CN109581477A - 预测地震反射界面的方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预测地震反射界面的方法及***，包括：1)取地震数据的其中一道数据作为输入数据，建立地震信号函数；2)从步骤1)选取的道数据中提取子波，建立子波函数；3)基于地震信号函数和子波函数，获得地震信号的时频分析函数，在设定频段内检测每个时间样点处是否为地震反射点；4)取下一道地震数据进行检测，直到对所有地震道检测完成，获得地震反射界面。本发明通过信号时频分析理论，推导并预测出可能出现地震反射的位置，实现了从较低时间分辨率的地震剖面上获得反射界面。
Description
技术领域
本发明属于石油天然气地球领域，更具体地，涉及一种预测地震反射界面的方法及***。
背景技术
地震勘探的目的是通过地下地层的反射波信息查明地下地质构造进而为矿产普查、油气勘探服务，由于大地滤波的作用初始的地震脉冲信号会随着地层深度逐渐衰减，此种作用导致的后果之一就是使得较薄地层的界面在地震剖面上难以识别也即地震时间分辨率下降，要想从较低时间分辨率的地震剖面上得到地层反射界面不是容易的事情，需要对地震数据进行特殊的处理，这也是地球物理中的一个热门研究方向前人也做过很多的研究和探索，例如《提高分辨率技术在苏格里气田西区的应用》通过对实际资料进行反褶积和Q补偿方法试验，认为在苏里格气田西区应用地表一致性反褶积和Q补偿串联的方法能有效提高地震资料的分辨率，为后续薄砂层的储层预测提供了高品质的地震成果；同时通过参数优选总结出了苏里格气田西区品质因子Q的范围，该研究成果为同类地区开展高分辨率方法研究提供了借鉴。《井间地震提高分辨率技术》(孙渊，长安大学硕士论文)井间地震信号的主频通常是地面地震的数倍甚至更高，可以达到几百赫兹。通过反褶积处理、反Q滤波、反射系数反演等方法是提高分辨率的常用方法，通过这些特殊的地震资料处理以达到提高对薄层的识别能力。因此，我们提供一种方法，从相对低分辨率的地震数据中恢复被低分辨率子波掩盖的薄层。
发明内容
本发明通过信号时频分析理论，推导并预测出可能出现地震反射的位置，实现了从较低时间分辨率的地震剖面上获得反射界面。
根据本发明的一方面，提出了一种预测地震反射界面的方法，该方法可以包括：1)取地震数据的其中一道数据作为输入数据，建立地震信号函数；2)从步骤1)选取的道数据中提取子波，建立子波函数；3)基于所述地震信号函数和所述子波函数，获得地震信号的时频分析函数，在设定频段内检测每个时间样点处是否为地震反射点；4)取下一道地震数据进行检测，直到对所有地震道检测完成，获得地震反射界面。
优选地，所述地震信号函数s(t)表示为：
s(t)＝r(y0,x0,t)， (1)
其中，y0为线位置；x0为道位置；t为时间。
优选地，所述子波函数表示为：
其中，σ为能量衰减因子；t为时间。
优选地，所述地震信号的时频分析函数表示为：
s(t,f)＝CWT(s(t),W(t))， (3)
其中，s(t)为地震信号函数；W(t)为子波函数；CWT为连续小波变换；f为频率。
优选地，所述时间样点t0满足以下公式时，将其判断为地震反射点，
其中，t0为子波延迟时间；s(t0,f)为t0时刻的地震信号频谱；f为频率。
优选地，如果判断所述时间样点t0处为地震反射点，则令r(y0,x0,t0)＝1，否则r(y0,x0,t0)＝0；对所有地震道检测完成后，获得的r(y,x,t)即为所述地震反射界面。
根据本发明的另一方面，提出了一种预测地震反射界面的***，所述***包括：存储器，存储有计算机可执行指令；处理器，运行所述存储器上的计算可执行指令时，所述处理器实现以下步骤：1)取地震数据的其中一道数据作为输入数据，建立地震信号函数；2)从步骤1)选取的道数据中提取子波，建立子波函数；3)基于所述地震信号函数和所述子波函数，获得地震信号的时频分析函数，在设定频段内检测每个时间样点处是否为地震反射点；4)取下一道地震数据进行检测，直到对所有地震道检测完成，获得地震反射界面。
优选地，所述地震信号函数s(t)表示为：
s(t)＝r(y0,x0,t)， (1)
其中，y0为线位置；x0为道位置；t为时间。
优选地，所述地震信号的时频分析函数表示为：
s(t,f)＝CWT(s(t),W(t))， (3)
其中，s(t)为地震信号函数；W(t)为子波函数；CWT为连续小波变换；f为频率。
优选地，所述时间样点t0满足以下公式时，将其判断为地震反射点，
其中，t0为子波延迟时间；s(t0,f)为t0时刻的地震信号频谱；f为频率。
本发明的有益效果在于：通过建立选定地震道的地震信号函数和与其对应的子波函数，经过连续小波变换获得地震信号的时频分析函数，在设定频段内对每个时间样点进行检测是否为地震反射点并记录，然后取下一道地震数据进行检测，直到对所有地震道检测完成，从相对低分辨率地震数据中恢复被低分辨率子波掩盖的薄层。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的预测地震反射界面的方法的流程图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的原始地震数据。
图3示出了根据本发明的一个实施例的地层界面的解释结果。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
实施例1
在该实施例中，根据本发明的预测地震反射界面的方法可以包括：1)取地震数据的其中一道数据作为输入数据，建立地震信号函数；2)从步骤1)选取的道数据中提取子波，建立子波函数；3)基于地震信号函数和子波函数，获得地震信号的时频分析函数，在设定频段内检测每个时间样点处是否为地震反射点；4)取下一道地震数据进行检测，直到对所有地震道检测完成，获得地震反射界面。
该实施例通过信号时频分析理论，推导并预测出可能出现地震反射的位置，实现了从较低时间分辨率的地震剖面上获得反射界面。
图1示出了根据本发明的预测地震反射界面的方法的流程图。下面参考图1详细说明根据本发明的预测地震反射界面的方法的具体步骤。
步骤1，取地震数据的其中一道数据作为输入数据，建立地震信号函数。
在一个示例中，地震信号函数s(t)表示为：
s(t)＝r(y0,x0,t)， (1)
其中，y0为线位置；x0为道位置；t为时间。
步骤2，从步骤1)选取的道数据中提取子波，建立子波函数。
在一个示例中，子波函数表示为：
其中，σ为能量衰减因子；t为时间。
对子波做傅里叶变换，可得：
设子波时间延迟t0，则下面对时间延迟t0的子波做如下处理：
u(f)＝FFT(W(t-t0))， (6)
在这里如果|σ|＜＜2πf，则
此时，
步骤3，基于地震信号函数和子波函数，获得地震信号的时频分析函数，在设定频段内检测每个时间样点处是否为地震反射点。
地震信号是典型的非平稳信号即信号的频率随着时间发生变化，常规的傅立叶变换难以满足地震信号的时频分析需要。
在一个示例中，地震信号的时频分析函数表示为：
s(t,f)＝CWT(s(t),W(t))， (3)
其中，s(t)为地震信号函数；W(t)为子波函数；CWT为连续小波变换；f为频率。
设在t0时刻地震信号的频谱为：
u(f)＝s(t0,f)， (11)
在一个示例中，时间样点t0满足以下公式时，将其判断为地震反射点，
如果在t0时刻地震信号的频谱与分解的子波频谱高度一致，则频谱会满足式(10)的表达式即：
其中，t0为子波延迟时间；s(t0,f)为t0时刻的地震信号频谱；f为频率。
具体地，方法的使用前提条件是：2πf＞＞σ，在本实施例中我们取f的范围[60—120]单位是hz，2πf的范围为[376.8—753.6]，单位是rad/s，σ取0.5。依次对每个地震信号的时间样点按照式检测，如果满足式(4)则认为此点是地震反射点，否则认为不是地震反射点。
步骤4，取下一道地震数据进行检测，直到对所有地震道检测完成，获得地震反射界面。
在一个示例中，如果判断时间样点t0处为地震反射点，则令r(y0,x0,t0)＝1，否则r(y0,x0,t0)＝0；对所有地震道检测完成后，获得的r(y,x,t)即为地震反射界面。
本实施例通过建立选定地震道的地震信号函数和与其对应的子波函数，经过连续小波变换获得地震信号的时频分析函数，在设定频段内对每个时间样点进行检测是否为地震反射点并记录，然后取下一道地震数据进行检测，直到对所有地震道检测完成，从相对低分辨率地震数据中恢复被低分辨率子波掩盖的薄层。
应用示例
为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。
首先，取三维地震数据，取地震的其中一道数据作为输入数据，建立如公式(1)所示的地震信号函数s(t)＝r(y0,x0,t)；
其次，从选取的道数据中提取子波，建立如公式(2)所示的子波函数W(t)，在本应用实例中σ取0.5；
然后，对地震信号函数s(t)按照公式(3)做连续小波变换，在[60—120]频段内对每一个时间样点检测是否满足公式(3)，如果满足，记三维数组r(y0,x0,t0)＝1.0，否则，r(y0,x0,t0)＝0.0，将此道地震数据的所有时间样点都检测完毕；
最后，取下一道地震数据进行检测，直到对所有地震道检测完成为止，最终得到的三维数组r(y,x,t)就是最后的结果。
图2示出了在上述应用示例中的原始地震数据，从图2可以看出，地震信号子波有明显的衰减，由于复合效应部分薄层难以识别；图3示出了在上述应用示例中的地层界面的解释结果，是应用本发明提出的方法处理后的结果，实现了从较低时间分辨率的地震剖面上获得反射界面。
本应用示例通过建立选定地震道的地震信号函数和与其对应的子波函数，经过连续小波变换获得地震信号的时频分析函数，在设定频段内对每个时间样点进行检测是否为地震反射点并记录，然后取下一道地震数据进行检测，直到对所有地震道检测完成，从相对低分辨率地震数据中恢复被低分辨率子波掩盖的薄层。
实施例2
根据本发明的实施例，提供了一种预测地震反射界面的***，***包括：存储器，存储有计算机可执行指令；处理器，运行存储器上的计算可执行指令时，处理器实现以下步骤：1)取地震数据的其中一道数据作为输入数据，建立地震信号函数；2)从步骤1)选取的道数据中提取子波，建立子波函数；3)基于地震信号函数和子波函数，获得地震信号的时频分析函数，在设定频段内检测每个时间样点处是否为地震反射点；4)取下一道地震数据进行检测，直到对所有地震道检测完成，获得地震反射界面。
该实施例通过信号时频分析理论，推导并预测出可能出现地震反射的位置，实现了从较低时间分辨率的地震剖面上获得反射界面。
在一个示例中，地震信号函数s(t)表示为：
s(t)＝r(y0,x0,t)， (1)
其中，y0为线位置；x0为道位置；t为时间。
在一个示例中，地震信号的时频分析函数表示为：
s(t,f)＝CWT(s(t),W(t))， (3)
其中，s(t)为地震信号函数；W(t)为子波函数；CWT为连续小波变换；f为频率。
在一个示例中，时间样点t0满足以下公式时，将其判断为地震反射点，
其中，t0为子波延迟时间；s(t0,f)为t0时刻的地震信号频谱；f为频率。
本实施例通过建立选定地震道的地震信号函数和与其对应的子波函数，经过连续小波变换获得地震信号的时频分析函数，在设定频段内对每个时间样点进行检测是否为地震反射点并记录，然后取下一道地震数据进行检测，直到对所有地震道检测完成，从相对低分辨率地震数据中恢复被低分辨率子波掩盖的薄层。
本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (10)
1.一种预测地震反射界面的方法，其特征在于，该方法包括：
1)取地震数据的其中一道数据作为输入数据，建立地震信号函数；
2)从步骤1)选取的道数据中提取子波，建立子波函数；
3)基于所述地震信号函数和所述子波函数，获得地震信号的时频分析函数，在设定频段内检测每个时间样点处是否为地震反射点；
4)取下一道地震数据进行检测，直到对所有地震道检测完成，获得地震反射界面。
2.根据权利要求1所述的预测地震反射界面的方法，其中，所述地震信号函数s(t)表示为：
s(t)＝r(y0,x0,t)， (1)
其中，y0为线位置；x0为道位置；t为时间。
3.根据权利要求1所述的预测地震反射界面的方法，其中，所述子波函数表示为：
其中，σ为能量衰减因子；t为时间。
4.根据权利要求1所述的预测地震反射界面的方法，其中，所述地震信号的时频分析函数表示为：
s(t,f)＝CWT(s(t),W(t))， (3)
其中，s(t)为地震信号函数；W(t)为子波函数；CWT为连续小波变换；f为频率。
5.根据权利要求1所述的预测地震反射界面的方法，其中，所述时间样点t0满足以下公式时，将其判断为地震反射点，
其中，t0为子波延迟时间；s(t0,f)为t0时刻的地震信号频谱；f为频率。
6.根据权利要求5所述的预测地震反射界面的方法，其中，如果判断所述时间样点t0处为地震反射点，则令r(y0,x0,t0)＝1，否则r(y0,x0,t0)＝0；对所有地震道检测完成后，获得的r(y,x,t)即为所述地震反射界面。
7.一种预测地震反射界面的***，其特征在于，所述***包括：
存储器，存储有计算机可执行指令；
处理器，运行所述存储器上的计算可执行指令时，所述处理器实现以下步骤：
1)取地震数据的其中一道数据作为输入数据，建立地震信号函数；
2)从步骤1)选取的道数据中提取子波，建立子波函数；
3)基于所述地震信号函数和所述子波函数，获得地震信号的时频分析函数，在设定频段内检测每个时间样点处是否为地震反射点；
4)取下一道地震数据进行检测，直到对所有地震道检测完成，获得地震反射界面。
8.根据权利要求7所述的预测地震反射界面的***，其中，所述地震信号函数s(t)表示为：
s(t)＝r(y0,x0,t)， (1)
其中，y0为线位置；x0为道位置；t为时间。
9.根据权利要求7所述的预测地震反射界面的***，其中，所述地震信号的时频分析函数表示为：
s(t,f)＝CWT(s(t),W(t))， (3)
其中，s(t)为地震信号函数；W(t)为子波函数；CWT为连续小波变换；f为频率。
10.根据权利要求7所述的预测地震反射界面的***，其中，所述时间样点t0满足以下公式时，将其判断为地震反射点，
其中，t0为子波延迟时间；s(t0,f)为t0时刻的地震信号频谱；f为频率。
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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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