[發(fā)明專利]基于時(shí)變子波與曲波變換約束的地震聲波阻抗反演方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010014657.9
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111208561B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李婧;劉凱;鄭彥鵬;華清峰;劉洋廷;張林清;李先鋒;趙強(qiáng);解秋紅;馬龍
• 申請（專利權(quán)）人: 自然資源部第一海洋研究所
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30;G01V1/32
• 代理公司: 北京科家知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11427
• 代理人: 梁正賢

本發(fā)明涉及一種基于時(shí)變子波與曲波變換約束的地震聲波阻抗反演方法，屬于地球物理勘探技術(shù)領(lǐng)域，具體包括以下步驟：對二維零偏移距地震數(shù)據(jù)進(jìn)行改進(jìn)廣義S變換，并利用譜模擬技術(shù)由時(shí)頻譜提取時(shí)變子波；根據(jù)反射系數(shù)的稀疏性，基于時(shí)變子波進(jìn)行L1范數(shù)約束的反射系數(shù)反演，得到高精度的反射系數(shù)數(shù)據(jù)；根據(jù)連續(xù)地層模型，以反射系數(shù)反演結(jié)果為輸入數(shù)據(jù)，構(gòu)建并求解基于曲波變換約束的多道聲波阻抗反演目標(biāo)函數(shù)，獲得橫向增強(qiáng)的相對聲波阻抗剖面。本發(fā)明方法采取稀疏表示與稀疏約束正則化的策略，利用了曲波變換的多尺度性和多方向性，同時(shí)充分利用了地震子波的時(shí)變性，從而保證反演出的相對聲波阻抗結(jié)果能夠?yàn)楹罄m(xù)地下地層巖性解釋提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地球物理勘探技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種應(yīng)用于油氣資源勘探的聲波阻抗反演方法，特別是關(guān)于一種基于時(shí)變子波與曲波變換約束的地震聲波阻抗反演方法。

背景技術(shù)

地震勘探是探測石油、天然氣和礦物等自然資源的常規(guī)手段，在調(diào)查地下構(gòu)造情況、預(yù)測油氣圈閉等方面取得了豐碩的成果，而反射系數(shù)/聲波阻抗的精確反演對于地震地質(zhì)解釋具有重要意義，其反演結(jié)果與井資料結(jié)合可為解釋人員提供準(zhǔn)確的巖性分布信息。自上世紀(jì)70年代聲波阻抗反演出現(xiàn)以來，該項(xiàng)方法技術(shù)便受到了地球物理學(xué)界的普遍關(guān)注。依據(jù)反演理論與介質(zhì)模型的不同，聲波阻抗反演可分為基于波動方程和基于褶積模型兩大類反演技術(shù)。相對前者而言，基于褶積模型的聲波阻抗反演技術(shù)具有計(jì)算量小、易實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，因此，在實(shí)際生產(chǎn)中得以廣泛應(yīng)用。

基于褶積模型的聲波阻抗反演其傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法是將反射系數(shù)作為輸入數(shù)據(jù)，利用遞推公式反演獲取聲波阻抗結(jié)果。該方法可以較完整地保留地震數(shù)據(jù)中的反射特征，將地震反射系數(shù)數(shù)據(jù)映射到地層巖性，從而與錄/測井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合解釋，揭示地震記錄與地下地層地質(zhì)特征之間的關(guān)系，對儲層進(jìn)行識別描述。然而，這種實(shí)現(xiàn)方法對噪聲較為敏感，地震數(shù)據(jù)含噪情況下會使得反演結(jié)果產(chǎn)生較大偏差，且起始時(shí)刻的聲波阻抗值難以準(zhǔn)確求取。另外，由于實(shí)際地震子波(以下簡稱子波)受地層吸收衰減等因素的影響會隨傳播時(shí)間及空間變化，對于非平穩(wěn)地震記錄而言，采用時(shí)不變子波反演所獲得的反射系數(shù)數(shù)據(jù)往往精度較差，進(jìn)而會使得聲波阻抗反演結(jié)果不準(zhǔn)確。

值得注意的是，由于傳統(tǒng)方法采用逐道反演計(jì)算模式，若存在地震道缺失現(xiàn)象，也會對反射系數(shù)/聲波阻抗反演結(jié)果產(chǎn)生影響。除以上問題外，逐道反演會使得反演結(jié)果的橫向連續(xù)性被忽略，反射系數(shù)/聲波阻抗估算值僅與對應(yīng)道的地震響應(yīng)有關(guān)，這與沉積學(xué)原理不符合，即地下介質(zhì)被層狀結(jié)構(gòu)控制，地震記錄中的反射波同相軸一般可表現(xiàn)出良好的空間相關(guān)性。但是，由于這種傳統(tǒng)方法的逐道反演處理模式無法使用阻抗剖面的空間正則化約束，導(dǎo)致反演結(jié)果的橫向連續(xù)性和平滑性不足，會影響最終解釋成果的可靠性與精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種基于時(shí)變子波與曲波變換約束的地震聲波阻抗反演方法，本發(fā)明利用稀疏表示和稀疏約束正則策略提高地震數(shù)據(jù)的反演精度，首先采用改進(jìn)廣義S變換對二維零偏移距地震數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)頻變換，并由時(shí)頻譜提取時(shí)變子波，然后通過L1范數(shù)約束的時(shí)變反射系數(shù)反演獲得高精度反射系數(shù)剖面，最后基于曲波變換實(shí)現(xiàn)多道聲波阻抗數(shù)據(jù)的獲取，從而可為后續(xù)地震地質(zhì)解釋提供豐富準(zhǔn)確的地下巖性分布特征。

本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

基于時(shí)變子波與曲波變換約束的地震聲波阻抗反演方法，具體包括以下步驟：

(1)獲得地震數(shù)據(jù)，通過改進(jìn)廣義S變換獲取二維零偏移距地震數(shù)據(jù)的時(shí)頻特征，并利用譜模擬技術(shù)提取時(shí)變子波；

a、對時(shí)間域非平穩(wěn)地震記錄沿時(shí)間方向按下式進(jìn)行改進(jìn)廣義S變換，得到地震記錄相應(yīng)的時(shí)頻譜：