技术领域
[0001] 本
发明属于石油
地震勘探领域,涉及一种改善深层碳酸盐岩储层刻画精度的地震资料低频增强方法,对于深层碳酸盐岩缝洞型储层和礁滩储层的地震反射资料,通过本
专利的方法处理后,可以显著改善深层碳酸盐储层中各种有效地质特征的成像精度。
背景技术
[0002] 目前,采用常规
震源和
检波器采集的地震数据,由于震源和接收器的
硬件功能限制,导致采集到的地震数据往往会缺失低频成分。尤其是在我国的很多地区,由于碳酸盐岩储层埋藏很深、其地质构造和空间分布十分复杂,且内部结构非均质性和
各向异性强,使地震勘探
信号的吸收衰减问题十分严重,深层碳酸盐储层的地震反射信号的振幅弱、主频低、频带窄、
信噪比低、从而造成深层碳酸盐岩储层的反射结构不清,
地层横向展布和可追踪性差,断裂系统的刻画和储层裂缝发育区的预测存在很大的多解性和不确定性。
[0003] 充分可靠的地震低频信息对于深层油气储层勘探具有重要意义,对于深层碳酸盐岩储层描述,当地震资料中的低频分量丰富、低频端的
能量较强时,可显著改善
断层和裂缝系统等地质异常信息的成像
质量。
地震波在黏弹性介质中传播时,由于地层吸收、能量衰减因素导致地震信号的高频成分更易被吸收,而相对于高频分量来说,地震信号的低频成分衰减程度相对较小、传播更深,因此,充分利用地震资料中低频端的有效信息,有利于改善深部地层地震反射波的
分辨率和深层地质体的成像质量。另外,地震信号低频端的成分越完整、能量越强,则地震反射波中的子波旁瓣越少,且旁瓣相对于主瓣的能量越弱,也有利于提高地震资料的分辨率。目前,一些常规的增强低频信息的方法通常是基于已有的地震数据构建补偿算子(亦称拓频算子),这其中涉及的控制参数较多,使得这类方法在应用于实际资料处理时,调整参数的过程非常繁琐,难以获得最佳的处理效果。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种有效地改善深层碳酸盐岩储层刻画精度的地震资料低频增强方法,所述方法包括以下主要步骤:
[0005] ⑴输入地震数据集,首先利用地震数据的统计信息反演出地震子波,再用最优化稀疏正则化方法反演出反射系数;
[0006] ⑵按如下步骤获得低频信息丰富的地震子波wb:
[0007] ①基于步骤⑴中反演出的地震子波,计算输入地震数据集的平均地震子波wa;
[0008] ②对平均地震子波wa做N点傅里叶变换,并求得其归一化的振幅谱Sa,N为
地震道包含的
采样点数量;
[0009] ③确定参考
位置n=N/2,给定控制参数Pa和Pb;
[0010] ④按照下式计算新的振幅谱Sb:
[0011]
[0012] 式中,j为采样点号,h是归一化振幅谱Sa中最大值对应的采样点号;
[0013] ⑤按照下式计算转换系数C:
[0014]
[0015] 其中,表示基本积运算;
[0016] ⑥按照下式计算中间地震子波w:
[0017]
[0018] 式中,ft(·)表示傅里叶变换,ift(·)表示反傅里叶变换,real(·)表示取
实部运算;
[0019] ⑦按照下式计算比例变换系数λ:
[0020]
[0021] 式中,sum(·)表示求和运算;
[0022] ⑧按照下式计算得到低频信息丰富的地震子波wb:
[0023]
[0024] ⑶将低频信息丰富的地震子波wb与步骤⑴中反演得到的反射系数进行褶积运算,最终得到低频信息丰富和低频能量增强的地震数据集。
[0025] 还需要说明的是,步骤⑵中控制参数Pa的取值范围为 值越小,增强的低频成分越多,值越大,增强的低频成分越少。步骤⑵中控制参数Pb的取值范围为[1,3],值越小,所增强低频成分的能量越小,值越大,所增强低频成分的能量越大。
附图说明
[0026] 图1是本发明
实施例的某工区地震数据的平均地震子波wa和对应的低频信息丰富地震子波wb。其中,图1(a)是输入地震数据集的平均地震子波wa,纵坐标为振幅,横坐标为时间,单位是毫秒(ms)。图1(b)是平均地震子波wa的振幅谱,纵坐标为振幅,横坐标为
频率,单位是赫兹(Hz)。图1(c)是低频信息丰富的地震子波wb,纵坐标为振幅,横坐标为时间,单位是毫秒(ms)。图1(d)低频信息丰富的地震子波wb的振幅谱,纵坐标为振幅,横坐标为频率,单位是赫兹(Hz)。
[0027] 图2是本发明实施例对某工区地震数据集用图1(c)中的低频信息丰富的地震子波wb低频增强处理前后的地震剖面对比。其中,图2(a)是低频信息增强处理前的原始地震剖面,横坐标为道号,纵坐标为时间,单位是秒(s)。图2(b)是利用本发明的方法在低频信息增强处理后的地震剖面,横坐标为道号,纵坐标为时间,单位是秒(s)。
[0028] 图3是本发明实施例对某工区低频信息增强处理前后的地震数据集,分别计算方差属性后的时间切片对比,用于说明本发明的方法在处理前后,地震数据中深层地质异常信息的成像质量的差异。其中,图3(a)是低频信息增强处理前,原始地震数据的方差属性在4452毫秒处的时间切片,横坐标为InLine线号,纵坐标为XLine线号。图3(b)是利用本发明的方法进行低频信息增强处理后,地震数据的方差属性在4452毫秒处的时间切片,横坐标为InLine线号,纵坐标为XLine线号。
具体实施方式
[0029] ⑴输入地震数据集,本实施例中首先用地震数据的统计信息反演得到地震子波,再用最优化稀疏正则化方法反演出反射系数;
[0030] ⑵按以下步骤构建低频信息丰富的地震子波wb:
[0031] ①基于步骤⑴中反演出的地震子波,计算输入地震数据集的平均地震子波wa;
[0032] ②对平均地震子波wa做N点傅里叶变换,并求得其归一化的振幅谱Sa,N为地震道包含的采样点数量,本实施例中N=1750;
[0033] ③确定参考位置n=N/2,给定控制参数Pa=0.07和Pb=1.5;
[0034] ④按照下式计算新的振幅谱Sb:
[0035]
[0036] 式中,j为采样点号,h是归一化振幅谱Sa中最大值对应的采样点号;
[0037] ⑤按照下式计算转换系数C:
[0038]
[0039] 式中,表示基本积运算;
[0040] ⑥按照下式计算中间地震子波w:
[0041]
[0042] 式中,ft(·)表示傅里叶变换,ift(·)表示反傅里叶变换,real(·)表示取实部运算;
[0043] ⑦按照下式计算比例变换系数λ:
[0044]
[0045] 式中,sum(·)表示求和运算;
[0046] ⑧按照下式计算得到低频信息丰富的地震子波wb:
[0047]
[0048] ⑶将低频信息丰富的地震子波wb与步骤⑴中反演得到的反射系数进行褶积运算,最终得到低频信息丰富和低频能量增强的地震数据集。
[0049] 图1(c)和1(d)为本发明实施例基于某工区地震数据集的平均地震子波wa,控制参数给为Pa=0.07、Pb=1.5时对应的低频信息丰富地震子波wb及其归一化振幅谱。
[0050] 图2为本发明实施例对某工区地震数据集用图1(c)中的低频信息丰富地震子波wb,执行低频补偿处理前后地震剖面的对比。从图中可以看出,经过低频信息增强处理后的图2(b)对于深层碳酸盐岩断裂系统的成像质量优于图2(a)的原始地震剖面(如图2中白色虚线矩形框所示区域)。
[0051] 图3为本发明实施例对某工区原始地震数据集,用本发明的方法进行低频信息增强处理后得到低频信息增强的地震数据集,分别对处理前的原始地震数据集和处理后的地震数据集计算方差属性,然后从它们的方差属性数据集中分别
抽取4452毫秒处的时间切片作对比。对比图3(b)和图3(a)可见,本发明的方法进行低频信息增强处理后,图3(b)的方差属性时间切片中更清晰地显示了更多、更丰富的地质异常信息。
[0052] 本发明的优点在于:(1)利用输入的整个地震数据集的平均地震子波来构建低频信息丰富的地震子波,考虑了工区内地震数据在横向和纵向上的变化;(2)仅包含2个控制参数,通过参数Pa可以控制增强多少低频成分,通过参数Pb可以控制低频成分能量增强程度的大小,在实际地震资料处理的应用中,可以快速根据工区资料的实际情况确定处理参数,获得最佳的处理效果。
[0053] 上述各实施例仅用于说明本发明,其中方法的各实施步骤等都是可以有所变化的,凡是在本发明技术方案的
基础上进行的等同变换和改进,均不应排除在本发明的保护范围之外。