[發(fā)明專(zhuān)利]基于黏聲方程的正演模擬方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910913281.2
• 申請(qǐng)日: 2019-09-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112558146A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許璐;李博;韓冬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司石油物探技術(shù)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G01V1/28
• 分類(lèi)號(hào): G01V1/28
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專(zhuān)利事務(wù)所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

一種基于黏聲方程的正演模擬方法及系統(tǒng)，該方法包括：步驟1：在地震數(shù)據(jù)的有效頻帶范圍內(nèi)，給定L個(gè)應(yīng)變擬合參數(shù)τ_σl的初始值，其中L表示擬合標(biāo)準(zhǔn)線(xiàn)性體的個(gè)數(shù)，l＝1…L；步驟2：在有效頻帶范圍內(nèi)，基于L個(gè)應(yīng)變擬合參數(shù)τ_σl的初始值計(jì)算當(dāng)前計(jì)算頻率下的積分函數(shù)值；步驟3：基于積分函數(shù)值，根據(jù)擬合參數(shù)表達(dá)式獲得當(dāng)前Q值對(duì)應(yīng)的應(yīng)力擬合參數(shù)τ；步驟4：針對(duì)Q值場(chǎng)數(shù)據(jù)體內(nèi)的所有Q值點(diǎn)，重復(fù)步驟1至步驟3，得到擬合參數(shù)數(shù)據(jù)體；步驟5：根據(jù)擬合參數(shù)數(shù)據(jù)體和時(shí)間空間域控制方程，獲得黏聲介質(zhì)波場(chǎng)傳播算子，進(jìn)行波場(chǎng)的正演模擬。重新推導(dǎo)了黏聲介質(zhì)波場(chǎng)傳播在時(shí)間空間域的控制方程，在保證正演精度條件下大幅提高了黏聲介質(zhì)正演模擬計(jì)算的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地震正演模擬技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于黏聲方程的正演模擬方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

地震波在地下介質(zhì)中傳播時(shí)，介質(zhì)的非完全彈性會(huì)對(duì)地震波場(chǎng)造成吸收衰減作用。這種介質(zhì)本身固有的吸收特性通常用品質(zhì)因子來(lái)描述，它與介質(zhì)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)特征以及飽和度、孔隙度、滲透率等因素密切相關(guān)。利用地層吸收性質(zhì)可以用來(lái)預(yù)測(cè)巖性、砂泥巖分布，在有利條件下還可以直接用來(lái)預(yù)測(cè)石油和天然氣的存在。因此，地震波的吸收特性分析研究，在油氣、水資源勘探等工程應(yīng)用領(lǐng)域，具有十分重要的意義。

另外，隨著油氣勘探的深入及勘探目標(biāo)復(fù)雜程度的增加，構(gòu)造成像已不能滿(mǎn)足勘探的需求，對(duì)巖性成像的需求越來(lái)越迫切。在保證成像位置準(zhǔn)確的情況下，為了獲得高精度保幅成像，需要校正黏滯性對(duì)成像的影響，實(shí)現(xiàn)真振幅成像。大部分真振幅成像算法是建立在完全彈性介質(zhì)條件的假設(shè)下，然而實(shí)際地下介質(zhì)，特別是在近地表及油氣儲(chǔ)層，多為一種黏彈性介質(zhì)。地震波在黏彈性介質(zhì)中的傳播主要表現(xiàn)為速度頻散與振幅衰減。不考慮黏滯性的疊前成像算法不僅會(huì)使成像位置發(fā)生偏離，而且還會(huì)引起成像振幅的欠估計(jì)，嚴(yán)重影響甚至誤導(dǎo)隨后的地震數(shù)據(jù)處理、解釋等工作。

對(duì)由黏滯性引起的地震波吸收衰減的補(bǔ)償，常規(guī)的方法是進(jìn)行反Q濾波以增強(qiáng)地震波特別是高頻成分的能量，達(dá)到提高分辨率的效果。但常規(guī)的反Q濾波方法大部分基于層狀介質(zhì)假設(shè)，雖能夠?qū)δ芰窟M(jìn)行一定補(bǔ)償，但在復(fù)雜介質(zhì)條件下，該方法并不符合地震波的傳播規(guī)律，不是一種精確的補(bǔ)償方法；另一種方法是在成像的過(guò)程中對(duì)地震波進(jìn)行能量補(bǔ)償及相位校正，即反Q偏移方法。目前已有的反Q偏移方法主要有三類(lèi)，即基于射線(xiàn)理論、基于單程波方程與基于雙程波方程的反Q偏移方法。基于射線(xiàn)理論的成像方法由于基于高頻近似，較難處理多波至問(wèn)題，在復(fù)雜介質(zhì)模型中的應(yīng)用受到限制；基于波動(dòng)理論的單程波反Q偏移方法對(duì)陡傾角構(gòu)造成像有限制，不能適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造。近年來(lái)許多學(xué)者將逆時(shí)偏移擴(kuò)展到黏聲介質(zhì)中，通過(guò)層析反演技術(shù)建立精確的Q模型，并通過(guò)Q-RTM技術(shù)實(shí)現(xiàn)地層的非彈性吸收衰減補(bǔ)償，這也是近年來(lái)高分辨率地震勘探的重要嘗試。

偏移成像的一個(gè)重要前提就是高精度正演模擬。由于Q值是關(guān)于頻率的函數(shù)，傳統(tǒng)黏聲介質(zhì)的正演模擬一般在頻率域進(jìn)行，其特點(diǎn)是求解容易，精度較高，然而高維傅里葉變換使得該方法計(jì)算效率較低，不能進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用。因此，期待開(kāi)發(fā)一種效率更高的高精度正演模擬方法，以利于其廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明一方面提出了一種基于黏聲方程的正演模擬方法，包括：

步驟1：在地震數(shù)據(jù)的有效頻帶范圍內(nèi)，給定L個(gè)應(yīng)變擬合參數(shù)τ_σl的初始值，其中L表示擬合標(biāo)準(zhǔn)線(xiàn)性體的個(gè)數(shù)，l＝1…L；

步驟2：在所述有效頻帶范圍內(nèi)，基于所述L個(gè)應(yīng)變擬合參數(shù)τ_σl的初始值計(jì)算當(dāng)前計(jì)算頻率下的積分函數(shù)值；

步驟3：基于所述積分函數(shù)值，根據(jù)擬合參數(shù)表達(dá)式獲得當(dāng)前Q值對(duì)應(yīng)的應(yīng)力擬合參數(shù)τ；

步驟4：針對(duì)Q值場(chǎng)數(shù)據(jù)體內(nèi)的所有Q值點(diǎn)，重復(fù)步驟1至步驟3，得到擬合參數(shù)數(shù)據(jù)體；

步驟5：根據(jù)所述擬合參數(shù)數(shù)據(jù)體和時(shí)間空間域控制方程，獲得黏聲介質(zhì)波場(chǎng)傳播算子，進(jìn)行波場(chǎng)的正演模擬。