[發明專利]一種基于最小二乘參數反演的傅里葉域地震數據重構方法

有效

• 申請號: 201410374322.2
• 申請日: 2014-07-31
• 公開（公告）號: CN105319594B
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 劉百紅;孫成龍;宋志翔
• 申請（專利權）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研究院
• 主分類號: G01V1/36
• 分類號: G01V1/36;G01V1/30;G06F19/00
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所11218
• 代理人: 郭韞

技術領域

本發明屬于油氣及煤層氣地震勘探與開發領域，具體涉及一種基于最小二乘參數反演的傅里葉域地震數據重構方法。

背景技術

地震勘探是利用地下介質彈性和密度的差異,通過觀測和分析大地對人工激發地震波的響應,推斷地下巖層的性質和形態的地球物理勘探方法。在這個過程中，地震波場是一個時間和空間都連續的多維信號。而實際記錄的是這些連續信號的離散采樣結果。根據信號采樣理論，當采樣頻率大于Nyquist頻率時，原始的連續信號可以由采樣后的離散記錄重構。但是在實際地震資料采集過程中，由于技術、經濟以及地表條件的限制，對連續地震信號的空間采樣并不是完美的。例如，在空間上，密集布置激發點(炮點)和接收點(檢波點)不僅在技術和邏輯上無法實現，而且經濟上也不允許。又例如，為了避開河流、斷崖、村鎮等因素時，激發點(炮點)和接收點(檢波點)的布置就會變得不是很規則。而且在實際施工過程中還會有啞炮等情況。這些情況造成采集到的地震資料不僅在空間上采樣不均勻，而且還可能產生假頻。這會對地震資料后續的多道處理帶來問題，例如基于多道的噪音壓制、偏移、反演等。以用于巖性和流體識別的AVA分析為例，在的AVA分析中，為了使AVA技術可以用于復雜構造，需要利用疊前偏移來產生用于AVA分析的道集。波動方程偏移算法要求波場的空間采樣是均勻的，Kirchhoff偏移雖然沒有此要求，但是如果輸入波場在空間采樣是不均勻的，那么Kirchhoff偏移后的結果就不能保證相對振幅信息不被破壞，那么它產生的道集也就無法用于AVA分析。對于這個問題，通常的做法是面元規則化，但是面元規則化也只能使振幅相對保持，而不能解決空間方位上地震數據稀疏的問題。更好地解決這一問題的方法是，對地震數據進行插值或者外推，也就是重構。重構地震數據可以使用延拓算子進行，但是該方法需要準確的速度模型，如果速度模型不準確，則會得到錯誤的結果。另外一種方法是用空間預測濾波算子，但是這種方法和其他空間差值算法一樣運算量很大。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術中存在的難題，提供一種基于最小二乘參數反演的傅里葉域地震數據重構方法，使得空間上采用不均勻的地震數據規則化，從而使得地震數據可以更好地滿足后續地震資料處理和解釋的需求。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種基于最小二乘參數反演的傅里葉域地震數據重構方法，基于最小二乘參數反演，對不含假頻的非均勻采樣的地震數據進行插值，從而重構地震數據。

所述方法包括：

(1)對原始地震數據即共炮道集進行預處理，得到NMO校正后的數據D；

(2)對于NMO校正后的數據D，計算：b＝A^H·W·D，

其中A^H是A的共軛轉置矩陣，W是加權值，它是一個與局部采樣密度成反比的值，m_kx，m_ky為空間波數采樣序號，Δk_x，Δk_y為空間波數間隔，ΔS_F＝(X_i+1-X_i)(Y_i+1-Y_i)，(X_i，Y_i)、(X_i+1，Y_i+1)為空間上兩點；

(3)計算：H＝A^H·W·A+λ²·I，然后求其逆H^-1，其中A、W與第(2)步中的相同，σ是先驗模型變差，c是常數；I是單位對角矩陣；

(4)由第(2)、第(3)步得到的b和H^-1計算

(5)計算插值重構結果：其中A是與第(2)步中的相同，是由第(4)步計算所得。

所述步驟(1)中的預處理包括：置道頭、去噪、振幅補償、靜校正、反褶積、分選得到CMP道集并對CMP道集進行NMO校正。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：現有的方法是空間域進行的，例如鄰近點插值或者多項式擬合。鄰近點插值等空間域的插值方法，要求地震數據是規則采樣的，缺少的只是個別點，而空間域擬合方法雖然不要求地震數據是規則的，并可以計算很多點，但是可能會出現假頻并且計算效率不高，畢竟空間點的個數遠遠大于空間波數，而本發明基于最小二乘參數反演的傅里葉域地震數據重構方法不僅可以適用于不規則地震數據而且可以避免譜泄漏，并且計算效率很高。

附圖說明

圖1本發明方法的步驟框圖。

具體實施方式