一种估计地震品质因子的方法技术

本发明专利技术公开了一种估计地震品质因子的方法，包括以下步骤：S1、获取叠后地震记录的地震反射数据，根据所述地震反射数据利用整形正则化和最小平方反演技术得到光滑的局部时频振幅谱；S2、根据所述局部时频振幅谱计算得到基于雷克子波分解的峰值频率；S3、根据所述雷克子波峰值频率与品质因子Q值的关系估计地震衰减品质因子。本发明专利技术的有益效果为：可以避免地震噪声、反射相干等的影响，提高获得的品质因子的稳定性、可靠性和精确度。

A method for estimating seismic quality factor

The invention discloses a method for estimating seismic quality factors, which comprises the following steps: S1, acquiring seismic reflection data of post-stack seismic records, obtaining smooth local time-frequency amplitude spectrum by using shaping regularization and least square inversion technique according to the seismic reflection data, S2, and calculating the local time-frequency amplitude spectrum according to the local time-frequency amplitude spectrum. To the peak frequency based on the decomposition of the Rake wavelet; S3, the seismic attenuation quality factor is estimated according to the relationship between the peak frequency of the Rake wavelet and the Q value of the quality factor. The invention has the advantages of avoiding the influence of seismic noise, reflection coherence, etc., and improving the stability, reliability and accuracy of the quality factor obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种估计地震品质因子的方法
本专利技术涉及地震信号处理
，尤其涉及一种估计地震品质因子的方法。
技术介绍
地震波在实际地层介质中传播，几何扩散、透射、反射损失以及介质的非完全弹性均会引起地震波的衰减。而介质的非完全弹性引起的固有衰减与地层内部结构特征，含流体性质(孔隙度、渗透率、饱和度等)密切相关，一般用品质因子Q描述。Q值在预测岩性、油气藏的位置和分布范围方面具有重要的意义，是一种非常有前景的地震属性。目前存在多种Q值估计方法，如子波或频谱模拟法，频谱比值法，上升时间法以及解析信号法等等。这些方法一般分为时间域和频率域的方法，由于依赖于频率的计算方法简单可靠，在地球物理勘探中得到了广泛的应用。局部时频变换通过最小平方反演的方法得到光滑的局部时频谱，为Q值估计提供了较好的时频谱值。但地震噪声、反射相干等均能影响局部时频谱特征，从而影响地震品质因子Q值估计的精度，因此，本申请实施例在时频谱基础上采用雷克子波分解提高Q值估计的稳定性和精度。
技术实现思路
本专利技术提供了一种估计地震品质因子的方法，可以避免地震噪声、反射相干等的影响，提高获得的品质因子的稳定性、可靠性和精确度。为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种估计地震品质因子的方法，包括以下步骤：S1、获取叠后地震记录的地震反射数据，根据所述地震反射数据利用整形正则化和最小平方反演技术得到光滑的局部时频振幅谱；S2、根据所述局部时频振幅谱计算得到基于雷克子波分解的峰值频率；S3、根据所述雷克子波峰值频率与品质因子Q值的关系估计地震衰减品质因子。其中，在本实施例中，所述的步骤S1中根据地震反射数据计算局部时频振幅谱，包括以下步骤：S11、在傅里叶变换基础上引入整形正则化方法，计算局部时频振幅谱，包括：将非稳态回归和傅里叶分析相结合，用时变的傅里叶系数定义时频谱，利用整形正则化约束时变傅里叶系数的连续性和光滑性；傅里叶变换可以表示为式中：Ck为傅里叶系数；Φk(x)为傅里叶基函数，如果频率是有限的，那么k的范围变为[0,N]，N＝kmax＝fmax/Δf,Ck为频率采样间隔，优化理论中，Ck可以由下面的最小平方问题求解式中，||.||2表示函数的L2范数；假设Ck随时间x变化，即为时间变量x的函数，定义傅里叶系数Ck(x)是时间x的函数，频率f的范围是零到尼奎斯特频率之间，上述最小平方问题在数学上是病态的，因为它是欠定的最小平方问题：未知量的个数远远大于约束条件的个数，考虑约束系数Ck(x)具有某种特性，如光滑性，因此式中R表示整形正则化算子，整形正则化提供了一种简便的迭代优化算法，可以稳定的求解反问题，一般选择高斯光滑算子为整形正则化算子，其光滑半径是可调的参数，控制着系数Ck(x)的光滑程度；通过扩展上述方程，可逆的局部时频变换有如下的形式其中，在本实施例中，所述的步骤S2中根据局部时频振幅谱计算得到基于雷克子波分解的峰值频率，包括以下步骤：S22、将地震时频谱表示为一系列不同雷克子波分量的和其中d(t,f)是地震道的时频谱，ai(t)和mi(t)分别是第i个雷克频谱分量的振幅和峰值频率，其频谱分量可表示为该模型是雷克子波频谱的一个线性组合，包含非线性函数并由多个参数决定，为了估算雷克子波频谱，需要求系数a＝{a1,a2,...,an}以及m＝{m1,m2,...,mn}，可以通过如下的最优化最小二乘估计其中，在本实施例中，所述的步骤S3中根据雷克子波峰值频率与品质因子Q值的关系估计地震衰减品质因子，包括以下步骤：S31、根据雷克子波的振幅谱其中m为Ricker子波的峰值频率，对频率求导得地震波传播时间t后瞬时频谱为A(f,t)＝G(t)F(f)exp(-πftQ-1),其中Q为品质因子，G(t)是与传播和衰减无关的因子(，对上式频率求导可以得到F′(f)＝πtF(f)Q-1通过联立上述方程可以得到其中fp表示接收的直达波的峰值频率；得到累计Q的估计方法后，若要得到最终层Q值，可通过下面的公示得到其中Tn和Tn-1分别为不同的观测时刻，Qn和Qn-1分别为Tn和Tn-1出的累计Q值，Qn'为第n层的层Q值。本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：可以避免地震噪声、反射相干等的影响，提高获得的品质因子的稳定性、可靠性和精确度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本说明书提供的一个实施例中模拟的衰减的地震道(a)及做自动增益后的显示图(b)；图2为本说明书提供的一个实施例中模拟地震道的局部时频谱(a)及雷克子波分解模拟的谱(b)；图3为本说明书提供的一个实施例中估计得到的Q值(虚线)及理论的Q值(实线)；图4为本说明书提供的一个实施例中实际叠后地震数据；图5为本说明书提供的一个实施例中实际数据估计得到的Q值。具体实施方式为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。本实施例所述的一种估计地震品质因子的方法，包括以下步骤：S1、获取叠后地震记录的地震反射数据，根据所述地震反射数据利用整形正则化和最小平方反演技术得到光滑的局部时频振幅谱；S2、根据所述局部时频振幅谱计算得到基于雷克子波分解的峰值频率；S3、根据所述雷克子波峰值频率与品质因子Q值的关系估计地震衰减品质因子。在本说明书的一个实施例中，将非稳态回归和傅里叶分析相结合，用时变的傅里叶系数定义时频谱，利用整形正则化约束时变傅里叶系数的连续性和光滑性。傅里叶变换可以表示为式中：Ck为傅里叶系数；Φk(x)为傅里叶基函数。如果频率是有限的，那么k的范围变为[0,N]，N＝kmax＝fmax/Δf,Ck为频率采样间隔。在优化理论中，Ck可以由下面的最小平方问题求解式中，||.||2表示函数的L2范数；假设Ck随时间x变化，即为时间变量x的函数，定义傅里叶系数Ck(x)是时间x的函数。频率f的范围是零到尼奎斯特频率之间。在实际应用中，频率范围可以根据具体的实际问题给出。上述最小平方问题在数学上是病态的，因为它是欠定的最小平方问题：未知量的个数远远大于约束条件的个数。为解决这一病态问题，考虑约束系数Ck(x)具有某种特性，如光滑性。因此式中R表示整形正则化算子。整形正则化提供了一种简便的迭代优化算法，可以稳定的求解反问题，一般选择高斯光滑算子为整形正则化算子，其光滑半径是可调的参数，控制着系数Ck(x)的光滑程度。通过扩展上述方程，可逆的局部时频变换有如下的形式局部时频变换中参数光滑半径是一个控制模型(时频变换的系数)光滑程度的参数，而窗口傅里叶变换和S变换的窗函数是数据域的参数，通过把数据(原始输入信号)分为不同时刻的窗口完成局部性分析。局部时频变换也不同于小波类时频分析方法，它是Fourier分析的简单扩展，基函数的选取与其它小波类时频分析方法不同。获得局部时频变换后，利用雷克子波分解技术获得分解后的频谱和峰值频率。具体实施如下：将地震时频谱表示为一系列不同雷克子波分量的和其中d(t,f)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种估计地震品质因子的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取叠后地震记录的地震反射数据，根据所述地震反射数据利用整形正则化和最小平方反演技术得到光滑的局部时频振幅谱；S2、根据所述局部时频振幅谱计算得到基于雷克子波分解的峰值频率；S3、根据所述雷克子波峰值频率与品质因子Q值的关系估计地震衰减品质因子。

【技术特征摘要】
1.一种估计地震品质因子的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取叠后地震记录的地震反射数据，根据所述地震反射数据利用整形正则化和最小平方反演技术得到光滑的局部时频振幅谱；S2、根据所述局部时频振幅谱计算得到基于雷克子波分解的峰值频率；S3、根据所述雷克子波峰值频率与品质因子Q值的关系估计地震衰减品质因子。2.根据权利要求1所述的一种估计地震品质因子的方法，其特征在于，所述的步骤S1中根据地震反射数据计算局部时频振幅谱，包括以下步骤：S11、在傅里叶变换基础上引入整形正则化方法，计算局部时频振幅谱，包括：将非稳态回归和傅里叶分析相结合，用时变的傅里叶系数定义时频谱，利用整形正则化约束时变傅里叶系数的连续性和光滑性；傅里叶变换可以表示为式中：Ck为傅里叶系数；Φk(x)为傅里叶基函数，如果频率是有限的，那么k的范围变为[0,N]，N＝kmax＝fmax/Δf,Ck为频率采样间隔，优化理论中，Ck可以由下面的最小平方问题求解式中，||.||2表示函数的L2范数；假设Ck随时间x变化，即为时间变量x的函数，定义傅里叶系数Ck(x)是时间x的函数，频率f的范围是零到尼奎斯特频率之间，上述最小平方问题在数学上是病态的，因为它是欠定的最小平方问题：未知量的个数远远大于约束条件的个数，考虑约束系数Ck(x)具有某种特性，如光滑性，因此式中R表示整形正则化算子，整形正则化提供了一种简便的迭代优化算法，可以稳定的求解反问题，一般选择高斯光滑算子为整形正则化算子，其光滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘仕友，张迎朝，邓勇，孙万元，李洋森，
申请(专利权)人：中国海洋石油集团有限公司，中海石油中国有限公司湛江分公司，
类型：发明
国别省市：北京,11