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基于谱分解提高叠后地震资料分辨率的方法.pdf

摘要
申请专利号:

CN201410370479.8

申请日:

2014.07.30

公开号:

CN104122588A

公开日:

2014.10.29

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G01V 1/36申请日:20140730|||公开
IPC分类号: G01V1/36 主分类号: G01V1/36
申请人: 中国石油集团川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司
发明人: 张华; 何光明; 周阿波; 巫芙蓉; 陈爱萍; 金德刚; 罗红明; 曹中林; 熊晶璇
地址: 610213 四川省成都市双流县华阳镇华阳大道一段216号,川庆地球物理勘探公司科技部
优先权:
专利代理机构: 北京铭硕知识产权代理有限公司 11286 代理人: 邢伟
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法律状态
申请(专利)号:

CN201410370479.8

授权公告号:

|||

法律状态公告日:

pk102014.12.03|||2014.10.29

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

本发明提供了一种基于谱分解提高叠后地震资料分辨率的方法。所述方法包括以下步骤:a、获得叠后地震记录;b、在叠后地震记录的二次谱中分离提取出地震子波的二次谱,并构成地震记录的零相位子波;c、根据反射系数奇偶分解理论,利用谱分解技术建立基于多层模型的地震记录反射系数谱分解目标函数;d、利用甚快模拟退火非线性优化算法对地震记录反射系数谱分解目标函数进行全局寻优,反演出地震记录反射系数;e、将提高偶分量比重后的地震记录反射系数与地震记录的零相位子波进行褶积,形成提高分辨率后的地震记录。根据本发明,能够提高地震资料分辨率、改善地震资料分辨薄互层的能力。

权利要求书

1。  一种基于谱分解提高叠后地震资料分辨率的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
a、获得叠后地震记录;
b、在叠后地震记录的二次谱中分离提取出地震子波的二次谱,并构成地震记录的零相位子波;
c、根据反射系数奇偶分解理论,利用谱分解技术建立基于多层模型的地震记录反射系数谱分解目标函数;
d、利用甚快模拟退火非线性优化算法对所述地震记录反射系数谱分解目标函数进行全局寻优,反演出地震记录反射系数;
e、提高所述地震记录反射系数的偶分量比重,并将提高偶分量比重后的地震记录反射系数与所述地震记录的零相位子波进行褶积,形成提高分辨率后的地震记录。

2.
  根据权利要求1所述的基于谱分解提高叠后地震资料分辨率的方法,其特征在于,所述步骤b包括:
B1、根据忽略噪声的地震记录褶积模型,得到下面的等式(1):
Ax(w)=Aw(w)×Ar(w)  (1)
在等式(1)中,Ax(w)、Aw(w)、Ar(w)分别为地震记录的振幅谱、地震子波的振幅谱和反射系数序列的振幅谱,×表示乘积运算;
B2、对等式(1)两边进行傅立叶正变换并取模,得到下面的等式(2):
Ax2(w)=Aw2(w)*Ar2(w)---(2)]]>
在等式(2)中,分别为地震记录的二次谱、地震子波的二次谱以及反射系数序列的二次谱,*表示褶积运算;
B3、利用低通滤波器对地震记录的二次谱进行低通滤波以剔除反射系数序列的二次谱,保留地震子波的二次谱;
B4、根据步骤B3提取出的地震子波的二次谱,构成地震记录的零相位子波。

3.
  权利要求1所述的基于谱分解提高叠后地震资料分辨率的方法,其特征在于,所述步骤c包括:
C1、按下面的等式(3)~(5)对反射系数序列r(t)进行奇偶分解,
r(t)=ro(t)+re(t)  (3)
ro(t)=[r(t)-r(-t)]/2  (4)
re(t)=[r(t)+r(-t)]/2  (5)
在等式(3)~(5)中,ro(t)和re(t)分别为反射系数序列的奇分量和偶分量;
C2、在无噪声情况下,地震记录s(t)、地震子波w(t)和反射系数序列r(t)之间的关系满足以下等式(6):
s(t)=w(t)*r(t)→FTS(f)=W(f)×R(f)---(6)]]>
在等式(6)中,*表示卷积运算,×表示乘积运算,FT代表傅里叶正变换,S(f)为地震记录频谱,W(f)地震子波频谱,R(f)为反射系数频谱;
C3、所述等式(3)~(6)经过推导,并基于多层模型建立目标函数,
最后整理得目标函数表达式:
O(re,ro,Th,t)=∫fLfH{ae[Re[S(t,f)/W(t,f)]-∫-twtwre(t)cos[πfTh(t)]dt]+ao[Im[S(t,f)/W(t,f)]-∫-twtwro(t)sin[πfTh(t)]dt]}df---(7)]]>
在等式(7)中,S(t,f)为地震记录振幅谱,W(t,f)地震子波振幅谱,ae和ao为权衡系数;fL和fH分别为反演寻优频带范围的低截频和高截频;tw为半个时窗长度,Th为反射系数对之间的时间厚度。

4.
  权利要求1所述的基于谱分解提高叠后地震资料分辨率的方法,其特征在于,所述步骤d包括:
D1、对于一个微观结构表现为Markov随机场的系统状态,可用一个随机变量X表示:
X={X1,X2,....,Xi,....,Xn}  (8)
在等式(8)中,i=1,2,....,n,其中,n为系统可能的状态总数,Xi代表系统的第i个状态;
定义系统处于状态Xi下的能量为:
E(Xi)=kT0log[p(Xi)ρ(Xi)]---(9)]]>
在等式(9)中,p(Xi)为系统处于状态Xi的后验概率密度函数;ρ(Xi)为系统处于Xi状态的先验概率密度函数;T0为任意非负实数(或称为温度);k为玻尔兹曼常数;
D2、假设模型空间中有N个待求参数,表示为M=(m1,m2,.......,mN),其中每一个mj有M个可以选择的值,每个参数取得某一确定值的概率服从广义Boltzmann.Gibbs型概率分布:
p=[1-(1+h)▿ET]11+h---(10)]]>
在等式(10)中,p为概率密度,E(X)为当前模型E(X0)经扰动后得到新模块X计算得到的目标函数值;E(X0)为当前模型X0计算得到的目标函数值;T为温度控制参数(模拟退火温度);h为给定常数;
D3、对m1~mN从其可能的值中随机产生一个值,得到一个初始模型,并给定初始温度T=T0
D4、保持m1~mN中除mi之外的其他待求参数固定不变,mi从1~m取遍所有可能的值,并根据计算模型确定的目标函数和等式(10)计算mi的概率分布p,并以此概率分布p按照概率大的值优先选择的取舍原则选择一个值作为mi的新值;
D5、重复所述步骤D4,直到完成m1~mN中所有待求参数的选取,完成一次迭代;
D6、按照下面的等式(11)更新温度T:
Tk=T0exp(-Ck1N)---(11)]]>
在等式(11)中,k为迭代次数,C为衰减因子,N为模型参数的个数,T0为初始温度,Tk为进行第k次迭代后的温度;
D7、重复所述步骤D4~D6,直到满足收敛条件:
B=A且D=C   (12)
在等式(12)中,A=Re[S(t,f)/W(t,f),C=Im[S(t,f)/W(t,f)],
在等式(12)中,S(t,f)为地震记录振幅谱,W(t,f)地震子波振幅谱,tw为半个时窗长度,Th为反射系数对之间的时间厚度。

5.
  权利要求1至4中任意一项所述的基于谱分解提高叠后地震资料分辨率的方法,其特征在于,所述方法还包括在所述叠后地震记录的剖面上由浅层到深层划分多个时窗,依次在不同时窗中的某个时窗内进行所述步骤b、c、d和e,并合成地震记录。

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