[發明專利]時域中的同步小波提取和反卷積

有效

• 申請號: 201510362576.7
• 申請日: 2012-03-07
• 公開（公告）號: CN105158798B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 薩拉赫·阿-多薩里;王勁松
• 申請（專利權）人: 沙特阿拉伯石油公司
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司11112
• 代理人: 麥善勇,張天舒

本申請是申請號為201280015141.X、申請日為2012年3月7日、發明名稱為“時域中的同步小波提取和反卷積”的專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及地震數據處理，特別是地震數據處理過程中的小波提取和反卷積。

背景技術

反射地震學是如下的一種處理，該處理將由于地層中的聲阻抗的變化而引起的反射能量記錄為用于分析的地震數據，聲阻抗的變化源于關注的地下巖層或結構的位置和存在。反射能量源于關注位置上的小波形式的短時聲波向地層中的傳播。對于該小波的響應，實際上是該小波和地層的垂直反射率的聯合乘積或卷積。為了增加數據的清晰度并在其解釋中提供增強的能力，習慣作法是使用被稱為反卷積的處理技術對數據進行處理。反卷積涉及去除小波對記錄數據的影響。

由于多種原因，發送到地層中的實際小波的實際性質或特征不能被精確確定。考慮到該問題，嘗試使用了兩種方法。第一種方法假定小波是被稱為零相位或最小相位小波的理想形式。在地震處理中，如果僅存在地震數據，為了獲得小波并進行反卷積，通常假定零相位或最小相位，接著變換小波并實施反卷積。傳統的小波提取和反卷積需要零相位或最小相位假設，并在頻域中進行兩步的處理。但是，實際上真實的小波既不是零相位也不是最小相位。

第二個方法稱為盲式反卷積法，其中根據經驗、現場數據等對小波的形式的統計估計值進行假設。已經提出了若干形式的盲式反卷積法，其中使用的一個被稱為馬爾科夫鏈蒙特卡洛(Markov Chain Monte Carlo)(或MCMC)方法。最近，在研究中MCMC被集中用于解決更高階的統計功能，從而獲得同時具有相位和反射率的小波。但是，MCMC方法作為同時對小波進行估計和反卷積的盲式方案具有二義性問題，以及其它阻礙該算法實際應用在地震處理中的實踐限制。馬爾科夫鏈蒙特卡洛方法看來能同時解決小波和反卷積。但是，存在一些挑戰阻礙該算法實際應用于地震行業。首先是需要最大能量位置，但是這種位置通常是未知的。其次，提取的小波具有的頻率大多在地震輸入頻率波段之外。第三，由從一個記錄跡(trace)到另一個記錄跡的操作產生的反卷積結果有時會打斷和弱化地震波，這是由于從多通道記錄跡提取了多個小波的緣故。

因此，使用MCMC方法的盲式反卷積法已經成為近年來的研究課題。不像頻域中的傳統能譜方法在小波提取和反卷積中所進行的那樣，MCMC方法將反卷積處理作為參量估計問題，從而通過時域中的多重取樣以不同靜態分布來模擬反射率、小波和噪聲。在足夠的重復取樣后，小波和反射率已經趨向于收斂于實際地質模型。

目前眾所周知的是，盲式反卷積法的MCMC方法在參數估計前已做出了某些假設，隨后對實施應用貝葉斯方法。假定反射率序列是隨機的(白噪聲)并且易于通過已知的Bernoulli-Gaussian過程進行統計上的模擬。另一個假定是可通過多元Gaussian函數對小波進行表示。另一個假定是所出現的任何噪聲都是不相關的，并因此可通過具有零均值(即，倒伽瑪)分布的獨立同分布的Gaussian函數來進行模擬。

發明內容

簡單地說，本發明提供了一種用于處理地震數據的計算機實現的方法，該地震數據為地震記錄跡的形式，其從對地球的地下部分的反射地震勘測中獲得，用于對關注的地下特性進行分析，該計算機實現的方法包括計算機實現的處理步驟：根據地震勘測數據形成小波；根據地震勘測數據解析出小波中最大能量的出現時間；根據地震勘測數據中的記錄跡針對小波形成歸一化能量振幅；根據地震勘測數據中的記錄跡的集合來形成在所解析出的出現時間以及歸一化振幅處的合成記錄跡；基于合成記錄跡對小波應用時間濾波器，從而形成具有位于地震頻率波段內的主頻率的合成反卷積小波；以及通過對地震數據應用合成反卷積小波來對地震記錄跡執行反卷積操作，以對關注的地下特性進行分析。

優選地，其中針對小波形成歸一化能量振幅的步驟包括步驟：形成小波振幅的振幅的估計；對所述小波振幅的振幅的估計進行調整，從而將總體誤差函數最小化；以及形成小波振幅的調整估計的平均值。

優選地，其中形成合成記錄跡的步驟包括步驟：根據地震勘測數據中選定的記錄跡組來形成在所解析出的出現時間以及歸一化振幅處的合成記錄跡。

優選地，其中選定的記錄跡組包括地震勘測數據中的記錄跡的共深度點采集。

優選地，其中選定的記錄跡組包括地震勘測數據中的記錄跡的激發點采集。

優選地，其中對小波應用時間濾波器的步驟包括步驟：形成合成記錄跡的平均能譜的度量；確定合成記錄跡中存在的平均功率的地震主頻率；以及以所確定的地震主頻率形成合成反卷積小波。