一種可控震源自適應地表一致性反褶積方法技術

本發明專利技術涉及石油地球物理勘探數據在處理技術，是一種快速有效的可控震源自適應地表一致性反褶積方法。具體步驟是：使用常規的可控震源激發并記錄地震波數據；采用可控震源地震記錄并在選定的時窗進行吸收分析，獲得炮點或檢波點在ｔ↓［１］～ｔ↓［２］時窗內Ｑ吸收模型道的振幅譜；對炮的掃描信號做傅氏變換，得到掃描相關子波的振幅譜；求出反褶積因子ｈ（ｔ）；得到淺、中、深層波形明顯改善的可控震源和炸藥震源激發的成像剖面。本發明專利技術可實現提高分辨率和相位轉換，具有地表一致性統計的自適應能力，對于含有較大近地表吸收影響的可控震源初至波得以明顯改善，使地震資料的處理質量明顯提高。

A method of adaptive surface coherence deconvolution for vibroseis

The present invention relates to the processing technique of petroleum geophysical prospecting data, and is a fast and effective vibroseis adaptive surface consistency deconvolution method. Specific steps are: using vibroseis conventional excitation and seismic wave data; using vibroseis seismic record and the window in the selected absorption analysis, get shot or receiver in t: 1 ~ t, the lower amplitude absorption window Q model 2 the spectrum of gun sweep; scanning signal Fourier transform, amplitude scanning correlation wavelet spectrum; calculate deconvolution factor H (T); imaging profiles are generated deep and shallow wave significantly improved vibroseis and explosive source. The invention can realize high resolution and phase transformation, adaptive ability with surface consistent statistics, for vibroseis containing larger near surface absorption effect to wave in order to improve the quality of seismic data processing, which significantly improved.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及石油地球物理勘探技術，具體是一種對地震資料處理的可 控震源自適應地表一致性反褶積的方法。
技術介紹
地震勘探是采用人工激發地震波勘測地下石油、天然氣及煤田等有關 的地殼結構和地層巖性方法的總稱。由于地下介質的力學性質不同，地震 波在傳播中，會引起地震波的頻率、振幅、相位、速度及波場類型等參數 的空間變化，通過在地表或井下采用高精度記錄設備和相應觀測方法可以 獲得這些特征參數變化的數據，并經地震數據處理技術的去偽存真和成像， 最終轉換為地質學家(包括油氣田及煤田開發工程師)可以識別的圖像。 地質學家利用這些地震信息不僅可以了解地層構造的幾何形態和斷裂大小 及分布，而且可以了解古地理和古沉積相信息，進而預測儲層與油氣藏(煤 田)的關系。地震勘探一般可以分為地震數據采集、地震數據處理和地質解釋三個 大的環節。地震數據采集是通過人工激發地震波，利用地面接收儀器記錄 由地下傳播回來的地震波所引起的地面振動信號的過程。地震資料處理是 根據地震波的傳播理論，利用計算機等設備和相應的處理軟件，對野外采 集的地震數據進行加工處理，以獲得能反映地下地質結構的地震信息。地 質解釋是基于地質理論和地震勘探理論的結合，將地震信息轉換為地質認 識，最終獲得地質目標的認識，尋找有利含油氣圈閉。自70年代初可控震源用于地震勘探以來，它以其靈活、經濟、環保等優越性而得到了充分肯定。可控震源是一種利用機械振動激發地震波的人 工震源裝置，它具有人為控制振動信號的掃描時間和掃描頻率的特點，相 比炸藥震源更加靈活、高效。然而，可控震源相關子波通常被認為是零相 位子波，多年來對于可控震源采集數據處理主要是采用純相位濾波方法來進行零相位至小相位的子波轉換，這種方法對于含近地表和大地Q吸收的 實際地震數據存在一定問題。實際可控震源相關子波在大地Q吸收衰減的 作用下不再是零相位，而是混合相位，并且隨著Q吸收的增大，其影響也 隨之增加。為此，本文研究提出了，該方法的主要特點是通過計算近地表和大地吸收衰減重構可控震源吸收子波，并通過子波反褶積達到消除近地表和大地吸收衰減引起混合 相位子波問題，從而達到提高可控震源數據的分辨率和相位轉換的目的， 同時該方法具有相對保持儲層振幅、頻率、相位和波形信息的能力。
技術實現思路
本專利技術針對目前可控震源地震采集數據在處理過程中存在的問題，提 出了一種快速有效的可控震源自適應地表一致性反褶積方法。本專利技術提供以下可控震源自適應地表一致性反褶積的方法，具體步驟是1) 使用常規的可控震源激發并記錄地震波數據；2) 采用可控震源地震記錄并在選定的時窗進行吸收分析，獲得炮點或 檢波點在t t2時窗內Q吸收模型道的振幅譜；所述的時窗是為了減少規則干擾波影響所述的分析是對時窗內地震數據做傅氏變換，采用頻率域振幅中值濾波 消除噪音。上述的頻率域振幅中值濾波即將某一炮點或檢波點各個地震道的傅氏變 換結果按采樣點排列后取中值，獲得一個炮點或檢波點模型道的振幅譜。3)對炮的掃描信號做傅氏變換，得到掃描相關子波的振幅譜，然后用仁 t2時窗內Q吸收模型道的振幅譜除以掃描相關子波的振幅譜可以求得Q 吸收的振幅譜Q(f),根據以下福特曼模型用公式可以求出Q吸收濾波因子，把掃描信號^)與Q吸收濾波因子A(t)褶積可求得Q吸雄)=exp-§1/1收掃描信號s'W = ^)=M(0，式中s(O為含Q吸收的掃描信號；^)為可控震源掃描信號；A0為Q吸收濾波因子；將含Q吸收的掃描信號s (o與可控震源掃描信號W)相關得到模擬Q吸 收的可控震源相關子波《々)'(0^(0，式中《力)為模擬Q吸收的可控震源相關子波；s(O為含Q吸收的掃 描信號；W)為可控震源掃描信號；；為相關符號；4) 用以下公式求出反褶積因子h(t), f = J )*/^)-^)]2 ，式中; ha)為棘的反褶棚子；將h(t)應用于對應道集，即將反褶積因子h(t)與對應道集的實際地震數據進行褶積，完成在Q吸收條件下的地表一致性可控震源反褶積和相位 轉換；5) 采用上述方法可以得到消除可控震源和炸藥震源激發產生的時間和相位差異后，淺、中、深層波形連續性和一致性明顯改善的可控震源和炸 藥震源激發的成像剖面。本專利技術能自動提取地表一致性Q吸收量，能模擬地表一致性Q吸收可 控震源相關子波，并采用自適應反褶積因子長度和自適應白噪。①在Q吸收條件下，可實現提高分辨率和相位轉換的目的，使炸藥震 源和可控震源數據能得到較好的閉合；②具有地表一致性統計的自適應能 力，可實現可控震源的地表一致性反褶積處理，使可控震源地震數據具有 統計意義下的疊前相對保持振幅和波形的能力；③能進一步拓寬可控震源 數據頻帶的范圍，使可控震源勘探數據可以進一步提高分辨率；④對于含 有較大近地表吸收影響的可控震源初至波，通過處理得以明顯改善，從而 解決了可控震源的折射波靜校正的拾取問題。本專利技術使地震資料的處理質量明顯提高，處理的地震資料成果提供的 井位鉆井成功率明顯提高。 附圖說明圖1是無吸收的可控震源掃描信號子波和頻譜； 圖2是含Q吸收的可控震源掃描信號子波和頻譜； 圖3是實際可控震源炮集數據； 圖4是不同震源激發的疊加剖面；圖5是自適應可控震源地表一致性反褶積處理過程圖； 圖6是可控震源反褶積處理前后的理論炮集分析； 圖7是可控震源反褶積處理前后的實際炮集數據； 圖8是可控震源反褶積處理前后疊加剖面；具體實施例方式本專利技術提供以下可控震源自適應地表一致性反褶積的方法，具體包含 以下步驟1、 使用可控震源激發地震波；使用可控震源激發地震波并用儀器記錄，可控震源機械振動產生的掃 描信號如圖l所示。其中，圖l (a)為不含Q吸收可控震源掃描信號，(b) 是相關子波，(c)是子波的頻譜。圖2 (a)為含大地Q吸收條件下可控震 源掃描信號，(b)是相關子波，(c)是子波的頻譜。比較圖1和圖2中的 子波差異可以看出不含Q吸收條件下的子波是零相位子波，而在Q吸收條 件下的子波變為混合相位子波。從頻譜中也可以看出Q吸收作用的影響。圖3是實際含Q吸收條件下的可控震源激發的實際炮集數據，從圖中 可以明顯看出由于可控震源的混合相位子波產生的初至前的子波旁瓣延 續，從而造成可控震源數據初至不清。圖4是同一條炸藥震源和可控震源 激發的地震剖面，從圖中可以看出兩種不同形式震源激發的地震數據間存 在明顯的閉合差。2、 求地表一致性Q吸收模型道振幅譜；對步驟1得到的可控震源地震記錄，選擇L t2的時窗進行Q吸收分析， 選取時窗原則類似其他反褶積方法，盡量減少規則干擾波影響。在本例中 科選擇圖3中1000-2000毫秒作為分析時窗，在仁 t2的時窗內，對時窗內 地震數據做傅氏變換，對于時窗內地震數據包含的噪音可采用頻率域振幅 中值濾波消除(頻率域振幅中值濾波即將某一炮點或檢波點各個地震道的 傅氏變換結果按采樣點排列后取中值，即可獲得一個炮點或檢波點模型道的振幅譜)。通過以上處理，即可獲得某一炮點或檢波點在仁 t2時窗內Q 吸收模型道的振幅譜。3、求取Q吸收模擬子波；通過步驟2獲得某一炮點或檢波點在仁 t2時窗內Q吸收模型道的振幅譜后，對該炮的掃描信號做傅氏變換，得到掃描相關子波的振幅譜(掃描信號通常記錄在地震數據的輔助道內)。然后用ti 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
可控震源自適應地表一致性反褶積的方法，其特征在于具體步驟是：　１）使用常規的可控震源激發并記錄地震波數據；　２）采用可控震源地震記錄并在選定的時窗進行吸收分析，獲得炮點或檢波點在ｔ↓［１］～ｔ↓［２］時窗內Ｑ吸收模型道的振幅譜； 　３）對炮的掃描信號做傅氏變換，得到掃描相關子波的振幅譜，然后用ｔ↓［１］～ｔ↓［２］時窗內Ｑ吸收模型道的振幅譜除以掃描相關子波的振幅譜可以求得Ｑ吸收的振幅譜Ｑ（ｆ），根據以下福特曼模型用公式可以求出Ｑ吸收濾波因子Ａ（ｔ）＝ｅｘｐ［－ π／Ｑ｜ｆ｜］，把掃描信號ｓ（ｔ）與Ｑ吸收濾波因子Ａ（ｔ）褶積可求得Ｑ吸收掃描信號：ｓ′（ｔ）＝ｓ（ｔ）＊Ａ（ｔ），　式中：ｓ′（ｔ）為含Ｑ吸收的掃描信號；ｓ（ｔ）為可控震源掃描信號；Ａ（ｔ）為Ｑ吸收濾波因子；　將含Ｑ吸收的掃描 信號ｓ′（ｔ）與可控震源掃描信號ｓ（ｔ）相關得到模擬Ｑ吸收的可控震源相關子波Ｒ′↓［ｓ↓［ｉ］］（ｔ）＝ｔ′（ｔ）＊ｓ（ｔ），　式中：Ｒ′↓［ｓ↓［ｉ］］（ｔ）為模擬Ｑ吸收的可控震源相關子波；ｓ′（ｔ）為含Ｑ吸收的掃描信號；ｓ（ｔ）為 可控震源掃描信號；＊為相關符號；　４）用以下公式求出反褶積因子ｈ（ｔ），ε＝∑［Ｒ′↓［ｓ↓［ｉ］］（ｔ）＊ｈ（ｔ）－ｂ（ｔ）］↑［２］，式中：＊＊＊；ｈ（ｔ）為待求的反褶積因子；　將ｈ（ｔ）應用于對應道集，即將反褶積因子ｈ（ｔ ）與對應道集的實際地震數據進行褶積，完成在Ｑ吸收條件下的地表一致性可控震源反褶積和相位轉換；　５）采用上述方法可以得到消除可控震源和炸藥震源激發產生的時間和相位差異后，淺、中、深層波形連續性和一致性明顯改善的可控震源和炸藥震源激發的成 像剖面。...

【技術特征摘要】
1、可控震源自適應地表一致性反褶積的方法，其特征在于具體步驟是1)使用常規的可控震源激發并記錄地震波數據；2)采用可控震源地震記錄并在選定的時窗進行吸收分析，獲得炮點或檢波點在t1～t2時窗內Q吸收模型道的振幅譜；3)對炮的掃描信號做傅氏變換，得到掃描相關子波的振幅譜，然后用t1～t2時窗內Q吸收模型道的振幅譜除以掃描相關子波的振幅譜可以求得Q吸收的振幅譜Q(f)，根據以下福特曼模型用公式可以求出Q吸收濾波因子<maths id=math0001 num=0001 ><math><![CDATA[ <mrow><mi>A</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mi>exp</mi><mo>[</mo><mo>-</mo><mfrac> <mi>&pi;</mi> <mi>Q</mi></mfrac><mo>|</mo><mi>f</mi><mo>|</mo><mo>]</mo><mo>,</mo> </mrow>]]></math> id=icf0001 file=A2008101036960002C1.tif wi=35 he=11 top= 104 left = 22 img-content=drawing img-format=tif orientation=portrait inline=yes/></maths>把掃描信號s(t)與Q吸收濾波因子A(t)褶積可求得Q吸收掃描信號s′(t)＝s(t)*A(t)，式中s′(t)為含Q吸收的掃描信號；s(t)為可控震源掃描信號；A(t)為Q吸收濾波因子；將含Q吸收的掃描信號s′(t)與可控震源掃描信號s(t)相關得到模擬Q吸收的可控震源相關子波<maths id=math0002 num=0002 ><math><![CDATA[ <mrow><msubsup> <mi>R</mi> <msub><mi>s</mi><mi>i</mi> </msub> <mo>&prime;</mo></msubsup><mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msup> <mi>s</mi> <mo>&prime;</mo></msup><mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mover> <mo>*</mo> <mo>&OverBar;</mo></mover><mi>s</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>,</mo> </mrow>]]></math> id=icf0002 file=A2008101036960002C2.tif wi=31 he=6 top= 164 left = 75 img-c...

【專利技術屬性】
技術研發人員：凌云，高軍，
申請(專利權)人：中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司，
類型：發明
國別省市：13[中國|河北]