基于粘彈介質(zhì)模型的極淺層吸收補(bǔ)償方法
【專利說(shuō)明】基于粘彈介質(zhì)模型的極淺層吸收補(bǔ)償方法
[0001] 方法領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及地震資料處理方法領(lǐng)域，特別是涉及到一種基于粘彈介質(zhì)模型的極淺 層吸收補(bǔ)償方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 現(xiàn)有的地震資料處理方法中對(duì)地震波進(jìn)行吸收能量補(bǔ)償主要應(yīng)用反Q濾波，反Q 濾波目前的手段和精度仍然存在一定的局限性。首先要求地層精確的Q值，這一點(diǎn)是難以 做到的；其次，反Q濾波所補(bǔ)償?shù)母哳l成份信噪比可能較低，因而只能做部分補(bǔ)償；另外，由 于缺少地層對(duì)地震波的吸收機(jī)制的研究，反Q濾波的數(shù)學(xué)方法不夠嚴(yán)密。近年來(lái)，研究人 員利用VSP資料得到井附近比較準(zhǔn)確的地層Q值，通過(guò)反Q濾波使地震資料的分辨率得到 提高，取得令人鼓舞的成果，使人們看到了地震資料頻率和振幅補(bǔ)償?shù)闹匾?，但是這種方 法有兩方面的不足：其一是，只能對(duì)井附近的地震資料有效，其應(yīng)用范圍有限；其二是，由 于極淺層低降速帶結(jié)構(gòu)疏松，具有極低的Q值，因此在地震波傳播的過(guò)程中，低降速帶對(duì)地 震波能量的吸收占整個(gè)吸收的主要部分，而反Q濾波無(wú)法針對(duì)低降速帶地層的吸收進(jìn)行補(bǔ) 償。
[0004] 針對(duì)極淺層低降速帶的吸收問(wèn)題，我們對(duì)極淺層低降速帶的吸收機(jī)制進(jìn)行了深入 研究，確定了低降速帶的介質(zhì)類型，利用微測(cè)井資料反演低降速帶的Q值，根據(jù)Q與V相對(duì) 穩(wěn)定的統(tǒng)計(jì)關(guān)系，結(jié)合成熟的低降速帶速度反演方法，求取了較為準(zhǔn)確的低降速帶Q值分 布，創(chuàng)新性地提出了利用粘彈波動(dòng)方程波場(chǎng)延拓實(shí)現(xiàn)極淺層吸收衰減補(bǔ)償?shù)姆椒?，?jīng)過(guò)理 論模型的驗(yàn)證和實(shí)際資料的應(yīng)用，均取得了理想的效果和效率。這種新的極淺層吸收補(bǔ)償 方法是提高地震資料分辨率的有效手段，將成為處理極淺層低降速帶對(duì)地震資料影響的新 方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種有效的補(bǔ)償被極淺層吸收的特別是高頻成分的地震波 能量，同時(shí)拓寬地震資料有效頻帶、提高地震資料分辨率的基于粘彈介質(zhì)模型的極淺層吸 收補(bǔ)償方法。
[0006] 本發(fā)明可通過(guò)如下方法措施來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0007] 1)對(duì)微測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，利用直達(dá)波初至?xí)r間與激發(fā)深度計(jì)算微測(cè)井處極淺層 低降速帶速度結(jié)構(gòu)；
[0008] 2)利用頻譜比法獲取單點(diǎn)極淺層低降速帶Q值，即對(duì)微測(cè)井相鄰兩炮的接收記錄 截?cái)嘀边_(dá)波，通過(guò)對(duì)兩者直達(dá)波頻譜的差進(jìn)行擬合得到兩個(gè)炮點(diǎn)之間地層的Q值，將所有 炮點(diǎn)逐個(gè)計(jì)算即可得到該點(diǎn)極淺層低降速帶Q值；
[0009] 3)擬合由微測(cè)井計(jì)算的極淺層低降速帶速度v和Q值，得到Q與速度v的關(guān)系公 式，該公式具體形式與所應(yīng)用的地區(qū)有關(guān)；
[0010] 4)拾取反射地震數(shù)據(jù)上的直達(dá)波初至?xí)r間，并利用微測(cè)井進(jìn)行約束層析反演，得 到極淺層低降速帶速度模型；
[0011] 5)將步驟3中的Q與速度V的關(guān)系公式應(yīng)用到步驟4中的極淺層低降速帶速度模 型，得到全區(qū)極淺層低降速帶Q體模型；
[0012] 6)利用粘彈波動(dòng)方程數(shù)值解法，對(duì)疊前數(shù)據(jù)通過(guò)粘彈波動(dòng)方程延拓將地表接收的 地震記錄延拓到高速層頂，實(shí)現(xiàn)疊前極淺層低降速帶吸收補(bǔ)償；
[0013] 7)采用通常的方法繪制出補(bǔ)償后的地震剖面，進(jìn)行頻譜分析。
[0014] 上述方案進(jìn)一步包括：
[0015] 8)重復(fù)步驟6和步驟7,修改參數(shù)達(dá)到滿意的效果；
[0016] 9)可視需要，再對(duì)經(jīng)疊后處理的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行粘彈波動(dòng)方程延拓，實(shí)現(xiàn)疊后極淺 層低降速帶吸收補(bǔ)償。
[0017] 本發(fā)明還通過(guò)以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)：
[0018] 所述步驟2)中頻譜比法的具體流程為：對(duì)直達(dá)波信號(hào)的截?cái)帱c(diǎn)選在第二周 期的波谷處，即1.25個(gè)周期，而不是波谷前的零線處，同時(shí)采用流動(dòng)窗長(zhǎng)法，保證各個(gè) 信號(hào)的截?cái)嘈问揭恢拢员苊獠ㄗV畸變和保證穩(wěn)定Q估計(jì)；之后計(jì)算截取的兩個(gè)直達(dá) 波的對(duì)數(shù)譜的差，并確定擬合區(qū)間進(jìn)行直線擬合，計(jì)算出Q值。這里用到的擬合公式為 ,SAf) ^ TrAtf ln^yy=c+-^-，其中：si(f)、S2(f)分別為組、112的頻譜；(：為一常數(shù)汀為頻率； At=t2_tl〇
[0019] 所述步驟3中Q和v的擬合采用的是多項(xiàng)式擬合，得出的Q值與速度v的關(guān)系公 式。
[0020] 所述步驟4中微測(cè)井資料約束層析反演的方法主要是以基于微測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)建立的 低降速帶速度模型作為約束條件，與旅行時(shí)殘差一起構(gòu)成目標(biāo)函數(shù)，通過(guò)求解朗格朗日約 束的目標(biāo)函數(shù)最小二乘解。。
[0021] 所述步驟6中的粘彈波動(dòng)方程數(shù)值解法有以下幾種：裂步傅里葉法、裂步傅里葉 加插值法、相移法、相移加插值法、傅里葉有限差分法等，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。
[0022] 所述步驟6中的粘彈波動(dòng)方程延拓算法的實(shí)現(xiàn)是基于MPI消息傳遞機(jī)制、同構(gòu)機(jī) 模式的并行算法。
[0023] 本發(fā)明中的粘彈性波動(dòng)方程極淺層低降速帶吸收補(bǔ)償方法與常規(guī)的反Q濾波相 t匕，建立的極淺層低降速帶Q模型更加精確可靠，所采用的補(bǔ)償方法對(duì)極淺層低降速帶更 有針對(duì)性，且給出了新的補(bǔ)償算子穩(wěn)定性條件，對(duì)補(bǔ)償過(guò)程中出現(xiàn)的不穩(wěn)定性給予了很好 的解決，同時(shí)程序?qū)崿F(xiàn)中應(yīng)用了并行化思想，提高了計(jì)算效率，具有很強(qiáng)的實(shí)用性，所得到 的地震剖面有效頻帶明顯拓寬，分辨率明顯得到提高。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1為實(shí)際微測(cè)井資料中截取的相鄰兩炮的直達(dá)波波形；
[0025] 圖2為圖1兩道數(shù)據(jù)的直達(dá)波頻譜之差的對(duì)數(shù)；
[0026] 圖3為對(duì)圖1所示數(shù)據(jù)在選擇的擬合區(qū)間內(nèi)進(jìn)行多項(xiàng)式擬合的結(jié)果；
[0027] 圖4為某一口微測(cè)井極淺層低降速帶Q值與v的擬合結(jié)果；
[0028] 圖5為微測(cè)井約束層析反演的低降速帶速度模型；
[0029] 圖6為根據(jù)圖4和圖5結(jié)果得到的極淺層低降速帶Q體模型的一張水平切片；
[0030] 圖7為補(bǔ)償前的疊加剖面；
[0031] 圖8為補(bǔ)償后的疊加剖面；
[0032] 圖9為補(bǔ)償前后振幅譜的對(duì)比。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 本發(fā)明總體技術(shù)方案是：
[0034] 1)對(duì)微測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，利用直達(dá)波初至?xí)r間與激發(fā)深度計(jì)算微測(cè)井處極淺層 低降速帶速度結(jié)構(gòu)；
[0035] 2)利用頻譜比法獲取單點(diǎn)極淺層低降速帶Q值，即對(duì)微測(cè)井相鄰兩炮的接收記錄 截?cái)嘀边_(dá)波，通過(guò)對(duì)兩者直達(dá)波頻譜的差進(jìn)行擬合得到兩個(gè)炮點(diǎn)之間地層的Q值，將所有 炮點(diǎn)逐個(gè)計(jì)算即可得到該點(diǎn)極淺層低降速帶Q值；
[0036] 3)擬合由微測(cè)井計(jì)算的極淺層低降速帶速度v和Q值，得到Q與速度v的關(guān)系公 式，該公式具體形式與所應(yīng)用的地區(qū)有關(guān)；
[0037] 4)拾取反射地震數(shù)據(jù)上的直達(dá)波初至?xí)r間，并利用微測(cè)井進(jìn)行約束層析反演，得 到極淺層低降速帶速度模型；
[0038] 5)將步驟3中的Q與速度v的關(guān)系公式應(yīng)用到步驟4中的極淺層低降