一種去除煤層強反射信號的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及地球物理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種去除煤層強反射信號的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在儲層預(yù)測過程中，由于煤系地層與非煤系地層波阻抗差異大，從而在煤層形成 強反射信號，將砂巖與泥巖的反射信號淹沒其中，導(dǎo)致煤系地層砂體尤其是薄砂體無法識 另Ij。將煤層的強反射信號去除，從而突出砂泥巖的弱反射信號，是目前煤系地層儲層預(yù)測的 一個思路。
[0003] 目前采用的去除煤層強反射信號的技術(shù)方法較為單一，應(yīng)用較多的是子波分解與 重構(gòu)技術(shù)。此技術(shù)利用多子波分解與重構(gòu)去除煤層低頻響應(yīng)，把單道地震數(shù)分解為對應(yīng)的 多個不同頻率雷克子波。因為雷克子波是振幅和主頻唯一確定的子波，是可以解析的，所 以可以利用其結(jié)果對地震數(shù)據(jù)進行分解、處理、解釋，并根據(jù)研究需要開展分解頻率域內(nèi)任 何單頻或多頻地震剖面重構(gòu)，從而實現(xiàn)排除煤層干擾、提高分辨率以及進行一系列與頻率 有關(guān)的巖性和含油氣檢測的目的。但是基于單一固定子波假設(shè)的傳統(tǒng)地震道模型具有其局 限性，所以采用此技術(shù)去除煤層強反射信號的結(jié)果并不理想。
[0004] 為此，針對儲層預(yù)測過程如何去除煤層強反射信號，還需一種更加理想的方法，從 而得到更加有效可靠的去除煤層強反射信號的結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)方法去除煤層強反射信號結(jié)果并不理想的現(xiàn)狀，本發(fā)明提供了一種 去除煤層強反射信號的方法，包含以下步驟：
[0006] 步驟一，選擇過完備字典作為原子庫；
[0007] 步驟二，基于所選原子庫利用匹配追蹤算法對原始地震信號進行重構(gòu)；
[0008] 步驟三，基于重構(gòu)后的原始地震信號利用匹配追蹤算法匹配分解得到煤層強反射 信號；
[0009] 步驟四，從原始地震信號中將得到的煤層強反射信號減去，剩余信號即為期望的 去煤層反射信號。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述步驟二中，基于所述原子庫利用一些重要系數(shù)以 及原子重構(gòu)原始地震信號，其余系數(shù)為零。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述步驟三中，利用匹配追蹤算法對重構(gòu)后的原始地 震信號進行一次匹配分解從而得到煤層強反射信號。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述步驟一中，通過比較備選過完備字典對原始地震 數(shù)據(jù)的稀疏表示能力來優(yōu)選出原子庫。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，選擇一維非抽樣小波變換（UDWTlD)字典作為原子庫。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，原始地震信號重構(gòu)具體表示為：
[0015]
[0016] 式中：x為原始地震信號；f為用于匹配追蹤的原子庫；α為原子所對應(yīng)的系數(shù)； 釣為通過匹配追蹤算法搜索得到的第一個原子；a i為第一個原子的系數(shù)；、為信號的 分量；Rk為稀疏表不信號的殘差。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，從所述原子庫里選擇最能匹配信號結(jié)構(gòu)的一個信號原 子來構(gòu)建稀疏逼近，第一次迭代后得出煤層的強反射信號，即：
[0018]
[0019] 式中U1為煤層強反射信號；約刃旭過匹K坦蹤算法搜索得到的第一個原子；a i 為第一個原子的系數(shù)；PA為第一次迭代后的強反射信號。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，基于：盡==*···釣％得到所述去煤層反射信號；
[0021] 式中：x為原始地震信號；為煤層強反射信號成為去煤層反射信號。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述步驟三中，在所述煤層強反射信號偏離目標(biāo)反射 軸的情況下，加入煤系地層層位約束將其修正。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述步驟三中，通過空間平滑處理來消除所述煤層強 反射信號存在的空間不連續(xù)，進而得到空間上穩(wěn)定連續(xù)的強反射軸。
[0024] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
[0025] 1、通過匹配追蹤算法重構(gòu)原始地震信號，重構(gòu)過程十分簡單，重構(gòu)結(jié)果更理想；
[0026] 2、通過匹配追蹤算法匹配計算煤層強反射信號，一次分解即可匹配出煤層強反射 信號，第一次迭代后匹配出的強反射信號即為煤層強反射信號，殘差信號即為去煤層強反 射結(jié)果信號，匹配計算過程十分簡單，結(jié)果更加理想；
[0027] 3、根據(jù)本發(fā)明所述方法得到的去煤層反射結(jié)果信號有效的突出了砂泥巖的弱反 射信息，易于儲層預(yù)測研究，結(jié)果更加可靠有效，為儲層預(yù)測和油氣檢測提供了依據(jù)。
[0028] 本發(fā)明的其它特征和優(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，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(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步驟來實現(xiàn)和獲得。
【附圖說明】
[0029] 附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實 施例共同用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0030] 圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施例去除煤層強反射信號的流程圖；
[0031] 圖2a是根據(jù)本發(fā)明一實施例中一道原始地震反射記錄
[0032] 圖2b是根據(jù)本發(fā)明一實施例中一道煤層強反射信號描繪的波形圖；
[0033] 圖2c是根據(jù)本發(fā)明一實施例中一道去除煤層強反射信號后的反射信號描繪的波 形圖；
[0034] 圖3是根據(jù)本發(fā)明一實施例的優(yōu)選原子庫過程中原子庫稀疏性效果對比圖；
[0035] 圖4a是根據(jù)本發(fā)明一實施例中原始地震波信號生成的地震剖面圖；
[0036] 圖4b是根據(jù)本發(fā)明一實施例中去除煤層強反射信號后的反射信號生成的地震剖 面圖。
【具體實施方式】
[0037] 以下將結(jié)合附圖及實施例來詳細說明本發(fā)明的實施方式，借此對本發(fā)明如何應(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，本發(fā)明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)方案均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0038] 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。
[0039] 圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施例去除煤層強反射信號的流程圖。如圖1所示，首先在 步驟SlOO中，接收原始的地震信號。原始的的地震信號以波形的形式記錄。
[0040] 接下來在步驟SllO中，優(yōu)選一個過完備字典作為原子庫。備選過完備字典有： FourierlD字典、一維局部離散余弦變換（LDCTlD)字典、一維雙樹復(fù)小波變換（DTCWT1D)字 典、一維非抽樣小波變換（UDWTlD)字典。本實施例中通過比較原始地震數(shù)據(jù)中一道地震數(shù) 據(jù)分別在上述過完備字典中的稀疏性來優(yōu)選原子庫。
[0041] 圖3是根據(jù)本發(fā)明一實施例的優(yōu)選原子庫過程中原子庫稀疏性效果對比圖。如 圖3所示，坐標(biāo)圖橫坐標(biāo)為原子庫最大系數(shù)百分比，縱坐標(biāo)為原子庫相對重構(gòu)誤差。將各個 備選過完備字典表示在坐標(biāo)軸中，每個備選過完備字典可以生成一條誤差曲線。線條310 代表UDWTlD字典，線條320代表DTCWT1D字典，線條330代表LDCTlD字典，線條340代表 FourierlD 字典。
[0042] 比較所有的誤差曲線，在最大系數(shù)百分比相同的情況下，線條310的誤差值相對 最小。由此可得線條310所代表的UDWTlD字典的稀疏表示能力是最優(yōu)的。同時考慮UDWTlD 字典具有平移不變性，因此選擇UDWTlD字典作為原子庫。
[0043] 在步驟S120中，基于所選的原子庫利用匹配追蹤算法重構(gòu)原始地震信號。利用匹 配追蹤算法，信號可以通過所選原子庫中很少量元素的線性組合來表示?；谒x原子庫 利用一些重要系數(shù)以及原子重構(gòu)原始地震信號，其余系數(shù)為零。信號重構(gòu)過程十分簡單。
[0044] 基于一維非抽樣小波變換（UDWTlD)字典原始地震信號重構(gòu)為：
[0045]
[0046] 式中：x為原始地震信號；爐為用于匹配追蹤的原子庫；α為原子所對應(yīng)的系數(shù)； 約A為信號的分量；R k為稀疏表示信號的殘差；當(dāng)k = 1時，終為通過匹配追蹤算法搜索得 到的第一個原子，a i為第一個原子的系數(shù)；N為大于等于1的整數(shù)。
[0047] 匹配追蹤算法可以自適應(yīng)的選擇合適的基函數(shù)來分解信號，再加上采用稀疏能力 最優(yōu)，且具有平移不變性