一種確定地層品質(zhì)因子的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種確定地層品質(zhì)因子的方法，其包括：實際小波振幅譜確定步驟，對待分析地層的地震數(shù)據(jù)進行小波變換，確定地震數(shù)據(jù)中第一時刻和第二時刻的實際小波振幅譜；最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)確定步驟，根據(jù)所述第一時刻的實際小波振幅譜，確定所述第二時刻的理論小波振幅譜，根據(jù)所述第二時刻的實際小波振幅譜和理論小波振幅譜，構(gòu)建最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)；品質(zhì)因子確定步驟，對所述最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)進行求解，得到所述待分析地層的品質(zhì)因子。該方法克服了傳統(tǒng)的確定地層品質(zhì)因子的方法所存在的容易受到時窗影響、抗噪性不強等問題，相較于現(xiàn)有的方法，其更強的抗噪性和更高的精度。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及油氣勘探開發(fā)
，具體地說，涉及一種確定地層品質(zhì)因子的方法。
技術(shù)介紹
在實際生產(chǎn)應(yīng)用中，常用的品質(zhì)因子(即Q值)估算方法包括對數(shù)譜比法、質(zhì)心頻移法、峰值頻率法以及解析信號法等多種方法方法。然而，對數(shù)譜比法和質(zhì)心頻移法在確定Q值時都會受到加時窗問題的影響，而峰值頻率法和解析信號法則對噪聲過于敏感。同時，在峰值頻率法、譜比法和質(zhì)心頻移法的基礎(chǔ)上進行改進并與多種時頻分析法相結(jié)合所得到的方法，也不能突破每種方法的局限性。基于上述情況，亟需一種方便、準(zhǔn)確地確定地層品質(zhì)因子的方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是如何更加方便、準(zhǔn)確地確定出地層品質(zhì)因子。為解決上述問題，本專利技術(shù)提供了一種確定地層品質(zhì)因子的方法，所述方法包括：實際小波振幅譜確定步驟，對待分析地層的地震數(shù)據(jù)進行小波變換，確定地震數(shù)據(jù)中第一時刻和第二時刻的實際小波振幅譜；最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)確定步驟，根據(jù)所述第一時刻的實際小波振幅譜，確定所述第二時刻的理論小波振幅譜，根據(jù)所述第二時刻的實際小波振幅譜和理論小波振幅譜，構(gòu)建最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)；品質(zhì)因子確定步驟，對所述最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)進行求解，得到所述待分析地層的品質(zhì)因子。根據(jù)本專利技術(shù)的一個實施例，在所述實際小波振幅譜確定步驟中，根據(jù)如下表達式確定所述地震數(shù)據(jù)中第一時刻和第二時刻的實際小波振幅譜：其中，E1和E2分別表示地震數(shù)據(jù)中第一時刻t1和第二時刻t2的實際小波振幅譜，c表示調(diào)幅因子，Q表示品質(zhì)因子，a表示尺度因子，Ω0表示調(diào)制頻率。根據(jù)本專利技術(shù)的一個實施例，在所述最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)確定步驟中，根據(jù)所述第一時刻的實際小波振幅譜，利用地震波在粘彈介質(zhì)中的吸收衰減傳播規(guī)律，確定所述第二時刻的理論小波振幅譜。根據(jù)本專利技術(shù)的一個實施例，在所述最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)確定步驟中，根據(jù)如下表達式確定所述第二時刻的理論小波振幅譜：其中，表示第二時刻t2的理論小波振幅譜，E1表示第一時刻t1的實際小波振幅譜，Ω0表示調(diào)制頻率，a表示尺度因子，Q表示品質(zhì)因子。根據(jù)本專利技術(shù)的一個實施例，在最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)確定步驟中，根據(jù)如下表達式確定所述最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)：其中，λ表示最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，E2和分別表示第二時刻t2的實際小波振幅譜和理論小波振幅譜。根據(jù)本專利技術(shù)的一個實施例，所述品質(zhì)因子確定步驟包括：步驟一、在當(dāng)前迭代中，根據(jù)當(dāng)前迭代的粘彈介質(zhì)品質(zhì)因子，判斷所述最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)是否滿足預(yù)設(shè)優(yōu)化條件，如果所述優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)滿足預(yù)設(shè)優(yōu)化條件，則執(zhí)行步驟二，否則執(zhí)行步驟三；步驟二、將所述當(dāng)前迭代的粘彈介質(zhì)品質(zhì)因子確定為所述待分析地層的品質(zhì)因子；步驟三、根據(jù)所述當(dāng)前迭代的粘彈介質(zhì)品質(zhì)因子確定下一迭代的粘彈介質(zhì)品質(zhì)因子，進入下一迭代并重復(fù)上述步驟。根據(jù)本專利技術(shù)的一個實施例，所述預(yù)設(shè)優(yōu)化條件為：||▽λ||≤ε其中，ε表示預(yù)設(shè)閾值。根據(jù)本專利技術(shù)的一個實施例，在所述步驟三中，根據(jù)如下表達式確定下一迭代的粘彈介質(zhì)品質(zhì)因子：Qk+1＝Qk+αkdk其中，Qk+1和Qk分別表示第k+1次和第k次迭代的粘彈介質(zhì)品質(zhì)因子，αk表示第k次迭代的步長，dk表示第k次迭代的搜索方向。根據(jù)本專利技術(shù)的一個實施例，采用非精確線性搜索的方式確定所述步長。根據(jù)本專利技術(shù)的一個實施例，根據(jù)如下表達式確定所述搜索方向：其中，Bk表示第k次迭代的擬牛頓矩陣，gk表示第k次迭代的粘彈介質(zhì)品質(zhì)因子Qk的梯度。本專利技術(shù)結(jié)合小波振幅譜和擬牛頓迭代法，提供了一種基于小波振幅譜擬合的確定地層品質(zhì)因子的新方法，該方法克服了傳統(tǒng)的確定地層品質(zhì)因子的方法所存在的容易受到時窗影響、抗噪性不強等問題。該方法利用地震波在粘彈性介質(zhì)中的吸收衰減傳播規(guī)律，構(gòu)造得到最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，并引入擬牛頓迭代法來對理論小波振幅譜和實際小波振幅譜進行擬合。該基于小波振幅譜擬合的確定地層品質(zhì)因子的方法不需要選擇時窗，并且相較于現(xiàn)有的方法，其更強的抗噪性和更高精度。本專利技術(shù)的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本專利技術(shù)而了解。本專利技術(shù)的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術(shù)實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要的附圖做簡單的介紹：圖1是根據(jù)本專利技術(shù)一個實施例的確定地層品質(zhì)因子的流程圖；圖2是根據(jù)本專利技術(shù)一個實施例的對最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)進行求解的流程圖；圖3a是根據(jù)本專利技術(shù)一個實施例的含衰減的四層合成地震記錄道的波形圖；圖3b是圖3a所示的四層合成地震記錄道的小波變換的波形圖；圖4是圖3a所示的四層合成地震記錄道中第三層上下界面的小波振幅譜的波形圖；圖5是圖3a所示的四層合成地震記錄道目標(biāo)函數(shù)λ隨Q值變化的關(guān)系曲線圖；圖6是圖3a所示的四層合成地震記錄道中第三層上下界面的實際小波振幅譜與理論小波振幅譜的對比圖；圖7是根據(jù)本專利技術(shù)一個實施例的某油田的保幅純波疊后地震剖面數(shù)據(jù)；圖8是圖7所示的地震剖面數(shù)據(jù)中目的層的Q值示意圖；圖9是圖7所示的地震剖面數(shù)據(jù)進行反Q濾波后的地震剖面數(shù)據(jù)。具體實施方式以下將結(jié)合附圖及實施例來詳細(xì)說明本專利技術(shù)的實施方式，借此對本專利技術(shù)如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達成技術(shù)效果的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。需要說明的是，只要不構(gòu)成沖突，本專利技術(shù)中的各個實施例以及各實施例中的各個特征可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本專利技術(shù)的保護范圍之內(nèi)。同時，在以下說明中，出于解釋的目的而闡述了許多具體細(xì)節(jié)，以提供對本專利技術(shù)實施例的徹底理解。然而，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見的是，本專利技術(shù)可以不用這里的具體細(xì)節(jié)或者所描述的特定方式來實施。另外，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計算機可執(zhí)行指令的計算機系統(tǒng)中執(zhí)行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。由于地震波波形的變化與地層吸收有關(guān)，地層吸收的強弱可用品質(zhì)因子Q來定量表示。所以可用理論的目的層界面的反射波波形與實際的目的層界面的反射波波形的相似程度來確定該地層的品質(zhì)因子。即將to+Δt時刻接收信號的理論振幅譜和實際接收的地震波振幅譜相比較，如果接收信號的理論振幅譜與接收信號的實際的振幅譜As(to+Δt,f,Q)相似程度越高，則表明作用到參考信號振幅譜上的衰減傳播算子H(f,Q,Δt)的參數(shù)Q與待估計的黏彈介質(zhì)品質(zhì)因子Q0越接近。基于上述原理，本實施例提供了一種新的確定地層品質(zhì)因子的方法，圖1示出了該方法的流程圖。如圖1所示，本實施例所提供的方法首先在實際小波振幅譜確定步驟S101中對待分析地層的地震數(shù)據(jù)進行小波變換，得到地震數(shù)據(jù)第一時刻和第二時刻的實際小波振幅譜。地震信號在均勻粘彈介質(zhì)中傳播一段時間t后，忽略由頻散效應(yīng)引起的衰減，可以推導(dǎo)出地震數(shù)據(jù)任一時刻的實際小波振幅譜。該小波振幅譜用尺度能量可以表示為：其中，E表示t時刻的小波振幅譜，c表示用于控制小波函數(shù)的長度的調(diào)幅因子，Q表示品質(zhì)因子，a表示尺度因子，Ω0表示調(diào)制頻率。本實施例中，調(diào)制頻率Ω0的取值范圍優(yōu)選地為Ω0≥5。這樣，第一時刻t1的實際小波振幅譜E1和第二時刻t2的實際小波振幅譜E2便可以分別表示為：得到第一時刻和第二時刻的實際小波振幅譜后，將在最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)確定步驟中構(gòu)件最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)。具體地，如圖2所示，在構(gòu)建最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的過程本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種確定地層品質(zhì)因子的方法，其特征在于，所述方法包括：實際小波振幅譜確定步驟，對待分析地層的地震數(shù)據(jù)進行小波變換，確定地震數(shù)據(jù)中第一時刻和第二時刻的實際小波振幅譜；最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)確定步驟，根據(jù)所述第一時刻的實際小波振幅譜，確定所述第二時刻的理論小波振幅譜，根據(jù)所述第二時刻的實際小波振幅譜和理論小波振幅譜，構(gòu)建最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)；品質(zhì)因子確定步驟，對所述最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)進行求解，得到所述待分析地層的品質(zhì)因子。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種確定地層品質(zhì)因子的方法，其特征在于，所述方法包括：實際小波振幅譜確定步驟，對待分析地層的地震數(shù)據(jù)進行小波變換，確定地震數(shù)據(jù)中第一時刻和第二時刻的實際小波振幅譜；最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)確定步驟，根據(jù)所述第一時刻的實際小波振幅譜，確定所述第二時刻的理論小波振幅譜，根據(jù)所述第二時刻的實際小波振幅譜和理論小波振幅譜，構(gòu)建最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)；品質(zhì)因子確定步驟，對所述最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)進行求解，得到所述待分析地層的品質(zhì)因子。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述實際小波振幅譜確定步驟中，根據(jù)如下表達式確定所述地震數(shù)據(jù)中第一時刻和第二時刻的實際小波振幅譜：E1=c-1e-Ω0t1Qa]]>E2=c-1e-Ω0t2Qa]]>其中，E1和E2分別表示地震數(shù)據(jù)中第一時刻t1和第二時刻t2的實際小波振幅譜，c表示調(diào)幅因子，Q表示品質(zhì)因子，a表示尺度因子，Ω0表示調(diào)制頻率。3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)確定步驟中，根據(jù)所述第一時刻的實際小波振幅譜，利用地震波在粘彈介質(zhì)中的吸收衰減傳播規(guī)律，確定所述第二時刻的理論小波振幅譜。4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在所述最優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)確定步驟中，根據(jù)如下表達式確定所述第二時刻的理論小波振幅譜：E^2=E1e-Ω0(t2-t1)Qa]]>其中，表示第二時刻t2的理論小波振幅譜，E1表示第一時刻t1的實際小波振幅譜，Ω0表示調(diào)制頻率，a表示尺度因子，Q表示品質(zhì)因子。5.如權(quán)利要求1～4中任一項所述的方法...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：余青露，居興國，李進，鄒少峰，肖盈，高艷霞，劉思思，劉燕峰，
申請(專利權(quán))人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司石油物探技術(shù)研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11