[發明專利]基于多信息約束反演的品質因子確定方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 201911372429.2
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111060961B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 袁三一;王迪;余子昭;桑文鏡;王尚旭
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28;G01V1/30
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 周達;劉飛

本說明書實施例公開了一種基于多信息約束反演的品質因子確定方法、裝置及系統。所述方法包括獲取疊前地震數據，所述疊前地震數據包括時空幾何結構信息、時空域振幅衰減信息、時空域相位衰減信息；基于巖石物理理論中子波衰減的物理信息，建立疊前地震數據、品質因子、反射系數之間的關系模型；基于所述關系模型，反演獲得多道反射系數；利用預設稀疏準則函數計算所述多道反射系數的稀疏度；根據固有衰減與反射系數稀疏度的關系，確定品質因子。利用本說明書實施例可以極大提高Q譜反演的穩定性和Q值估計的精度，從而為后續的反Q濾波、提高地震分辨率等處理提供良好基礎。

技術領域

本說明書實施例方案屬于地球物理勘探技術領域，尤其涉及一種基于多信息約束反演的品質因子確定方法、裝置及系統。

背景技術

在地震勘探數據處理過程中，高保真、高分辨率及高信噪比的地震資料處理是地震數據解釋、油氣儲層預測的重要依據和保證。隨著油氣勘探程度日益提高，對地震資料的分辨率提出了更高的要求。而地層的吸收衰減效應是影響地震資料分辨率的主要因素之一，品質因子Q是表征地層本身固有吸收特性的主要參數。因此提取準確的Q值對于補償粘彈性介質吸收衰減效應、提高地震資料的分辨率、地震成像、儲層預測和油藏描述等方面具有重要意義。

1962年，Futterman首次將地層對地震波的吸收衰減論述為地層的本質屬性。此后，許多地球物理工作者在地層吸收參數——品質因子Q的求取方法上進行了大量的研究。Bath于1974年提出利用譜比法估算地層品質因子，該方法的實質是利用地震波在粘彈性介質中傳播后振幅譜的變化對Q值進行估計。通過選取不同深度或不同時間處的兩個地震子波，經過傅里葉變換得到其振幅譜，建立譜比值的自然對數與頻率之間的關系，通過線性擬合計算得到品質因子Q。譜比法易于實現得到了較為廣泛的應用，但子波的頻譜往往受到噪聲、頻譜干涉等因素的影響，從而降低了利用譜比法估算Q值的精度。1979年，Kjartansson和Biai等基于地震波的頻散理論提出上升時間法。上升時間定義為地震波在第一個傳播周期內波形的最大振幅和最大斜率之比，通過建立上升時間與品質因子之間的解析關系來估算地層吸收參數。1985年，Jannsen等提出子波模擬法，借助于旅行時差和頻散之間的關系，通過不斷修正Q值，使參考信號和觀測信號達到最佳的近似。1997年，Quan和Harris推導了品質因子Q與質心頻率的關系，提出質心頻率偏移法。實驗結果表明，在這些方法中品質因子Q的計算強烈地依賴于地震資料的品質，在信噪比低時誤差較大。

此外，傳統的地層吸收參數反演方法主要基于VSP(Vertical SeismicProfiling，垂直地震剖面)資料和疊后地震資料。雖然VSP資料和疊后地震資料具有相對較高的信噪比，但是，基于VSP資料的Q值反演只能得到吸收參數在垂向上的數值，缺乏橫向的地層信息，信息量有限。另外，利用疊后地震資料，即使忽略地震偏移精度的影響，由于受到不同地震道傳播路徑的差異、動較正拉伸對頻譜影響的差異、反射透射能量分配的差異等因素的影響，使得疊加后地震道扭曲了真實的地層吸收響應，從而導致基于疊后地震資料估算的地層吸收參數存在較大的誤差，甚至是錯誤的。為此，1998年，Dasgupta和Clark提出一種從疊前CMP道集中估算品質因子的QVO(Q versus offset)方法。該方法首先分別計算不同偏移距處譜比值對數關于頻率的斜率，然后對不同的斜率和偏移距的平方進行線性擬合，其所得截距即為所求的Q值。2002年，Zhang和Ulrych在假設震源子波為雷克子波以及地震波沿直線路徑傳播的情況下，推導了地震子波峰值頻率與品質因子Q之間的解析關系，提出一種逐層剝離的Q值估算方法。2005年，Liu和Wei將Zhang等的地震波沿直線路徑傳播的假設改為彎曲射線傳播路徑，提高了從CMP道集中反演Q值的精度。2009年，Reine等提出利用變時窗時頻分析方法提取振幅譜，較好的解決了頻譜干涉問題。考慮到疊前地震記錄振幅譜的角度依賴關系和對噪聲敏感的特點，2012年Reine等進一步將疊前地震記錄變換到τ-p域并且利用反演的算法同時擬合頻率和傳播時差來求取Q值，較好地解決了疊前地震數據振幅譜的角度依賴問題且抗噪性較強。