一种高精度近地表Q值求取方法和装置与流程

专利2025-03-05  12


本发明属于石油地震勘探,具体涉及一种高精度近地表q值求取方法和装置。


背景技术:

1、随着地震勘探的深入,复杂岩性、非常规油气等领域地震勘探的需求更加迫切,勘探对象的难度进一步提升,对地震勘探提出了更高的精度要求,地震资料的分辨率成为制约地震勘探精度的关键瓶颈。

2、地震波在地下介质中传播的过程中,地震波能量除了受到几何扩散造效应而衰减外,还受到介质粘弹性影响,造成不同频率能量的差异性衰减,形成地震波频散,影响地震成像精度;由于地下介质粘弹性的影响,使得地震波在地下介质中传播时,振幅、频率、相位均会发生不同程度的畸变,对地震保真处理造成的严重影响,制约了高分辨地震勘探的成效,现基本采用地震吸收补偿技术来解决这一问题,地震吸收补偿技术包括地震吸收q场建模和地震吸收补偿处理两个方面,品质因素q是岩石对弹性波吸收特性的一种表达方式,它是储能与耗散能的比率,有如下公式:

3、

4、式中,e是处于最大应力和应变状态下的弹性能,而δe是谐波激励下,每振动一周期的能量损耗。

5、假设在地震频带范围内q值不依赖于频率,且不考虑频散效应,只考虑振幅谱的衰减作用,其衰减规律可以表示为:

6、

7、其中:c表示与频率无关的衰减,包括球面扩散、反射或透射损失等;

8、t为旅行时,s0(f)表示震源子波振幅谱,s(f)表示检波点的衰减子波振幅谱。

9、假设震源子波振幅谱满足高斯分布,地震子波振幅谱质心频率与q值之间为关系为:

10、

11、其中:fp为衰减后的幅谱质心频率;fm为衰减前的幅谱质心频率;t为旅行时。

12、据此可以根据地震波传播衰减前后的质心频率计算得到q值,

13、常规方法为应用快速傅里叶变换(fft)将地震数据从时间域转换到频率域,然后计算出每个地震道的质心频率,由此统计出每个炮点和检波点的质心频率,即

14、

15、其中:f为频率,fs为质心频率,s(f)为振幅谱。

16、对于实际地震资料而言,当地震波在地下介质中传播时,相对于深层成岩地层而言,近地表地层介质疏松,地震波传播速度低,品质因子q小,地震波吸收衰减更为显著。因而提高近地表q场建模进度,对恢复地震信号高频成分、提升对地震资料分辨率更为关键。

17、根据吸收衰减的基本理论,要求得近地表地层品质因子,就需要精确求取近地表地震波传播中吸收前后地震波的频谱以及传播的时差。而传统的傅里叶变换(fft)不具有时间分辨能力,不能用于时频特征分析;短时傅里叶变换(stft)由于其时窗固定,不适应于非平稳信号的特征分析,利用短时傅里叶变换(stft)在进行频谱计算时会受到分析时窗的影响,将降低质心频率计算的精度。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高精度近地表q值求取方法和装置,以解决上述背景技术中提出现有的q值求取方法在使用过程中的问题。

2、为实现上述目的,本发明一方面公开了一种高精度近地表q值求取方法,所述方法包括:

3、将地震道排列并进行标号,基于第i个地震道初至波时频函数,获取所述第i个地震道初至波时频函数波峰或波谷时间,并将所述时间记录为所述第i个地震道的初至时间;

4、从地震道时频函数中选取母小波函数,基于所述母小波函数获取小波基函数,通过连续变换得到第i个地震道初至波小波变化的时频函数;

5、基于所述第i个地震道初至波小波变化的时频函数获取该地震道在初至时间所对应的振幅谱,并计算相邻两所述地震道在初至时间所对应的振幅谱比对数;

6、基于所述两地震道振幅谱比对数,通过最小二乘法计算得到两地震道之间的k值;

7、基于所述k值计算两所述地震道之间的q值,舍弃q值中小于0的值并利用空间一致性对所求q值进行校验,以提高q值计算精度。

8、优选的,所述基于所述两地震道振幅谱比对数,通过最小二乘法计算得到两地震道之间的k值,通过如下公式完成:

9、||ls fi,j(f)-ki,jf-bi,j||2→min

10、式中ls fi,j(f)表示相邻两地震道振幅谱比对数,ki,j指相邻两地震道之间的k值,bi,j为一常值。

11、优选的,所述基于所述k值计算两所述地震道之间的q值包括:

12、基于衰减规律表达式得到两地震道在初至时间所对应的振幅比对数的另一表达式,即式中δti,j表示两地震道初至时间差;

13、通过的变形式完成相邻两地震道之间q值的计算。

14、优选的,所述基于所述k值计算两所述地震道之间的q值包括:

15、对所述地震道的标号进行奇偶划分,并分别计算相邻两奇数地震道和相邻两偶数地震道之间的qodd和qeven,舍弃数值中小于0的值并用相邻数据替代;

16、至少通过一qodd对相邻两qeven或一qeven中的一种方式对相邻两qodd或qeven进行校验,剔除误差较大的q值,并用相邻数据替代,,从而获取每一地震道所对应的q值。

17、优选的,所述地震道排列基于所述地震道的偏移距大小完成。

18、优选的,所述地震道排列包括前后排列处理。

19、优选的,所述小波基函数由所述母小波函数通过伸缩和平移变换形成。

20、本发明另一方面公开了一种高精度近地表q值求取装置,所述装置包括:

21、获取模块,其配置为能够将地震道排列并进行标号,基于第i个地震道初至波时频函数,获取所述第i个地震道初至波时频函数波峰或波谷时间,并将所述时间记录为所述第i个地震道的初至时间;

22、变换模块;其配置为从地震道时频函数中选取母小波函数,基于所述母小波函数获取的小波基函数,通过连续变换得到第i个地震道初至波小波变化的时频函数;

23、比对模块,其配置为基于所述第i个地震道初至波小波变化的时频函数获取该地震道在初至时间所对应的振幅谱,并计算相邻两所述地震道在初至时间所对应的振幅谱比对数;

24、第一计算模块,其配置为基于所述两地震道振幅谱比对数,通过最小二乘法计算得到两地震道之间的k值;

25、第二计算模块,其配置为基于所述k值计算两所述地震道之间的q值,舍弃q值中小于0的值并利用空间一致性对所求q值进行校验,以提高q值计算精度。

26、本发明另一方面公开了一种电子设备,包括:

27、处理器;

28、存储器,包括一个或多个计算机程序模块;

29、其中,所述一个或多个计算机程序模块被存储在所述存储器中并被配置由所述处理器执行,所述一个或多个计算机程序模块包括用于实现上述方法。

30、本发明另一方面公开了一种计算机可读存储介质,所述存储介质存储有非暂时性计算机可读指令,当所述非暂时性计算机可读指令由计算机执行上述方法。

31、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

32、本技术通过引入小波变化方法,针对地震资料非平稳信号的特性,对地震波信号进行小波变换,获取地震信号局部时频特征,提升近地表q值求取的精度,改善地震吸收补偿处理的效果,如图4所示,从图中可以看出,经过近地表吸收补偿处理后,地震信号的高频成分得到有效恢复,地震信号的分辨率明显提升,较好地解决了近地表吸收衰减问题。同时,从图中也可以看出,由于表层q值差异,造成的地震高频成分的非线性衰减,补偿前单炮记录中相邻地震道之间的频率特征存在较为明显的差异;经过近地表吸收补偿处理后,相邻地震道之间的信号一致性得到明显改善,也反应出本方法求取近地表q值的精度较高,对近地表地震差异性衰减补偿的效果较好。


技术特征:

1.一种高精度近地表q值求取方法,其特征在于:所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的一种高精度近地表q值求取方法,其特征在于:所述基于所述两地震道振幅谱比对数,通过最小二乘法计算得到两地震道之间的k值,通过如下公式完成:

3.根据权利要求1所述的一种高精度近地表q值求取方法,其特征在于:所述基于所述k值计算两所述地震道之间的q值包括:

4.根据权利要求1所述的一种高精度近地表q值求取方法,其特征在于:所述基于所述k值计算两所述地震道之间的q值包括:

5.根据权利要求1所述的一种高精度近地表q值求取方法,其特征在于:所述地震道排列基于所述地震道的偏移距大小完成。

6.根据权利要求1或5所述的一种高精度近地表q值求取方法,其特征在于:所述地震道排列包括前后排列处理。

7.根据权利要求1所述的一种高精度近地表q值求取方法和装置,其特征在于:所述小波基函数由所述母小波函数通过伸缩和平移变换形成。

8.一种高精度近地表q值求取装置,其特征在于:所述装置包括:

9.一种电子设备,其特征在于:包括:

10.一种计算机可读存储介质,其特征在于:存储有非暂时性计算机可读指令,当所述非暂时性计算机可读指令由计算机执行时实现权利要求1-7任一项所述的方法。


技术总结
本发明公开了一种高精度近地表Q值求取方法和装置,属于石油地震勘探技术领域,该一种高精度近地表Q值求取方法,包括将地震道排列并进行标号,基于第i个地震道初至波时频函数,获取所述第i个地震道初至波时频函数波峰或波谷时间,并将所述时间记录为所述第i个地震道的初至时间;从地震道时频函数中选取母小波函数,基于所述母小波函数获取小波基函数,通过连续变换得到第i个地震道初至波小波变化的时频函数。通过引入小波变化方法,针对地震资料非平稳信号的特性,对地震波信号进行小波变换,获取地震信号局部时频特征,提升近地表Q值求取的精度,改善地震吸收补偿处理的效果。

技术研发人员:高银波,崔兴福,徐右平,张才,首皓,刘卫东
受保护的技术使用者:中国石油天然气股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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