一種基于地震數(shù)據(jù)瞬時(shí)屬性的強(qiáng)振幅屏蔽層剔除方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于油氣勘探中地震資料分析與處理領(lǐng)域，涉及一種地震數(shù)據(jù)處理方法， 具體地說(shuō)，是關(guān)于一種基于地震數(shù)據(jù)瞬時(shí)屬性的強(qiáng)振幅屏蔽層剔除方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 實(shí)際地震剖面中往往存在強(qiáng)反射軸，如強(qiáng)生物灰?guī)r反射，強(qiáng)煤層反射等，他們都是 由于反射層上下地層的波阻抗差異過(guò)大形成的，而由于這些強(qiáng)振幅同相軸的振幅過(guò)大，相 對(duì)來(lái)講其下方同相軸能量就會(huì)相對(duì)變?nèi)酰@就是強(qiáng)振幅能量同相軸對(duì)弱振能量幅同相軸的 屏蔽作用。在地震資料解釋中，傳統(tǒng)描述強(qiáng)振幅屏蔽層下方薄儲(chǔ)層的方法是在薄儲(chǔ)層段選 取時(shí)窗進(jìn)行屬性提取，從而直接進(jìn)行儲(chǔ)層描述和預(yù)測(cè)，但是由于強(qiáng)屏蔽層的覆蓋作用，傳統(tǒng) 方法的解釋結(jié)果不能突出下伏弱反射信息，儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的效果會(huì)受到較大的影響。如果能夠 將強(qiáng)振幅反射軸利用某種方法提取出來(lái)，那么在剔除強(qiáng)振幅反射軸后的剩余地震剖面中， 弱振幅反射軸的能量就會(huì)得到相對(duì)的增強(qiáng)。
[0003]目前對(duì)于剔除強(qiáng)振幅屏蔽軸的方法現(xiàn)有的均是基于多子波分解理論，常規(guī)地震信 號(hào)處理中所用的方法都是假設(shè)地震子波是單一固定的，這個(gè)理論假設(shè)與實(shí)際情況差距很 大，往往會(huì)帶來(lái)一些不可避免的問(wèn)題：基于該假設(shè)的地震記錄可能會(huì)使一些能量較弱的有 效信息丟失；同時(shí)在傳統(tǒng)濾波方法中由于干擾波和有效波的頻帶有重疊部分，在濾掉干擾 信號(hào)的同時(shí)，有效信號(hào)也會(huì)受到不同程度的衰減。多子波分解方法可以把地震道分解成不 同主頻、不同時(shí)間的子波集合，因此可以實(shí)現(xiàn)地震道在時(shí)頻域內(nèi)的分解，基于分解得到的子 波，針對(duì)不同的地質(zhì)體，可以選擇不同頻率的單一地震子波或某一頻段的子波集進(jìn)行地震 數(shù)據(jù)重構(gòu)，從而獲得重構(gòu)后新的地震剖面和數(shù)據(jù)體。
[0004]目前，已有多種方法可以實(shí)現(xiàn)多子波分解與重構(gòu)的操作，主要方法有短時(shí)傅里葉 變換、小波變換、S變換、Hilbert-Huang變換、匹配追蹤等。傅里葉變換利用信號(hào)在時(shí)間 域的信息來(lái)研究信號(hào)的頻譜特征，但是嚴(yán)格上說(shuō)，傅里葉變換只適用于平穩(wěn)信號(hào)，對(duì)地震 信號(hào)這樣一種非平穩(wěn)信號(hào)并不適用。小波變換克服了傅里葉變換在時(shí)域沒(méi)有分辨力的局 限，同時(shí)繼承了短時(shí)傅里葉變換具有局部化的特性，它在時(shí)間域和頻率域都有較好的局部 化性質(zhì)，能夠在選定時(shí)段內(nèi)將信號(hào)的振幅、相位、頻率等屬性刻畫(huà)出來(lái)，從二十時(shí)間末開(kāi)始， 小波變換被廣泛應(yīng)用于地震信號(hào)的處理中。Daubechies (1990)提出的小波標(biāo)架理論，朱光 明等人利用小波變換進(jìn)行一維濾波，Wang Zhengli等將小波變換道做內(nèi)插，高靜懷等人利 用小波變換提取信號(hào)的瞬時(shí)特征，李曙光等利用頻率域小波變換把地震信號(hào)分解為一系列 不同頻率的Morlet子波，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的多子波分解與重構(gòu)，而且計(jì)算速度較快，獲得了較高 的分辨率，分解重構(gòu)的結(jié)果能夠進(jìn)行高精度的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和流體識(shí)別等精細(xì)地質(zhì)解釋任務(wù)。 Mallat等（1993)首次提出了匹配追蹤算法，該算法最初基于Gabor時(shí)頻原子庫(kù)，能夠從冗 余原子庫(kù)中迭代選取時(shí)頻原子從而將信號(hào)進(jìn)行多子波分解，匹配追蹤算法能夠?qū)⒌卣鸬婪?解成主頻不同、時(shí)移不同、相位不同以及尺度不同的子波集合，從而可以實(shí)現(xiàn)地震道在時(shí)頻 域內(nèi)的精細(xì)分解。
[0005] 根據(jù)多子波分解與重構(gòu)的定義，可知若能將強(qiáng)振幅屏蔽層的子波從多子波分解后 的子波集合中剔除，將子波集中剩余的子波進(jìn)行重構(gòu)即可獲取剔除強(qiáng)振幅屏蔽層之后的地 震記錄?；谛〔ㄗ儞Q的多子波分解，利用小波變換理論，其正反變換本質(zhì)上都是一種褶積 運(yùn)算，因此基于小波的多子波分解算法，其重構(gòu)的地震記錄與原始地震數(shù)據(jù)會(huì)存在一定得 誤差；基于匹配追蹤多子波分解算法，能夠?qū)⒌卣鸬婪纸獬芍黝l不同、時(shí)移不同、相位不同 以及尺度不同的子波集合，匹配追蹤本質(zhì)上是一個(gè)冗余迭代的過(guò)程，其龐大的計(jì)算量一直 以來(lái)是制約該算法發(fā)展的一個(gè)重要原因。上述方法雖均能通過(guò)多子波分解將強(qiáng)屏蔽軸重構(gòu) 出來(lái)，但若僅將上述算法引入強(qiáng)振幅屏蔽軸剔除中，則其并沒(méi)有充分利用強(qiáng)振幅屏蔽軸能 量強(qiáng)，剖面上易分辨的特點(diǎn)，同時(shí)計(jì)算效率也較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 基于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于地震數(shù)據(jù)瞬時(shí) 屬性的強(qiáng)振幅屏蔽層剔除方法。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種基于地震數(shù)據(jù)瞬時(shí)屬性 的強(qiáng)振幅屏蔽層剔除方法，所述方法其特征在于，包括以下步驟：
[0008] 1)在疊后或偏移后疊加后數(shù)據(jù)上對(duì)強(qiáng)振幅屏蔽層同相軸進(jìn)行精細(xì)解釋；
[0009] 2)在疊后或偏移后疊加后數(shù)據(jù)上以步驟1)解釋好的屏蔽軸為中心，設(shè)計(jì)時(shí)窗，截 取時(shí)窗內(nèi)的地震數(shù)據(jù)；
[0010] 3)通過(guò)步驟1)解釋好的強(qiáng)振幅屏蔽層，獲取強(qiáng)振幅屏蔽層的時(shí)間和振幅信息，對(duì) 步驟2)截取的疊后或偏移疊加后的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行Hilbert變換，逐道獲取構(gòu)成強(qiáng)振幅屏蔽 層子波的頻率和相位，通過(guò)精細(xì)井震標(biāo)定工作提取平均子波的寬度，在Morlet子波的基礎(chǔ) 上結(jié)合已解釋的強(qiáng)振幅屏蔽層能量，逐道構(gòu)建近似于強(qiáng)振幅屏蔽層的子波；
[0011] 4)將疊加或偏移疊加后數(shù)據(jù)逐道與第3)步獲取的Morlet子波做差，將差值逐道 輸出作為剔除強(qiáng)振幅屏蔽層后的結(jié)果。
[0012] 所述步驟3)中，構(gòu)造近似強(qiáng)振幅屏蔽軸的Morlet小波，具體步驟包括：
[0013] ①逐道對(duì)通過(guò)步驟2)截取的疊加或偏移疊加數(shù)據(jù)，進(jìn)行Hilbert變換，對(duì)第j道 地震數(shù)據(jù)進(jìn)行Hilbert變換，構(gòu)建復(fù)地震道 S] (t)
[0015] 式中，Xj (t)為第j道地震數(shù)據(jù)（j = 1，2··· N)，巧〇：)為Xj (t)的Hilbert變換結(jié) 果；
[0016] ②逐道獲取步驟1)中解釋好的強(qiáng)振幅屏蔽軸的時(shí)間和振幅值，第j道地震數(shù)據(jù)振 幅值a,。作為構(gòu)建強(qiáng)振幅屏蔽層子波的振幅，以u(píng) ,。作為構(gòu)建強(qiáng)振幅屏蔽層子波的中心時(shí)移 時(shí)間；
[0017] ③通過(guò)S] (t)，獲取第j道地震信號(hào)的瞬時(shí)頻率和瞬時(shí)相位，并記錄下U]。處的瞬時(shí) 頻率和瞬時(shí)相位

[0020] 式中0j〇為瞬時(shí)相位，W j。為瞬時(shí)頻率；
[0021] ④結(jié)合測(cè)井資料，進(jìn)行井震標(biāo)定，并提取平均子波，根據(jù)平均子波與不同尺度 Morlet小波的相關(guān)系數(shù)，進(jìn)一步確定〇。；
[0022] ⑤利用獲取的中心時(shí)移時(shí)間Uj。以及U j。位置處所對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)頻率ω j。和瞬時(shí)相位 0j〇，構(gòu)建第j道強(qiáng)振幅屏蔽層位置處的Morlet子波，其表達(dá)式為
[0024] ⑥將步驟3)獲取的振幅值a。與第⑤步得到的Morlet小波相乘，獲取第j道的近 似強(qiáng)振幅屏蔽軸子波
[0025] P j (t) = aj0Xmj (t)
[0026] 所述步驟4)中，獲取剔除強(qiáng)振幅屏蔽層后的數(shù)據(jù)D，具體步驟為：
[0028] 本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)單，易于操 作，在仔細(xì)分析匹配追蹤多子波分解原理的基礎(chǔ)上，改進(jìn)每次迭代中構(gòu)造最佳Morlet子波 的方法，結(jié)合強(qiáng)振幅屏蔽軸在疊加或偏移后疊加剖面上能量強(qiáng)、易拾取的特點(diǎn)，將解釋的強(qiáng) 振幅屏蔽層的時(shí)間和振幅能量作為重構(gòu)強(qiáng)振幅屏蔽層子波的約束條件融入本發(fā)明，因此本 發(fā)明能夠更加便捷的從地震剖面上獲取準(zhǔn)確的強(qiáng)振幅屏蔽層子波的振幅和中心時(shí)移位置， 進(jìn)一步避免了尋求能量最大子波時(shí)拾取不準(zhǔn)，計(jì)算復(fù)雜的問(wèn)題；2、本發(fā)明避開(kāi)多子波分解 獲取強(qiáng)屏蔽軸子波的復(fù)雜計(jì)算方法，從井震標(biāo)定獲取的平均子波出發(fā)，來(lái)確定平均子波寬 度σ。，因此本發(fā)明能夠充分結(jié)合測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，提高確定強(qiáng)振幅屏蔽軸子波的效率；3、本發(fā)明 采用Morlet小波，Morlet小波是一種單頻復(fù)正弦調(diào)制高斯波，其時(shí)頻域都具有很好的局部 性?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，本發(fā)明能夠充分利用地震測(cè)井資料，將解釋工作融入疊后處理工作中， 可以有效剔除地震剖面上強(qiáng)振幅屏蔽層的干擾，使得強(qiáng)振幅屏蔽層下方的弱信號(hào)能量得到 一定得加強(qiáng)，有助于薄儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)。
【附圖說(shuō)明】
[0029] 圖1是本發(fā)明的流程示意圖；
[0030] 圖2是本發(fā)明為研究尺度參數(shù)與子波寬度之間關(guān)系所繪制的不同尺度參數(shù)子波 波形圖；
[0031] 圖3是本發(fā)明提取的井震標(biāo)定時(shí)用到的平均子波；
[0032] 圖4是本發(fā)明將提取的實(shí)際子波與不同尺度參數(shù)的小波進(jìn)行互相關(guān)的結(jié)果；
[0033] 圖5是本發(fā)明所要處理的已經(jīng)過(guò)精細(xì)解釋后的實(shí)際地震剖面；
[0034] 圖6是本發(fā)明剔除強(qiáng)振幅屏蔽層后的地震剖面；
[0035] 圖7是本發(fā)明在圖5已解釋好的層位的基礎(chǔ)上重構(gòu)的強(qiáng)振幅屏蔽層；
[0036] 圖8 (a)是本發(fā)明在圖5中標(biāo)注位置處的單道地震記錄；
[0037] 圖8 (b)是本發(fā)明在圖6中標(biāo)注位置處的單道地震記錄；
[0038] 圖9 (a)是本發(fā)明對(duì)圖8 (a)中單道地震數(shù)據(jù)進(jìn)行的時(shí)頻分析結(jié)果；
[0039] 圖9 (b)是本發(fā)明對(duì)圖8 (b)中單道地震數(shù)據(jù)進(jìn)行的時(shí)頻分析