设地震波是由多个孤立或时间上可以区分子波组成，不同子波由于传播距离不同而衰减程度不同，根据常数Q模型可以通过不同子波频谱的比值估算Q值。在这种方法中，不同子波的频谱比值是频率与地层品质因子Q的指数函数，对频谱比值求自然对数，可以得到关于地层品质因子倒数为斜率的频率的函数，据此通过数据拟合可以求取地层的品质因子Q。这种方法假定在地震资料中可以子波是孤立可区分的，没有考虑地层反射之间的相互影响，相当于是忽略了地层滤波效应，因此导致Q值提取的精度低，并且算法难以稳定。Yanghua Wang在2004年提出在一种基于Q补偿的Q值估算算法，部分克服了算法的不稳定性问题，但是由于方法仍然没有考虑薄层的调谐效应对子波频谱的改造，仍然会出现一些不合理的计算结果。
除频谱比法及上升时间法两种常用的方法外，特征频率法也是较为常用的方法。由于地下介质对地震波的衰减与频率成正比关系，即地震波频率越高，吸收越强，高频部分衰减剧烈，而低频相对衰减较慢，因此地震波峰值频率会随着地震波传播距离的增大而向低频端移动。这会导致地震波在频率域的频谱形态发生显著变化，而某些特征频率也会因此而变化。Changjun Zhang等人2002年提出了一种利用峰值频率在CMP道集上估算Q值的方法，该方法从标准的雷克子波的频谱研究出发，研究经过衰减后的雷克子波的频谱变化，在研究中，通过定义峰值频率(频谱函数对频率的导数为零的频率点)处的关系式，证明了Q值与地震波传播时间和地震峰值频率间的关系。在这种方法中，需要假定地震子波的初始子波为雷克子波，同时需要对雷克子波的主频进行有效的估计。该方法意图在于避免频谱比方法的不稳定性，对于厚层反射有一定效果，但是由于方法没有考虑地层调谐作用，忽略了地层滤波作用对频谱的显著影响，因而也不能很好的解决由于薄层调谐所引起Q值估算的误差。与峰值频率法比较近似的是质心频率偏移法。质心频率有如下定义：
其中f为频率，S(f)为地震波的频谱。质心频率相对于峰值频率而言更为稳定，估计误差更小。但是质心频率偏移法为了得到质心频率偏移与Q之间的关系，需要对初始子波的频谱状态进行假设，如假设初始谱是近似于高斯形态的。这种假设无疑限制了方法的应用，同时在应用中往往我们无法确切的估计子波的初始频谱形态，进一步限制了该方法的应用。
在上述的所有Q值估算的方法中，都没有充分考虑地层调谐效应对算法的影响，严重影响了算法的适用性和稳定性。频率域的算法中，对于两个时刻的地震波，有可能存在两个波都是复合波，因而两个时刻的地震波的频谱都有可能是经过调谐作用改造过后的频谱，此时，无论是利用频谱比法，或者是质心频率偏移法、峰值频率法都不可避免对Q值的估算结果产生影响，导致算法不稳定，结果误差大。对于上升时间法等时间的算法，在无法分离不同时刻的独立的子波的情况下，由于地层调谐对子波的形态的显著改造作用，也会导致一系列参数估计(如最大斜率、频宽等的估计)的错误，最终导致Q值估算的误差。
准确估算地层的品质因子Q，在地震资料处理解释中有着无可替代的重要作用。现有技术目前不完全满足准确估算Q值的需求。叠后求取Q值的方法由于是利用叠后资料进行Q值估算，很难实现对Q值的精确估算。叠后资料是不同偏移距资料的叠加，相当于将不同传播路径的来自于同一个地下反射点的反射叠加在一起，造成不同衰减程度的地震波叠加在一起，在这种条件下不可能获得一个相对准确的Q值提取方法。而前人提出的在叠前CMP道集上求取Q值的方法，较叠后方法的精度有了较大程度的提高，但是方法仍然没有考虑薄层调谐作用对子波频谱的改变，仍不能满足生产和科研过程中对地层品质因子提取精度的需要。常规的叠前频谱比法，在得到不同零偏移距双程旅行时的等效Q值后，需要进行进一步的转化处理，才能得到更加接近于真实的Q值估算。
针对目前地层品质因子Q提取方法中存在的一系列问题，亟需提出一种新的叠前Q值提取方法，以有效提高Q值提取的精度。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种地层品质因子的确定方法、存储介质和计算机设备，以在考虑地层的调谐效应的前提下准确确定地层的品质因子。
第一方面，本申请的实施方式提供一种地层品质因子的确定方法，包括以下步骤：获取目标地层的叠前地震资料，从所述叠前地震资料中提取射线参数不同的第一共射线参数道集和第二共射线参数道集，将所述第一和第二共射线参数道集变换到时频域；对于在时频域的第一共射线参数道集的地震道，在指定时窗内选取实际双程旅行时为第一时长的第一地震波以及实际双程旅行时为大于第一时长的第二时长的第二地震波，并根据第一时长的实际双程旅行时确定第一地震波的第一零偏移距双程旅行时，以及根据第二时长的实际双程旅行时确定第二地震波的第二零偏移距双程旅行时；对于在时频域的第二共射线参数道集的地震道，在所述指定时窗内选取与所述第一零偏移距双程旅行时相同的第三地震波以及与所述第二零偏移距双程旅行时相同的第四地震波，其中，所述第三地震波的实际双程旅行时为不等于第一时长的第三时长，所述第四地震波的实际双程旅行时为不等于第二时长的第四时长；确定第二地震波与第一地震波的波形函数的频谱的第一频谱比，以及第四地震波与第三地震波的波形函数的频谱的第二频谱比；确定所述第二频谱比与第一频谱比之比，根据零偏移距双程旅行时相同的不同射线参数的地震波之间的波形具有相似性，去除所述第二频谱比与第一频谱比之比中的调谐效应项；根据去除了调谐效应项的所述第二频谱比与第一频谱比之比，确定目标地层的品质因子与第二差值和第一差值的差之间的关系，其中，所述第一差值为所述第二时长与第一时长之间的差值，所述第二差值为所述第四时长与第三时长之间的差值；基于目标地层的品质因子与所述第二差值与所述第一差值的差之间的关系，根据所述所述第二差值与所述第一差值的差确定目标地层的品质因子。
在一个实施例中，从所述叠前地震资料中提取射线参数不同的第一共射线参数道集和第二共射线参数道集，包括：利用射线追踪的方法，从叠前地震资料中抽取射线参数不同的第一共射线参数道集和第二共射线参数道集。
在一个实施例中，获取目标地层的叠前地震资料，从所述叠前地震资料中提取射线参数不同的第一共射线参数道集和第二共射线参数道集，包括：获取目标地层的叠前地震资料，从所述叠前地震资料中的共中心点道集中提取射线参数不同的第一共射线参数道集和第二共射线参数道集。
在一个实施例中，获取目标地层的叠前地震资料，从所述叠前地震资料中提取射线参数不同的第一共射线参数道集和第二共射线参数道集，包括：获取目标地层的叠前地震资料，从所述叠前地震资料中的共反射点道集中提取射线参数不同的第一共射线参数道集和第二共射线参数道集。
在一个实施例中，利用下式确定每个地震波的波形函数的频谱：
其中，D(f，p，t)表示射线参数为p、频率为f、零偏移距双程旅行时为t的地震波波形函数的频谱，s(f)表示地震子波的频谱，p表示射线参数，t(p)表示该地震波的实际双程旅行时，Q表示该地震波所到达的地层的品质因子，N0表示叠加形成该地震波的子波的数量，ci表示叠加形成该地震波的第i子波的反射系数，Δti表示叠加形成该地震波的第i子波的零偏移距双程旅行时相对于该地震波的零偏移距双程旅行时的的偏移量，
表示调谐效应项。
在一个实施例中，利用下式确定频谱比：
其中，R[f,p,(t1～t0)]表示频谱比，f表示地震波的频率，p表示地震波的射线参数，Δt(p)表示两个地震波的实际双程旅行时之间的差值，Q1表示目标地层的品质因子，t0和t1分别表示第一和第二零偏移距双程旅行时，N0表示叠加形成每个地震波的子波的数量，ci表示叠加形成每个地震波的第i子波的反射系数，Δt0i和Δt1i分别表示第i子波的零偏移距双程旅行时相对于第一和第二零偏移距双程旅行时的偏移量。
在一个实施例中，利用下式确定去除了调谐效应项的所述第一频谱比与所述第二频谱比之比：
其中，R[f,p0,(t1～t0)]表示所述第一频谱比，R[f,p1,(t1～t0)]表示所述第二频谱比，f表示地震波的频率，p0表示第一共射线参数道集的射线参数，p1表示第二共射线参数道集的射线参数，t0表示第一零偏移距双程旅行时，t1表示第二零偏移距双程旅行时，Δt1(p1)和Δt2(p0)分别表示所述第一差值和所述第二差值，Q1表示目标地层的品质因子。
在一个实施例中，利用下式确定目标地层的品质因子与第二差值与第一差值的差之间的关系：
其中，Q1表示目标地层的品质因子，Δt1(p1)表示所述第一差值，Δt2(p0)表示所述第二差值，k表示第一频谱比与第二频谱比之比取自然对数后的斜率。
第二方面，本申请的实施方式提供一种存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上文所述的地层品质因子的确定方法的步骤。
第三方面，本申请的实施方式提供一种计算机设备，包括处理器和存储有程序代码的存储介质，所述程序代码被所述处理器执行时，实现如上文所述的地层品质因子的确定方法的步骤。
与地层衰减相关的Q值的估算，对于地震资料处理解释都极为重要。针对常规Q值估算方法中难以考虑薄层调谐影响的问题，本申请提出了在将叠前CRP或CMP道集转化为共射线参数道集的情况下，综合利用不同射线参数道计算的频谱比进行Q值提取的方法。通过将某一时窗内的复合波表示为子波谱与衰减项和调谐项的乘积，再利用不同射线参数道的等零偏移距双程旅行时地震波之间的波形相似性，可以去除薄层调谐效应项，最终得到衰减项与地层Q值之间的关系。
本发明的方法由于从理论上考虑了调谐项对子波频谱的改造作用，并利用叠前道集上不同射线参数道同零偏移距双程旅行时地震波的波形相似性去除了调谐效应项，因而，本发明的方法无论在精度还是稳定性上都较常规方法有所提高。在本申请的方法中，由于我们利用不同实际双程旅行时的复合波进行Q值提取，因而可以提取不同地层的Q值，而无需常规叠前频谱比方法中的转化步骤，计算精度和稳定性也大为提高。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：
图1为根据本申请一示例性实施方式的地层品质因子的确定方法的流程图；
图2为根据本申请一具体实施例的地层品质因子确定方法的流程图；
图3A为根据本申请一具体实施例的地层调谐作用下单一雷克子波的波形图；
图3B为图3A所示的地层调谐作用下单一雷克子波的波形图对应的频谱图；
图4A为根据本申请一具体实施例的地层调谐作用下两个间隔15ms同极性雷克子波的波形图；
图4B为图4A所示的地层调谐作用下两个间隔15ms同极性雷克子波的波形图对应的频谱图；
图5为根据本申请一具体实施例的地层模型示意图；
图6为根据图5所示的地层模型对应的动校正之后的叠前地震记录；
图7A为根据图6所示的叠前地震记录中第1道与第120道时间从130至330毫秒地震波的频谱；
图7B为根据图6所示的叠前地震记录中第1道与第120道时间从500至700毫秒地震波的频谱；
图8为根据图7A和图7B所示的频谱中第一道地震波的频谱的比和第120道地震波的频谱的比；
图9为根据图8所示的第一道与第120道地震波的频谱比之比；
图10为利用根据图6中的叠前地震记录估算的地层Q值。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例一
图1为根据本申请一示例性实施方式的地层品质因子的确定方法的流程图。如图1所示，本实施例提供一种地层品质因子的确定方法，可以包括以下步骤：
S100：获取目标地层的叠前地震资料，从叠前地震资料中提取射线参数不同的第一共射线参数道集和第二共射线参数道集，将第一和第二共射线参数道集变换到时频域。
获取目标地层的叠前地震资料，从叠前地震资料中提取射线参数不同的第一共射线参数道集和第二共射线参数道集，包括：获取目标地层的叠前地震资料，从叠前地震资料中的共中心点道集中提取射线参数不同的第一共射线参数道集和第二共射线参数道集。
在另一个示例中，获取目标地层的叠前地震资料，从叠前地震资料中提取射线参数不同的第一共射线参数道集和第二共射线参数道集，包括：获取目标地层的叠前地震资料，从叠前地震资料中的共反射点道集中提取射线参数不同的第一共射线参数道集和第二共射线参数道集。
从叠前地震资料中提取射线参数不同的第一共射线参数道集和第二共射线参数道集，包括：利用射线追踪的方法，从叠前地震资料中抽取射线参数不同的第一共射线参数道集和第二共射线参数道集。
S200：对于在时频域的第一共射线参数道集的地震道，在指定时窗内选取实际双程旅行时为第一时长的第一地震波以及实际双程旅行时为大于第一时长的第二时长的第二地震波，并根据第一时长的实际双程旅行时确定第一地震波的第一零偏移距双程旅行时，以及根据第二时长的实际双程旅行时确定第二地震波的第二零偏移距双程旅行时。
S300：对于在时频域的第二共射线参数道集的地震道，在指定时窗内选取与第一零偏移距双程旅行时相同的第三地震波以及与第二零偏移距双程旅行时相同的第四地震波，其中，第三地震波的实际双程旅行时为不等于第一时长的第三时长，第四地震波的实际双程旅行时为不等于第二时长的第四时长。
对于第一至第四地震波中的每个地震波，将地层对若干子波的调谐效应的叠加作为地层对该地震波的调谐效应，根据与地震波对应的实际双程旅行时和与实际双程旅行时对应的地层的品质因子确定地层对该地震波的衰减效应，根据地层对该地震波的衰减效应和调谐效应确定该地震波的波形函数的频谱，其中，频谱包括调谐效应项。
在考虑地层调谐的条件下，地震道某个时窗内波形函数可以想象为若干子波经一定传播衰减后经过不同时间时移的叠加。可以利用表达式(1)确定每个地震波的波形函数的频谱：
其中，D(f，p，t)表示射线参数为p、频率为f、零偏移距双程旅行时为t的地震波波形函数的频谱，s(f)表示地震子波的频谱，p表示射线参数，t(p)表示该地震波的实际双程旅行时，Q表示该地震波所到达的地层的品质因子，N0表示叠加形成该地震波的子波的数量，ci表示叠加形成该地震波的第i子波的反射系数，Δti表示叠加形成该地震波的第i子波的零偏移距双程旅行时相对于该地震波的零偏移距双程旅行时的的偏移量，
表示调谐效应项。
S400：确定第二地震波与第一地震波的波形函数的频谱的第一频谱比，以及第四地震波与第三地震波的波形函数的频谱的第二频谱比。
可以利用表达式(2)确定频谱比：
其中，R[f,p,(t1～t0)]表示频谱比，f表示地震波的频率，p表示地震波的射线参数，Δt(p)表示两个地震波的实际双程旅行时之间的差值，Q1表示目标地层的品质因子，t0和t1分别表示第一和第二零偏移距双程旅行时，N0表示叠加形成每个地震波的子波的数量，ci表示叠加形成每个地震波的第i子波的反射系数，Δt0i和Δt1i分别表示第i子波的零偏移距双程旅行时相对于第一和第二零偏移距双程旅行时的偏移量。
S500：确定第二频谱比与第一频谱比之比，根据零偏移距双程旅行时相同的不同射线参数的地震波之间的波形具有相似性，去除第二频谱比与第一频谱比之比中的调谐效应项。
通过表达式(2)可以看出，两个地震波的频谱比含有两个调谐效应项，这两个调谐效应项不消除对于利用频谱比求取Q值具有较大影响。为消除这一影响，可以考虑两个以不同射线参数入射的频谱比之比。由于叠前道集上在相同的零偏移距双程旅行时相同时，横向波形具有较高的相似性，因此，可以认为不同射线参数道集上的调谐项近似相等，从而可以去除第二频谱比与第一频谱比之比中的调谐效应项。因此，可以利用表达式(3)确定去除了调谐效应项的第一频谱比与第二频谱比之比：
其中，R[f,p0,(t1～t0)]表示第一频谱比，R[f,p1,(t1～t0)]表示第二频谱比，f表示地震波的频率，p0表示第一共射线参数道集的射线参数，p1表示第二共射线参数道集的射线参数，t0表示第一零偏移距双程旅行时，t1表示第二零偏移距双程旅行时，Δt1(p1)和Δt2(p0)分别表示第一差值和第二差值，Q1表示目标地层的品质因子。
S600：根据去除了调谐效应项的第二频谱比与第一频谱比之比，确定目标地层的品质因子与第二差值和第一差值的差之间的关系，其中，第一差值为第二时长与第一时长之间的差值，第二差值为第四时长与第三时长之间的差值。
对表达式(3)的等号两边取对数，可以得到表达式(4)：
可以利用表达式(5)确定目标地层的品质因子与第二差值与第一差值的差之间的关系：
其中，Q1表示目标地层的品质因子，Δt1(p0)表示第一差值，Δt2(p1)表示第二差值，k表示表达式(4)所确定的第一频谱比与第二频谱比之比取自然对数后的斜率。
S700：基于目标地层的品质因子与第二差值与第一差值的差之间的关系，根据第二差值与第一差值的差确定目标地层的品质因子。
与地层衰减相关的Q值的估算，对于地震资料处理解释都极为重要。针对常规Q值估算方法中难以考虑薄层调谐影响的问题，本申请提出了在将叠前CRP或CMP道集转化为共射线参数道集的情况下，综合利用不同射线参数道计算的频谱比进行Q值提取的方法。通过将某一时窗内的复合波表示为子波谱与衰减项和调谐项的乘积，再利用不同射线参数道的等零偏移距双程旅行时地震波之间的波形相似性，可以去除薄层调谐效应项，最终得到衰减项与地层Q值之间的关系。
本发明的方法由于从理论上考虑了调谐项对子波频谱的改造作用，并利用叠前道集上不同射线参数道同零偏移距双程旅行时地震波的波形相似性去除了调谐效应项，因而，本发明的方法无论在精度还是稳定性上都较常规方法有所提高。在本申请的方法中，由于我们利用不同实际双程旅行时的复合波进行Q值提取，因而可以提取不同地层的Q值，而无需常规叠前频谱比方法中的转化步骤，计算精度和稳定性也大为提高。
实施例二
下面以一个具体实施例对本申请的技术方案进行说明。
图2为根据本申请一具体实施例的地层品质因子确定方法的流程图。如图2所示，在叠前地震资料的共中心点道集中提取射线参数不同的第一共射线参数道集和第二共射线参数道集，并将第一和第二共射线参数道集变换到时频域。
对时频域的第一共射线参数道集，在考虑地层调谐的条件下，在每个共射线参数道集的地震道的某个时窗内的波形函数可以想象为若干子波经一定传播衰减后经过不同时间时移的叠加，因而，其频谱可以表示为：
其中，D(f，p，t0)为将CMP道集以特定射线参数入射，双程零偏移距旅行时为Δt0i的一个复合波的频谱，p为射线参数，t0(p)为该复合波对应的实际双程旅行时，Δt0i为复合波中的第一个对应的双程旅行时相对于t0的偏移量，s(f)为地震子波的频谱，其他两项分别是地震波的衰减项和调谐效应项。
对于以相同射线参数入射，双程零偏移距旅行时为t1(t1>t0)的复合波，其频谱可以表示为如表达式(7)所示：
两个复合波的频谱比可以表示为表达式(8)：
可以看出两个复合波的频谱比含有两个调谐项的比，这两个调谐项不消除对于利用频谱比求取Q值具有较大影响。为消除这一影响，可以考虑两个以不同射线参数入射的频谱比之比
对于这样一个比函数，由于叠前道集上在相同t0旅行时上，横向波形具有较高的相似性，因此可以认为不同射线参数道集上的调谐项近似相等，因此有表达式(9)：
对表达式(9)取自然对数得到表达式(10)：
其中，
据此，
利用(11)式即可利用叠前道集求取Q值。
图3A为根据本申请一具体实施例的地层调谐作用下单一雷克子波的波形图。
图3B为图3A所示的地层调谐作用下单一雷克子波的波形图对应的频谱图。
图4A为根据本申请一具体实施例的地层调谐作用下两个间隔15ms同极性雷克子波的波形图。图4B为图4A所示的地层调谐作用下两个间隔15ms同极性雷克子波的波形图对应的频谱图。
对比图3A和图4A可以看出，即使在两个反射间隔较大的情况下(如本实施例中为15毫秒)，仍然无法在实际Q估算过程中获得一个干净、独立的地震子波应用于频谱比法。
对比图3B和图4B可以看出，地层滤波作用对于频谱的明显改造作用，在叠后的频谱比法中，由于不能够选取独立、干净的地震子波，造成地震频谱存在很多奇点，从而进一步影响利用地震波的频谱比估算Q值的精度及稳定性。
为检验本发明方法的有效性，设计模型如图5所示，图5为根据本申请一具体实施例的地层模型示意图。在图5中，每层介质显示的数据从左到右依次为纵、横波速度(米/秒)、密度(克/立方厘米)、品质因子Q以及地层厚度。利用褶积模型计算模型的地震叠前地震响应如图6所示。
图7为根据图6所示的叠前地震记录中第1道与第120道时间从130至330毫秒地震波的频谱。图7B为根据图6所示的叠前地震记录中第1道与第120道时间从500至700毫秒地震波的频谱。
图7A和图7B展示了截取合成地震记录第1道与第120道第一个与第二个复合波的频谱，由图7A和图7B我们可以看出，两个复合波与原始雷克子波的频谱(图4A)相比发生了显著变化，且由于地层组合形式的不同，不同时间段的复合波频谱差异很大，而同一时间段不同道的频谱形态较为接近。
图8为根据图7A和图7B所示的频谱中第一道地震波的频谱的比和第120道地震波的频谱的比；
图9为根据图8所示的第一道与第120道地震波的频谱比之比；
图10为利用根据图6中的叠前地震记录估算的地层Q值模型(实线为真实模型，虚线为估算值)。
图8为利用常规频谱比法计算第1道与第120处第二个复合波与第一个复合波的频谱比。若利用图8的两个结果，进行Q值估算必然得出负Q值的结论。图9展示了根据本申请的方法利用不同道的频谱比相除所得的结果。从结果可以看出，将第120道频谱比与第1道频谱比想除，可以得到一个很好的线性关系，再利用线性拟合可以求得合理的Q值。
如图10所示，虚线表示利用本发明方法估算地层的Q值，实线表示图5所示的地层模型的真实的Q值。可以看出，利用本发明方法估算的地层的Q值与地层的真实的Q值是非常接近的，这也说明了本发明方法的可行性和有效性。
地层Q值的估算对于地震处理解释都具有重要的意义。传统的地层Q值估算方法通常利用叠后地震数据为输入，这种方法本身具有固有的缺陷。一是叠加本身破坏了地层衰减的相关信息。二是传统方法没有考虑地层的调谐效应的影响，假设地震记录上存在可以剥离的干净的地震子波。这些假设条件严重限制了传统的方法是适用范围。
针对传统方法的存在的缺陷，本申请提出了一种基于叠前共射线参数道集的Q值提取方法。该方法利用叠前不同射线参数道其射线路径不同，因而经历的衰减不同的基本事实，通过利用不同射线道的频谱比之比进行Q值的估算，可以有效地去除Q值估算过程中调谐效应对估算结果的影响，使得算法更为稳定，能够再更大的应用范围内给出合理的估算结果。
实施例三
本实施例提供一种存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现如上文所述的地层品质因子的确定方法的步骤：
获取目标地层的叠前地震资料，从叠前地震资料中提取射线参数不同的第一共射线参数道集和第二共射线参数道集，将第一和第二共射线参数道集变换到时频域；
对于在时频域的第一共射线参数道集的地震道，在指定时窗内选取实际双程旅行时为第一时长的第一地震波以及实际双程旅行时为大于第一时长的第二时长的第二地震波，并根据第一时长的实际双程旅行时确定第一地震波的第一零偏移距双程旅行时，以及根据第二时长的实际双程旅行时确定第二地震波的第二零偏移距双程旅行时；
对于在时频域的第二共射线参数道集的地震道，在指定时窗内选取与第一零偏移距双程旅行时相同的第三地震波以及与第二零偏移距双程旅行时相同的第四地震波，其中，第三地震波的实际双程旅行时为不等于第一时长的第三时长，第四地震波的实际双程旅行时为不等于第二时长的第四时长；
对于第一至第四地震波中的每个地震波，将地层对若干子波的调谐效应的叠加作为地层对该地震波的调谐效应，根据与地震波对应的实际双程旅行时和与实际双程旅行时对应的地层的品质因子确定地层对该地震波的衰减效应，根据地层对该地震波的衰减效应和调谐效应确定该地震波的波形函数的频谱，其中，频谱包括调谐效应项；
确定第二地震波与第一地震波的波形函数的频谱的第一频谱比，以及第四地震波与第三地震波的波形函数的频谱的第二频谱比；
确定第二频谱比与第一频谱比之比，根据零偏移距双程旅行时相同的不同射线参数的地震波之间的波形具有相似性，去除第二频谱比与第一频谱比之比中的调谐效应项；
根据去除了调谐效应项的第二频谱比与第一频谱比之比，确定目标地层的品质因子与第二差值和第一差值的差之间的关系，其中，第一差值为第二时长与第一时长之间的差值，第二差值为第四时长与第三时长之间的差值；
基于目标地层的品质因子与第二差值与第一差值的差之间的关系，根据第二差值与第一差值的差确定目标地层的品质因子。
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或计算机程序产品。因此，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来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图中的每一流程以及流程图中的流程的结合。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中指定的功能的步骤。
存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。存储介质的例子包括但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
实施例四
本实施例提供一种计算机设备，包括处理器和存储有程序代码的存储介质，程序代码被处理器执行时，实现如上文所述的地层品质因子的确定方法的步骤：
获取目标地层的叠前地震资料，从叠前地震资料中提取射线参数不同的第一共射线参数道集和第二共射线参数道集，将第一和第二共射线参数道集变换到时频域；
对于在时频域的第一共射线参数道集的地震道，在指定时窗内选取实际双程旅行时为第一时长的第一地震波以及实际双程旅行时为大于第一时长的第二时长的第二地震波，并根据第一时长的实际双程旅行时确定第一地震波的第一零偏移距双程旅行时，以及根据第二时长的实际双程旅行时确定第二地震波的第二零偏移距双程旅行时；
对于在时频域的第二共射线参数道集的地震道，在指定时窗内选取与第一零偏移距双程旅行时相同的第三地震波以及与第二零偏移距双程旅行时相同的第四地震波，其中，第三地震波的实际双程旅行时为不等于第一时长的第三时长，第四地震波的实际双程旅行时为不等于第二时长的第四时长；
对于第一至第四地震波中的每个地震波，将地层对若干子波的调谐效应的叠加作为地层对该地震波的调谐效应，根据与地震波对应的实际双程旅行时和与实际双程旅行时对应的地层的品质因子确定地层对该地震波的衰减效应，根据地层对该地震波的衰减效应和调谐效应确定该地震波的波形函数的频谱，其中，频谱包括调谐效应项；
确定第二地震波与第一地震波的波形函数的频谱的第一频谱比，以及第四地震波与第三地震波的波形函数的频谱的第二频谱比；
确定第二频谱比与第一频谱比之比，根据零偏移距双程旅行时相同的不同射线参数的地震波之间的波形具有相似性，去除第二频谱比与第一频谱比之比中的调谐效应项；
根据去除了调谐效应项的第二频谱比与第一频谱比之比，确定目标地层的品质因子与第二差值和第一差值的差之间的关系，其中，第一差值为第二时长与第一时长之间的差值，第二差值为第四时长与第三时长之间的差值；
基于目标地层的品质因子与第二差值与第一差值的差之间的关系，根据第二差值与第一差值的差确定目标地层的品质因子。
在一个实施例中，计算机设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash FLASH RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。
需要注意的是，这里所使用的的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
应当理解的是，本说明书中的示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，而不应当理解为对本发明的限制。
凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个可读存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台系统设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
Claims (10)
1.一种地层品质因子的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取目标地层的叠前地震资料，从所述叠前地震资料中提取射线参数不同的两个共射线参数道，第一共射线参数道和第二共射线参数道，将所述两个共射线参数道变换到时频域；
对于在时频域的第一共射线参数道，在指定时窗内选取实际双程旅行时为第一时长的第一地震波以及实际双程旅行时为大于第一时长的第二时长的第二地震波，并根据第一时长的实际双程旅行时确定第一地震波的第一零偏移距双程旅行时，以及根据第二时长的实际双程旅行时确定第二地震波的第二零偏移距双程旅行时；
对于在时频域的第二共射线参数道集的地震道，在所述指定时窗内选取与所述第一零偏移距双程旅行时相同的第三地震波以及与所述第二零偏移距双程旅行时相同的第四地震波，其中，所述第三地震波的实际双程旅行时为不等于第一时长的第三时长，所述第四地震波的实际双程旅行时为不等于第二时长的第四时长；
确定第二地震波与第一地震波的波形函数的频谱的第一频谱比，以及第四地震波与第三地震波的波形函数的频谱的第二频谱比；
确定所述第二频谱比与第一频谱比之比，根据零偏移距双程旅行时相同的不同射线参数的地震波之间的波形具有相似性，去除所述第二频谱比与第一频谱比之比中的调谐效应项；
根据去除了调谐效应项的所述第二频谱比与第一频谱比之比，确定目标地层的品质因子与第二差值和第一差值的差之间的关系，其中，所述第一差值为所述第二时长与第一时长之间的差值，所述第二差值为所述第四时长与第三时长之间的差值；
基于目标地层的品质因子与所述第二差值与所述第一差值的差之间的关系，根据所述第二差值与所述第一差值的差确定目标地层的品质因子。
2.根据权利要求1所述的地层品质因子的确定方法，其特征在于，从所述叠前地震资料中提取射线参数不同的第一共射线参数道集和第二共射线参数道集，包括：
利用射线追踪的方法，从叠前地震资料中抽取射线参数不同的第一共射线参数道集和第二共射线参数道集。
3.根据权利要求1所述的地层品质因子的确定方法，其特征在于，获取目标地层的叠前地震资料，从所述叠前地震资料中提取射线参数不同的第一共射线参数道集和第二共射线参数道集，包括：
获取目标地层的叠前地震资料，从所述叠前地震资料中的共中心点道集中提取射线参数不同的第一共射线参数道集和第二共射线参数道集。
4.根据权利要求1所述的地层品质因子的确定方法，其特征在于，获取目标地层的叠前地震资料，从所述叠前地震资料中提取射线参数不同的第一共射线参数道集和第二共射线参数道集，包括：
获取目标地层的叠前地震资料，从所述叠前地震资料中的共反射点道集中提取射线参数不同的第一共射线参数道集和第二共射线参数道集。
5.根据权利要求1所述的地层品质因子的确定方法，其特征在于，
利用下式确定每个地震波的波形函数的频谱：
其中，D(f，p，t)表示射线参数为p、频率为f、零偏移距双程旅行时为t的地震波波形函数的频谱，s(f)表示地震子波的频谱，p表示射线参数，t(p)表示该地震波的实际双程旅行时，Q表示该地震波所到达的地层的品质因子，N0表示叠加形成该地震波的子波的数量，ci表示叠加形成该地震波的第i子波的反射系数，Δti表示叠加形成该地震波的第i子波的零偏移距双程旅行时相对于该地震波的零偏移距双程旅行时的的偏移量，
表示调谐效应项。
6.根据权利要求1所述的地层品质因子的确定方法，其特征在于，利用下式确定频谱比：
其中，R[f,p,(t1～t0)]表示频谱比，f表示地震波的频率，p表示地震波的射线参数，Δt(p)表示两个地震波的实际双程旅行时之间的差值，Q1表示目标地层的品质因子，t0和t1分别表示第一和第二零偏移距双程旅行时，N0表示叠加形成每个地震波的子波的数量，ci表示叠加形成每个地震波的第i子波的反射系数，Δt0i和Δt1i分别表示第i子波的零偏移距双程旅行时相对于第一和第二零偏移距双程旅行时的偏移量。
7.根据权利要求1所述的地层品质因子的确定方法，其特征在于，利用下式确定去除了调谐效应项的所述第一频谱比与所述第二频谱比之比：
其中，R[f,p0,(t1～t0)]表示所述第一频谱比，R[f,p1,(t1～t0)]表示所述第二频谱比，f表示地震波的频率，p0表示第一共射线参数道集的射线参数，p1表示第二共射线参数道集的射线参数，t0表示第一零偏移距双程旅行时，t1表示第二零偏移距双程旅行时，Δt1(p1)和Δt2(p0)分别表示所述第一差值和所述第二差值，Q1表示目标地层的品质因子。
8.根据权利要求1所述的地层品质因子的确定方法，其特征在于，利用下式确定目标地层的品质因子与第二差值与第一差值的差之间的关系：
其中，Q1表示目标地层的品质因子，Δt1(p1)表示所述第一差值，Δt2(p0)表示所述第二差值，k表示所述第一频谱比与所述第二频谱比之比取自然对数后的斜率。
9.一种存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至8中任一项所述的地层品质因子的确定方法的步骤。
10.一种计算机设备，包括处理器和存储有程序代码的存储介质，所述程序代码被所述处理器执行时，实现如权利要求1至8中任一项所述的地层品质因子的确定方法的步骤。
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| GR01 | Patent grant | ||
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