一种振幅补偿因子的反演方法
【专利摘要】本发明涉及一种振幅补偿因子的反演方法，包括：获取垂直地震剖面数据、地面地震数据，并获取得到每道垂直地震剖面数据对应的监控子波记录；获取每道垂直地震剖面数据的初至时间一，并根据垂直地震剖面数据、地面地震数据、监控子波记录获取各深度点的第三波场的绝对能量，从而确定振幅补偿因子。本发明能够基于反Q滤波振幅补偿，反演振幅补偿因子，并用于相对保幅处理。
【专利说明】-种振幅补偿因子的反演方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及地震勘探数据处理【技术领域】，特别设及一种振幅补偿因子的反演方 法。
【背景技术】
[0002] 当前，在地震勘探数据处理技术中，为了采集垂直地震剖面法的地震资料，可W将 检波器放置在井中，直接接收到来自地层的下行波，从而可W得到各深度的检波器接收到 的下行初至波的能量，而在该个过程中存在地震波的能量损失。地震波的能量损失包括有 透射能量损失、球面扩散能量损失、W及与地层品质因子Q吸收衰减有关的能量损失。其 中，透射能量损失和球面扩散能量损失与频率无关。Q吸收衰减造成的能量损失与频率成正 比，且高频的能量损失比低频更严重。
[0003] 随着当前对地震波保持振幅处理需求的越来越迫切，振幅补偿变得尤为重要。目 前对地震信号的振幅补偿，主要是利用零偏移距VSP资料的下行初至波，统计其全频带的 能量，并进行与时间有关的指数拟合，从而得到振幅补偿因子，并用于地面地震资料振幅补 偿。该种振幅补偿因子，其实是透射能量损失，球面扩散能量损失，W及地层品质因子Q对 地震波的吸收衰减造成的能量损失的一种综合补偿。从理论上来讲，当不考虑地震资料信 噪比和硬件的截断误差时，反Q滤波可完全消除由于地层Q吸收对地震波造成的能量损失。
[0004] 随着Q提取技术的越来越成熟，反Q滤波技术已经越来越广泛的应用到地面地震 资料处理当中。但由于反Q滤波振幅补偿，受地震信号的信噪比和硬件的截断误差影响，会 造成很强的不稳定性，为控制反Q滤波的稳定性，当前研究提出了增益控制的反Q滤波补偿 函数，即反Q滤波振幅补偿函数的最大值为增益限。在一定的增益限约束的前提下，增益控 制的反Q滤波，只能恢复一部分由于Q吸收衰减造成能量损失。此时，如果用零偏移距VSP 资料全频信号反演的振幅补偿因子，对反Q滤波后的地面地震资料进行振幅补偿，势必会 造成能量补偿过度，达不到地震资料保幅处理的目的。
[0005] 在当前的技术中，还难W基于反Q滤波振幅补偿，反演振幅补偿因子，并用于相对 保幅处理。
【发明内容】
[0006] 本发明提供了一种振幅补偿因子的反演方法，能够为了进行地震资料的振幅恢 复，优化Q值来提高地震资料的分辨率，而反演出一振幅补偿因子。
[0007] 为实现上述目的，本发明提供了一种振幅补偿因子的反演方法，该方法包括：
[000引获取垂直地震剖面数据、地面地震数据，并获取每道垂直地震剖面数据对应的监 控子波记录；
[0009] 获取每道垂直地震剖面数据的初至时间一，并通过所述初至时间一反演垂直地震 剖面的层速度；
[0010] 根据所述垂直地震剖面数据生成频率波数谱，并根据所述频率波数谱生成一下行 波；
[0011] 在所述下行波中，根据所述初至时间一设置一时窗，并将所述时窗外的信号清零， 生成一第二波�。�
[0012] 根据所述第二波场生成一振幅谱，根据所述振幅谱获取各个深度点和炮点间的平 均Q值，根据所述平均Q值确定相邻深度点之间的层Q值；
[0013] 根据所述垂直地震剖面的层速度和所述层Q值，生成所述垂直地震剖面的层速度 和所述层Q值的关系函数；
[0014] 对所述地面地震数据进行噪音压制，并利用共中屯、点道集进行速度谱分析，获取 一层速度体；
[0015] 根据所述关系函数和所述层速度体，生成一层Q体；
[0016] 在经过噪音压制的地面地震数据中，选取目标区域不同信噪比的多个单炮数据或 共中屯、点道集数据；
[0017] 设置不同的振幅补偿增益限，通过所述层Q体和所述层速度体，对所述单炮数据 或共中屯、点道集数据进行反Q滤波振幅补偿；
[0018] 根据所述经过噪音压制的地面地震数据，设置一第二时窗，并确定一优化后的振 幅补偿增益限；
[0019] 根据所述层Q体、所述优化后的振幅补偿增益限、所述层速度体对所述多个单炮 数据或共中屯、点道集数据进行反Q滤波振幅补偿；
[0020] 根据反Q滤波振幅补偿后的多个单炮数据或共中屯、点道集数据、所述第二时窗， 确定一优化后的层Q体；
[0021] 根据所述优化后的振幅补偿增益限、所述优化后的层Q体、所述层速度体、对所述 第二波场进行反Q滤波振幅补偿，生成一第=波�。�
[0022] 在所述第=波场中，获取每个深度点的第=波场的相对能量；
[0023] 在所述监控子波记录中，获取每道监控子波记录的初至时间二，并根据所述初至 时间二设置一第=时窗，根据所述第=时窗确定所述每个深度点的激发子波的能量；
[0024] 根据各深度点的所述第=波场的相对能量和所述激发子波的能量，获取得到各深 度点的第=波场的绝对能量；
[0025] 根据所述初至时间一、各深度点的第=波场的绝对能量确定振幅补偿因子。
[0026] 具体的，所述根据所述垂直地震剖面数据生成频率波数谱，并根据所述频率波数 谱生成一下行波，包括：
[0027] 对所述垂直地震剖面数据进行傅里叶变换，生成频率波数谱；
[002引根据所述频率波数谱进行波场分离，生成一下行波。
[0029] 具体的，所述根据所述第二波场生成一振幅谱，根据所述振幅谱获取各个深度点 和炮点间的平均Q值，根据所述平均Q值确定相邻深度点之间的层Q值，包括：
[0030] 对所述第二波场进行傅里叶变换，生成一振幅谱；
[0031] 根据所述振幅谱进行谱比法反演，获取得到各个深度点和炮点间的平均Q值；
[0032] 将所述平均Q值进行平滑处理，反演得到相邻深度点之间的层Q值。
[0033] 具体的，所述根据所述垂直地震剖面的层速度和所述层Q值，生成所述垂直地震 剖面的层速度和所述层Q值的关系函数，包括：
[0034] W所述垂直地震剖面层速度为自变量、层Q值为应变量，利用最小二乘法拟合出 垂直地震剖面层速度和层Q值之间的关系函数：
[0035]
【权利要求】
1. 一种振幅补偿因子的反演方法，其特征在于，包括： 获取垂直地震剖面数据、地面地震数据，并获取每道垂直地震剖面数据对应的监控子 波记录； 获取每道垂直地震剖面数据的初至时间一，并通过所述初至时间一反演垂直地震剖面 的层速度； 根据所述垂直地震剖面数据生成频率波数谱，并根据所述频率波数谱生成一下行波； 在所述下行波中，根据所述初至时间一设置一时窗，并将所述时窗外的信号清零，生成 一第二波场； 根据所述第二波场生成一振幅谱，根据所述振幅谱获取各个深度点和炮点间的平均Q值，根据所述平均Q值确定相邻深度点之间的层Q值； 根据所述垂直地震剖面的层速度和所述层Q值，生成所述垂直地震剖面的层速度和所 述层Q值的关系函数； 对所述地面地震数据进行噪音压制，并利用共中心点道集进行速度谱分析，获取一层 速度体； 根据所述关系函数和所述层速度体，生成一层Q体； 在经过噪音压制的地面地震数据中，选取目标区域不同信噪比的多个单炮数据或共中 心点道集数据； 设置不同的振幅补偿增益限，通过所述层Q体和所述层速度体，对所述单炮数据或共 中心点道集数据进行反Q滤波振幅补偿； 根据所述经过噪音压制的地面地震数据，设置一第二时窗，并确定一优化后的振幅补 偿增益限； 根据所述层Q体、所述优化后的振幅补偿增益限、所述层速度体对所述多个单炮数据 或共中心点道集数据进行反Q滤波振幅补偿； 根据反Q滤波振幅补偿后的多个单炮数据或共中心点道集数据、所述第二时窗，确定 一优化后的层Q体； 根据所述优化后的振幅补偿增益限、所述优化后的层Q体、所述层速度体、对所述第二 波场进行反Q滤波振幅补偿，生成一第三波�。� 在所述第三波场中，获取每个深度点的第三波场的相对能量； 在所述监控子波记录中，获取每道监控子波记录的初至时间二，并根据所述初至时间 二设置一第三时窗，根据所述第三时窗确定所述每个深度点的激发子波的能量； 根据各深度点的所述第三波场的相对能量和所述激发子波的能量，获取得到各深度点 的第三波场的绝对能量； 根据所述初至时间一、各深度点的第三波场的绝对能量确定振幅补偿因子。
2. 根据权利要求1所述的振幅补偿因子的反演方法，其特征在于，所述根据所述垂直 地震剖面数据生成频率波数谱，并根据所述频率波数谱生成一下行波，包括： 对所述垂直地震剖面数据进行傅里叶变换，生成频率波数谱； 根据所述频率波数谱进行波场分离，生成一下行波。
3. 根据权利要求2所述的振幅补偿因子的反演方法，其特征在于，所述根据所述第二 波场生成一振幅谱，根据所述振幅谱获取各个深度点和炮点间的平均Q值，根据所述平均Q 值确定相邻深度点之间的层Q值，包括： 对所述第二波场进行傅里叶变换，生成一振幅谱； 根据所述振幅谱进行谱比法反演，获取得到各个深度点和炮点间的平均Q值； 将所述平均Q值进行平滑处理，反演得到相邻深度点之间的层Q值。
4. 根据权利要求3所述的振幅补偿因子的反演方法，其特征在于，所述根据所述垂直 地震剖面的层速度和所述层Q值，生成所述垂直地震剖面的层速度和所述层Q值的关系函 数，包括： 以所述垂直地震剖面层速度为自变量、层Q值为应变量，利用最小二乘法拟合出垂直 地震剖面层速度和层Q值之间的关系函数：
其中，所述层Q值，V%为垂直地震剖面层速度，G(Vui)为所述关系函数，an 为拟合系数，N为自然数。
5. 根据权利要求4所述的振幅补偿因子的反演方法，其特征在于，所述根据所述关系 函数和所述层速度体，生成一层Q体，包括： 将所述关系函数中的垂直地震剖面层速度替换为所述层速度体，生成所述层Q体。
6. 根据权利要求5所述的振幅补偿因子的反演方法，其特征在于，所述根据所述经过 噪音压制的地面地震数据，设置一第二时窗，并确定一优化后的振幅补偿增益限，包括： 将所述第二时窗内的地震信号进行傅里叶变换得到第二振幅谱； 根据所述第二振幅谱，确定所述第二时窗内的地震信号的分辨率； 对比反Q滤波振幅补偿前后地震信号的分辨率，若按一增益限进行反Q滤波振幅补偿 后的所述第二时窗内的地震信号的分辨率大于等于反Q滤波振幅补偿之前的地震信号的 分辨率，确定该增益限为所述优化后的振幅补偿增益限。
7. 根据权利要求6所述的振幅补偿因子的反演方法，其特征在于，所述根据所述层Q 体、所述优化后的振幅补偿增益限、所述层速度体对所述多个单炮数据或共中心点道集数 据进行反Q滤波振幅补偿，包括： 根据所述层Q体和多个不同的比例系数k，确定得到多个不同的层Q体； 根据所述多个不同的层Q体、所述优化后的振幅补偿增益限、所述层速度体对所述多 个单炮数据或共中心点道集数据进行反Q滤波振幅补偿。
8. 根据权利要求7所述的振幅补偿因子的反演方法，其特征在于，所述根据反Q滤波振 幅补偿后的多个单炮数据或共中心点道集数据、所述第二时窗，确定一优化后的层Q体，包 括： 在第二时窗内的地震信号的分辨率达到最高值时，确定所述第二时窗内的地震信号的 分辨率对应的层Q体为所述优化后的层Q体。
9. 根据权利要求8所述的振幅补偿因子的反演方法，其特征在于，所述在所述第三波 场中，获取每个深度点的第三波场的相对能量，包括： 在所述第三波场中，对每个深度点处的垂直地震剖面数据求取地震信号振幅的平方 和，再进行开方运算，生成每个深度点的第三波场的相对能量。
10. 根据权利要求9所述的振幅补偿因子的反演方法，其特征在于，所述在所述监控子 波记录中，获取每道监控子波记录的初至时间二，并根据所述初至时间二设置一第三时窗， 根据所述第三时窗确定所述每个深度点的激发子波的能量，包括： 求取所述第三时窗的地震信号振幅的平方和，再进行开方操作，生成所述每个深度点 的激发子波的能量。
11. 根据权利要求10所述的振幅补偿因子的反演方法，其特征在于，所述根据各深度 点的所述第三波场的相对能量和所述激发子波的能量，获取得到各深度点的第三波场的绝 对能量，包括： 将各深度点的所述第三波场的相对能量除以该深度点处激发子波的能量，获取得到各 深度点的第三波场的绝对能量。
12. 根据权利要求11所述的振幅补偿因子的反演方法，其特征在于，所述根据所述初 至时间一、各深度点的第三波场的绝对能量确定振幅补偿因子，包括： 将各深度点处的初至时间一进行自然对数运算，将所获得的自然对数设置为自变量； 将各深度点处第三波场的绝对能量进行自然对数运算，将所获得的自然对数设置为应 变量； 将所述自变量和应变量通过最小二乘拟合方法进行直线拟合，获取得到拟合后的直线 斜率值的绝对值； 确定所述拟合后的直线斜率值的绝对值为所述振幅补偿因子； 其中，进行直线拟合的拟合函数为： InA=A0-aInt t为所述初至时间一，A为所述第三波场的绝对能量，Atl为常数，a为所述振幅补偿因 子。
【文档编号】G01V1/36GK104502965SQ201410806081
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月22日 优先权日:2014年12月22日
【发明者】张固澜, 张建军, 李飞, 吴俊军, 张天仓 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司
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