[發(fā)明專利]一種基于時空組合的地震數(shù)據(jù)優(yōu)化的方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111157271.4
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113900140B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳剛;鮮成鋼;王小軍;郭旭光;趙楊;高陽;王振林;黃立良;吳寶成
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（北京）
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 謝斌

1.一種基于時空組合的地震數(shù)據(jù)優(yōu)化的方法，其特征在于，包括：

獲取地震疊后純波數(shù)據(jù)和地震疊后成果數(shù)據(jù)；

建立三維地震卡爾曼濾波模型，包括三維地震橫向空間卡爾曼濾波模型和三維地震縱向空間卡爾曼濾波模型；

其中，建立所述三維地震橫向空間卡爾曼濾波模型具體包括以下步驟：

步驟B11：通過橫向空間上地震道的狀態(tài)轉(zhuǎn)換方程計算濾波第k道的狀態(tài)值其表達(dá)式為：

式中，為濾波第k道的狀態(tài)值，為矩陣形式；A_k為橫向濾波狀態(tài)變換矩陣，其為單位矩陣，作為聯(lián)系第k道與k-1、k+1、k-numcmp，k+numcmp道的中間量；上角標(biāo)S為狀態(tài)的標(biāo)志；下角標(biāo)k為地震道的序號，k為大于1的整數(shù)；X_k-1和X_k+1分別是主測線上地震剖面的第k-1和k+1道；X_k-numcmp和X_k+numcmp分別為地震剖面第k道所在主測線的相鄰測線的第k-numcmp和k+numcmp道；numcmp是聯(lián)絡(luò)測線數(shù)，且k＞numcmp；W_k為橫向濾波狀態(tài)轉(zhuǎn)換誤差；

步驟B12：通過地震道的測量方程計算地震道第k道的測量值其表達(dá)式為

式中，表示地震道第k道的測量值；表示地震道第k道的真實值；V_k為橫向濾波測量誤差，其中橫向濾波測量誤差V_k＝橫向濾波狀態(tài)轉(zhuǎn)換誤差W_k；

步驟B13：計算地震剖面第k道X_k對應(yīng)的濾波第k道的標(biāo)準(zhǔn)差P_k，其表達(dá)式為：

當(dāng)k＝2時，地震剖面第2道P₂為濾波第2道的狀態(tài)值的標(biāo)準(zhǔn)差；

當(dāng)k≥3時，地震剖面第k道X_k對應(yīng)的濾波第k道的標(biāo)準(zhǔn)差P_k的更新方程組為：

式中，P_k是地震剖面第k道對應(yīng)的濾波第k道的標(biāo)準(zhǔn)差，為矩陣形式；P_k-1是地震剖面第k-1道對應(yīng)的濾波第k-1道地震道的標(biāo)準(zhǔn)差；是橫向濾波狀態(tài)變換矩陣A_k的轉(zhuǎn)置矩陣；R_k為濾波第k道的標(biāo)準(zhǔn)差P_k更新過程中的誤差的標(biāo)準(zhǔn)差；std表示取標(biāo)準(zhǔn)差，X_k+1是主測線上地震剖面k+1道，X_k-1是主測線上地震剖面第k-1道，X_k-numcmp為地震剖面第k道所在主測線的相鄰測線的第k-numcmp道，X_k+numcmp分別為第k道所在主測線的相鄰測線的第k+numcmp道；

步驟B14：根據(jù)濾波第k道的狀態(tài)值地震道第k道的測量值和地震剖面第k道X_k對應(yīng)的第k道的標(biāo)準(zhǔn)差P_k，對地震剖面的第k道X_k進(jìn)行最優(yōu)化計算；

其中，地震剖面第k道X_k的最優(yōu)化計算方程組為：

式中，為地震剖面第k道X_k優(yōu)化后的地震道，為濾波第k道的狀態(tài)值，表示濾波第k道的測量值；Kg_k為橫向濾波的卡爾曼增益；Q_k為地震道第k道地震數(shù)據(jù)與相鄰地震數(shù)據(jù)道之間的標(biāo)準(zhǔn)差，其中沉積巖地層的地震相鄰道之間的差異可近似看成平穩(wěn)的隨機高斯白噪聲；std表示取標(biāo)準(zhǔn)差，X_k+1是主測線上地震剖面中的k+1道，X_k-1是主測線上地震剖面中的第k-1道，X_k-numcmp為地震剖面第k道所在主測線的相鄰測線的第k-numcmp道，X_k+numcmp分別為地震剖面第k道所在主測線的相鄰測線的第k+numcmp道；X_k表示地震剖面的第k道；

步驟B15：更新地震剖面第k道對應(yīng)的濾波第k道的標(biāo)準(zhǔn)差P_k；

步驟B16：重復(fù)步驟B11至步驟B15，直至完成三維地震橫向空間卡爾曼濾波模型的建立；

建立所述三維地震縱向空間卡爾曼濾波模型具體包括以下步驟：

步驟B21：通過縱向空間上地震采樣時間點上切片的狀態(tài)轉(zhuǎn)換方程計算三維地震數(shù)據(jù)體第t時刻數(shù)據(jù)狀態(tài)

步驟B22：通過地震數(shù)據(jù)t時刻切片的測量方程計算地震t時刻切片的測量值

步驟B23：計算三維地震數(shù)據(jù)體t時刻切片的地震數(shù)據(jù)S_t的標(biāo)準(zhǔn)差PT_t；

步驟B24：根據(jù)三維地震數(shù)據(jù)體第t時刻數(shù)據(jù)狀態(tài)地震數(shù)據(jù)t時刻切片的測量值和三維地震數(shù)據(jù)體t時刻切片的地震數(shù)據(jù)S_t對應(yīng)的t時刻切片的地震數(shù)據(jù)S_t的標(biāo)準(zhǔn)差PT_t，對三維地震數(shù)據(jù)體t時刻切片的地震數(shù)據(jù)S_t進(jìn)行最優(yōu)化計算；

其中，三維地震數(shù)據(jù)體第t時刻切片的地震數(shù)據(jù)S_t最優(yōu)化計算方程組為：

式中，為三維地震數(shù)據(jù)體第t時刻切片的地震數(shù)據(jù)優(yōu)化后的地震時間切片；為三維地震數(shù)據(jù)體第t時刻切片的地震數(shù)據(jù)的狀態(tài)值；為三維地震數(shù)據(jù)體t時刻切片的測量值；KgT_t為縱向濾波的卡爾曼增益；AT_t^T是縱向濾波狀態(tài)變換矩陣AT_t的轉(zhuǎn)置矩陣；QT_t為地震數(shù)據(jù)第t時刻與相鄰地震數(shù)據(jù)時間切片之間的標(biāo)準(zhǔn)差，其中沉積巖地層的地震相鄰道之間的差異可近似看成平穩(wěn)的隨機高斯白噪聲；stdT表示取標(biāo)準(zhǔn)差，S_t-1是三維地震數(shù)據(jù)體第t-1時刻的時間切片；S_t+1是三維地震數(shù)據(jù)體第t+1時刻的時間切片；S_t為三維地震數(shù)據(jù)體第t時刻時間切片；

步驟B25：更新三維地震數(shù)據(jù)體t時刻切片的地震數(shù)據(jù)S_t的標(biāo)準(zhǔn)差PT_t；

步驟B26：重復(fù)步驟B21至步驟B25，直至完成三維地震縱向空間卡爾曼濾波模型的建立；

將所述地震疊后純波數(shù)據(jù)和所述地震疊后成果數(shù)據(jù)代入所述三維地震橫向空間卡爾曼濾波模型中，先分別完成三維地震橫向空間兩次濾波迭代，再分別代入所述三維地震縱向空間卡爾曼濾波模型，進(jìn)行三維地震縱向空間的一次濾波迭代，分別獲得地震疊后純波數(shù)據(jù)的一次時空組合值和地震疊后成果數(shù)據(jù)的一次時空組合值；

將地震疊后純波數(shù)據(jù)的一次時空組合值和地震疊后成果數(shù)據(jù)的一次時空組合值代入所述三維地震卡爾曼濾波模型，進(jìn)行多次迭代，分別獲得地震疊后純波數(shù)據(jù)的多次時空組合值和地震疊后成果數(shù)據(jù)的多次時空組合值。