專利名稱：一種調(diào)制補充子空間的井約束疊前彈性參數(shù)反演方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種調(diào)制補充子空間的井約束疊前彈性參數(shù)反演方法，屬于井約束地震資料高頻重建方法，屬于地震測井領(lǐng)域。
2.
背景技術(shù)：
將測井?dāng)?shù)據(jù)與過井地震資料緊密結(jié)合，以高頻信息豐富的測井資料補充地震資料帶寬的不足，從而提高地震資料的分辨率，避免了對層狀模型的過分依賴，使得聯(lián)合重建的信息在井旁與測井資料擬合較好，在井外能充分地反映地震資料所含非層狀信息，能夠?qū)犹卣鬟M(jìn)行精細(xì)描述，建立了一套測井一地震資料波彈性參數(shù)聯(lián)合反演的技術(shù)和方法。近年來高頻信息恢復(fù)技術(shù)在地震資料處理中的應(yīng)用得到了重視。美國的Fusion 石油技術(shù)公司聲稱開發(fā)了一種革命性的寬帶譜反演技術(shù)，該技術(shù)可以將子波剔除并且不需要井標(biāo)定，不用給定先驗?zāi)Ｐ停恍枰獙游恍畔?，但該技術(shù)方法原理保密。2003年，另一種高頻恢復(fù)技術(shù)HiSpec技術(shù)進(jìn)行了試驗，聲稱使用了低頻向高頻投影的技術(shù)，其效果是同相軸變細(xì)，小同相軸增多，但連續(xù)性仍較好。孫夕平O007)提出一種調(diào)諧能量增強法來識別薄儲層，該方法根據(jù)地震層序模型，利用薄層調(diào)諧理論，通過脈沖約束的自適應(yīng)增強手段突出薄層反射能量、提高地震對薄層識別能力。目前學(xué)術(shù)界高頻重建思路包括稀疏脈沖反演、頻譜延拓、譜白化、直方圖修正等方法。(1)稀疏脈沖反演方法是通過迭代次數(shù)和柯西約束參數(shù)的控制，可以將地震資料的頻帶提升到采樣定理所能滿足的任何頻率，而且不會破環(huán)原有同相軸走向和趨勢。(2)頻譜延拓是用已知頻譜填補到未知頻譜，該方法也能起到恢復(fù)高頻的作用。(3)譜白化方法在展寬地震資料頻譜的同時使所需頻帶范圍內(nèi)的頻譜變平，從而提高了地震資料的分辨率。譜白化是零相位的，它不改變地震資料的相位譜，但存在以下幾個問題相鄰頻段之間的拼接易產(chǎn)生畸變；頻段不能太小，否則會引起較為嚴(yán)重的吉普斯效應(yīng)；容易產(chǎn)生較強的高頻噪聲。(4)直方圖方法是駱毅提出的方法，通過分析信號值的分布的直方圖，調(diào)整其分布，可以得到一種函數(shù)值的非線性變換，提高顯示的分辨率。測井資料具有較高的垂向分辨率，可以分辨到分米級，但橫向分辨能力嚴(yán)重不足， 僅限于井孔附近；而三維地震的覆蓋面積廣，有很好的橫向分辨能力，但縱向分辨能力還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，將兩者結(jié)合起來可以得到既有較高的垂向分辨率，又有較好的橫向連續(xù)性的高分辨率剖面。通常人們通過井旁地震道與測井合成地震記錄的對比來驗證高分辨率處理的正確性，在有井地區(qū)我們可以直接利用井的高頻信息來約束地震資料的高頻重建。稀疏脈沖反演方法先求出一個地震子波，通常用地震功率譜包絡(luò)代表該子波的頻譜，求其最小相位子波或零相位子波。然后，假定反射系數(shù)滿足非高斯分布，從而在反褶積最小二乘方法中引入一個非線性項，其作用是破壞平穩(wěn)時間序列頻譜分量之間的解耦性質(zhì)，引入頻譜分量之間的耦合，從而把地震低頻移到高頻。在空間域，這種非高斯分布引入脈沖壓縮機制，使其減少小脈沖，壓縮大脈沖。但這種方法還不符合大反射和小反射都存在的陸相薄互層情形。該方法優(yōu)點是通過迭代次數(shù)和柯西約束參數(shù)的控制，可以將地震資料的頻帶提升到采樣定理所能滿足的任何頻率，而且不會破環(huán)原有同相軸走向和趨勢。然而，現(xiàn)有技術(shù)存在如下不足(1)現(xiàn)有方法計算所需時間長，一般工區(qū)需幾個小時到幾天才能完成一次處理，需要動用并行處理，運行成本高；(2)不宜反復(fù)調(diào)整參數(shù)獲得較好的處理結(jié)果；C3)所得到的提頻資料波組細(xì)節(jié)信息不豐富，單純是同相軸變細(xì)或變碎， 不能表現(xiàn)出地震剖面粗細(xì)相間的特征，丟失了原剖面的層間信息；(4)對層狀模型的過分依賴，不適合網(wǎng)狀特征儲層(河流相儲層、碳酸鹽巖孔縫洞密集帶等地層)地震資料。
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決如上所述的技術(shù)問題提出了一種調(diào)制補充子空間的井約束疊前彈性參數(shù)反演方法，所述方法包括如下步驟(1)編輯測井?dāng)?shù)據(jù)，提取聲波測井記錄和密度測井記錄；(2)利用聲波測井記錄和密度測井記錄計算反射系數(shù)序列；(3)通過井旁地震道提取統(tǒng)計子波；(4)利用提取的子波與反射系數(shù)序列褶積制作井合成地震記錄；(5)用合成地震記錄與原始井旁道進(jìn)行匹配，校正反射系數(shù)序列；(6)制作高頻子波，與校正后的反射系數(shù)序列褶積制作寬頻井合成地震記錄；(7)用原地震道作自動增益的平方作為調(diào)制函數(shù)；(8)原地震道與調(diào)制函數(shù)相乘得到高頻地震道，把結(jié)果座高通濾波，得到重建結(jié)果的高頻部分；(9)把原地震道與第8步得到的高頻部分相加，得到高頻重建結(jié)果；(10)利用井旁地震道構(gòu)造基函數(shù)B = Lb1, b2，b3…bn]；(11) Sf= [fpfyf^fj為對應(yīng)的匹配系數(shù)，W為井合成地震記錄，我們可以構(gòu)造一個方程組B*f = W，利用SVD求解方程組得到匹配系數(shù)；(12)利用與井旁道相同的基函數(shù)構(gòu)造方法將對每一個地震道作用從而求得相應(yīng)的基函數(shù)；(13)利用步驟(12)得到的基函數(shù)與步驟(11)得到的匹配系數(shù)相乘就可以得到重建后的地震道；(14)利用步驟(2)得到的結(jié)果與地震剖建立低頻模型；(15)反演彈性參數(shù)。通過以上方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(1)縮短計算時間，減少運行時間成本高；( 處理參數(shù)可以調(diào)整，從而能獲得較好的處理結(jié)果；C3)使得提頻資料波組細(xì)節(jié)信息不豐富，保持了原有同相軸的波組特征，保持原剖面的層間信息，提高剖面的分辨率；(4)避免了對層狀模型的過分依賴，使得聯(lián)合重建的信息在井旁與測井資料擬合較好，在井外能充分地反映地震資料所含非層狀信息，解決了具有網(wǎng)狀特征儲層(河流相儲層、碳酸鹽巖孔縫洞密集帶等地層)地震資料與井信息匹配問題。
4.


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附圖1、本發(fā)明的固定頻率調(diào)制信號移頻原理示意圖；(a)原信號(b)調(diào)制信號 (c)高頻重建后的信號(d)原信號的頻譜(e)調(diào)制信號的頻譜(f)高頻重建后的信號的頻譜附圖2、本發(fā)明的跟蹤相位調(diào)制信號移頻原理示意圖；(a)原信號(b)調(diào)制信號 (c)高頻重建后的信號(d)原信號的頻譜(e)調(diào)制信號的頻譜(f)高頻重建后的信號的頻譜附圖3、本發(fā)明的自動振幅增益平方作為調(diào)制信號拓頻原理示意圖；(a)原信號 (b)高頻重建后的信號(c)原信號與高頻重建后的信號的對比
5.
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的，技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)描述如下1)自動增益高頻子空間補償頻譜延拓是用已知頻譜填補到未知頻譜，該方法能起到恢復(fù)高頻的作用，頻率域的移頻相當(dāng)頻率域的褶積運算，即空間域的乘積運算。調(diào)制可以引入升頻的機制，同時發(fā)現(xiàn)地震曲線極大極小特征點控制相位可以保留原曲線特征，從而發(fā)現(xiàn)了用地震資料的自動振幅增益進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)制的高頻重建方法。調(diào)制升頻也可以在時間域中進(jìn)行，即兩個信號逐點相乘，產(chǎn)生了包含高頻的信號，該運算在頻率域相當(dāng)于褶積。地震自調(diào)制高頻重建是將地震資料極值點抬平得到調(diào)制函數(shù)，然后將調(diào)制函數(shù)通過乘方絕對值得到的高頻成分與原始地震資料相乘，最后將原始資料的低頻成分替換所得結(jié)果的低頻部分，得到最終的高頻恢復(fù)地震資料。若原始地震道用ν (t)表示，調(diào)制函數(shù)為原始地震道的AGC表示，用u (t)表示調(diào)制函數(shù)的平方，時間域內(nèi)g(t) = v(t) · u(t)(1)其在頻域可表示為G ( ω ) = V ( ω ) *U ( ω )(2)式中，V ( ω )和U ( ω )分別為ν⑴和u (t)的頻譜。若W為一高通濾波器，則G(co)的高頻成分為GH(co) = W(G(co))(3)高頻重建結(jié)果可以表示為R(q) = ν(ω)+6Η(ω)(4)通過Rmrier反變換可獲得其在時間域的表示r (t)。在圖1中，給出了固定頻率和相位調(diào)制的時間域形式及其頻譜，在時間域中，兩個信號逐點相乘，產(chǎn)生了包含高頻的信號。該運算在頻率域相當(dāng)于褶積。正弦波調(diào)制由于其頻譜是從原點向兩邊平移，等效于移頻。時間域的相應(yīng)其零點都在固定位置上，多道地震道使用固定的頻率和相位調(diào)制將會產(chǎn)生水平的高頻同相軸。這在信號重建中稱為假頻。在圖2中，調(diào)制信號是自動振幅增益對原信號歸一后平方產(chǎn)生，振幅在峰值點為 1，極點和零點位置與原信號相符，調(diào)制信號中較強的低頻成分是調(diào)制信號取正值造成的。時間域的響應(yīng)其零點跟蹤原信號，多道地震道使用這樣的調(diào)制不會產(chǎn)生水平的高頻同相軸ο圖3給出了自動振幅增益平方作為調(diào)制信號的拓頻原理，用自動振幅增益的平方產(chǎn)生的調(diào)制信號，在原信號零點保持不變，在極值點為1，高頻重建后的信號零點極點值都不改變。2)基于基函數(shù)的井震匹配高頻子空間補償通過對地震道的整體搬移、變換，線形和非線性組合而產(chǎn)生的新的地震道我們稱之為基函數(shù)。基于基函數(shù)的井震匹配就是利用井旁道構(gòu)造一系列的基函數(shù)，用構(gòu)造的基函數(shù)與井合成地震記錄匹配得到一系列的匹配系數(shù)，然后將這些匹配系數(shù)外推到地震道中， 從而實現(xiàn)測井記錄與地震數(shù)據(jù)的匹配。匹配系數(shù)可通過使( 式達(dá)到極小求得
權(quán)利要求
1. 一種調(diào)制補充子空間的井約束疊前彈性參數(shù)反演方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟(1)編輯測井?dāng)?shù)據(jù)，提取聲波測井記錄和密度測井記錄；(2)利用聲波測井記錄和密度測井記錄計算反射系數(shù)序列；(3)通過井旁地震道提取統(tǒng)計子波；(4)利用提取的子波與反射系數(shù)序列褶積制作井合成地震記錄；(5)用合成地震記錄與原始井旁道進(jìn)行匹配，校正反射系數(shù)序列；(6)制作高頻子波，與校正后的反射系數(shù)序列褶積制作寬頻井合成地震記錄；(7)用原地震道作自動增益的平方作為調(diào)制函數(shù)；(8)原地震道與調(diào)制函數(shù)相乘得到高頻地震道，把結(jié)果座高通濾波，得到重建結(jié)果的高頻部分；(9)把原地震道與第8步得到的高頻部分相加，得到高頻重建結(jié)果；(10)利用井旁地震道構(gòu)造基函數(shù)B= [bplvlvbj ；(11)Sf= [fpfyfVHfJ為對應(yīng)的匹配系數(shù)，W為井合成地震記錄，我們可以構(gòu)造一個方程組B*f = W，利用SVD求解方程組得到匹配系數(shù)；(12)利用與井旁道相同的基函數(shù)構(gòu)造方法將對每一個地震道作用從而求得相應(yīng)的基函數(shù)；(13)利用步驟(12)得到的基函數(shù)與步驟(11)得到的匹配系數(shù)相乘就可以得到重建后的地震道；(14)利用步驟(2)得到的結(jié)果與地震剖建立低頻模型；(15)反演彈性參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種調(diào)制補充子空間的井約束疊前彈性參數(shù)反演方法，屬于地震測井領(lǐng)域。本發(fā)明縮短計算時間，減少運行時間成本高；處理參數(shù)可以調(diào)整，從而能獲得較好的處理結(jié)果；使得提頻資料波組細(xì)節(jié)信息不豐富，保持了原有同相軸的波組特征，保持原剖面的層間信息，提高剖面的分辨率；避免了對層狀模型的過分依賴，使得聯(lián)合重建的信息在井旁與測井資料擬合較好，在井外能充分地反映地震資料所含非層狀信息，解決了具有網(wǎng)狀特征儲層(河流相儲層、碳酸鹽巖孔縫洞密集帶等地層)地震資料與井信息匹配問題。
文檔編號G01V1/50GK102169190SQ201110001640
公開日2011年8月31日 申請日期2011年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月6日
發(fā)明者劉洪 申請人:中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所