一种显著反射界面自动提取方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了一种显著反射界面自动提取方法及系统，该方法包括：对地震资料反射波采用稀疏脉冲反褶积得到稀疏的反射系数脉冲序列；基于小波变换的奇异性属性提取反射系数的奇异性指数特征；基于所述奇异性指数特征，获取地震显著反射界面的唯一位置。本发明专利技术的方法提高显著反射界面提取的效率，为构造解释项目的运行节约成本，提高市场效益。

A Method and System for Automatic Extraction of Significant Reflective Interfaces

The invention provides an automatic method and system for extracting salient reflection interface, which includes: using sparse pulse deconvolution to obtain sparse reflection coefficient pulse sequence for seismic data reflection wave; extracting the singularity index characteristics of reflection coefficient based on the singularity attribute of wavelet transform; and obtaining the unique position of seismic salient reflection interface based on the singularity index characteristics. The method of the invention improves the efficiency of extracting the significant reflection interface, saves the cost for the operation of the construction interpretation project and improves the market benefit.

【技术实现步骤摘要】
一种显著反射界面自动提取方法及系统
本专利技术属于本专利技术属于地震资料解释领域，具体涉及显著反射界面自动提取方法及系统，可应用于石油地球物理勘探中的地震数据处理。
技术介绍
显著反射界面是指不与其它反射波发生干涉的强反射波界面。在地震资料构造解释中确定显著反射界面位置，正确追踪显著反射界面尤为重要，特别是在精细层位标定中，显著反射界面识别的精度直接影响层位标定以及后续解释工作的准确度。显著反射界面的提取目前多是利用人工手动直接在地震剖面上进行解释，对于二维工区或者是小三维地震资料数据，人工手动识别的方法是可行有效。但是对于海量数据的解释，人工识别的方法效率低，占据了整个构造解释周期的一半甚至更多，对于短周期的项目运作造成时间规划上阻碍。通过计算机直接从地震数据中拾取波峰或者波谷通常由于地震波形的非平滑性出现不准确和多解情况。目前计算机水平不断提高，充分利用计算机计算效率高的优势，并结合有效的显著反射界面识别的理论依据，发展显著反射界面计算机自动拾取技术具有重要的研究意义和实际应用价值。
技术实现思路
针对人工识别显著反射界面工作效率低的特点，本专利技术首先对地震资料反射波采用稀疏脉冲反褶积消除地震子波影响，得到稀疏反射系数脉冲序列，利用基于小波变换的奇异性属性提取方法研究反射系数奇异性特征，结合地震资料约束，获取唯一的地震显著反射界面位置，提高显著反射界面提取的效率，为构造解释项目的运行节约成本，提高市场效益。根据本专利技术的一个方面，提供一种显著反射界面自动提取方法，该方法包括：对地震资料反射波采用稀疏脉冲反褶积得到稀疏的反射系数脉冲序列；基于小波变换的奇异性属性提取反射系数的奇异性指数特征；基于所述奇异性指数特征，获取地震显著反射界面的唯一位置。进一步地，对地震资料反射波采用稀疏脉冲反褶积得到稀疏的反射系数脉冲序列包括：建立稀疏脉冲反褶积目标函数，近似的反射系数表示为：rδ＝w-1sδ，对稀疏脉冲反褶积目标函数求解：rδk＝(GTG+μQk-1)-1GTd其中，Qk-1＝Q(mk-1)式中，rδ表示近似的反射系数，w表示地震子波，sδ表示近似的地震信号，w-1是逆算子，G表示正演算子，d表示观测数据，Q为约束项，是由协方差构成的对角矩阵，决定了反演解的稀疏性，μ为稀疏约束系数，μ越大，反演解越趋近于零，反演结果越稀疏，m为反射系数，上标k表示反演迭代次数。进一步地，通过振幅能量对反射系数进行约束和修正：|rδ|为反射系数取绝对值，符号&表示逻辑‘与’计算，为能量约束后的反射系数，δ(x)为脉冲函数，当满足|rδ|≥rT时，得到x＝1，脉冲函数值为1。进一步地，对反射系数通过小波变换进行多尺度分解，经过小波变换所得的系数C{r}(σ,τ)表示如下：其中为morlet小波基函数，σ为尺度，符号*为卷积，且进一步地，利用最小二乘拟合求解奇异性指数：log|C{r}(σ,τ)|≤logb+αlogσ|C{r}(σ,τ)|为小波变换系数的绝对值，log为取自然对数，α值的上界就是此信号的奇异性指数，b为常数。进一步地，α越大表示奇异性越强，强奇异性指数值对应的位置指示了显著反射界面的唯一位置。进一步地，稀疏脉冲反褶积是从有噪音的地震道中计算出具有稀疏分布特征的反射系数的振幅和时间。进一步地，小波变换系数C{r}(σ,τ)中的局部极大值点组成小波变换模极大值线WTMML，采用最小二乘法对上式进行拟合，收敛于极大值线的斜率就是α的值。根据本专利技术另一方面，提供一种显著反射界面自动提取系统，该系统包括：存储器，存储有计算机可执行指令；处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：对地震资料反射波采用稀疏脉冲反褶积得到稀疏的反射系数脉冲序列；基于小波变换的奇异性属性提取反射系数的奇异性指数特征；基于所述奇异性指数特征，获取地震显著反射界面的唯一位置。本专利技术建立了一套显著反射界面计算机自动拾取技术。利用稀疏脉冲反褶积降低地震资料反射波中地震子波影响，获得稀疏反射系数脉冲序列，利用基于小波变换的奇异性属性提取方法研究反射系数奇异性特征，结合地震资料约束，获取唯一的地震显著反射界面位置，提高显著反射界面提取的效率和精度。通过一维理论模型和实际数据对本专利技术的基于稀疏脉冲反褶积的显著反射界面提取方法进行了验证，并将该技术应用于二维实际资料的显著反射界面提取。模型和实际资料应用表明该专利技术能够取得理想效果。附图说明通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1显示了根据本专利技术一个实施例的方法处理流程图。图2显示了根据本专利技术一个实施例的地震数据及其小波域多尺度特征。图3显示了根据本专利技术一个实施例的模型数据显著反射界面提取效果。图4显示了根据本专利技术一个实施例的实际数据显著反射界面提取。图5显示了根据本专利技术一个实施例的二维实际数据显著反射界面提取。图6示出了本专利技术的显著反射界面自动提取方法的流程图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。显著反射界面或者构造界面在地震资料解释中占据重要地位。针对人工识别显著反射界面工作效率低以及反射界面表征不确定的特点，本专利技术建立了一套显著反射界面计算机自动拾取技术。本专利技术首先对地震资料反射波采用稀疏脉冲反褶积消除地震子波影响，得到稀疏反射系数脉冲序列，利用基于小波变换的奇异性属性提取方法研究反射系数奇异性特征，结合地震资料约束，获取唯一的地震显著反射界面位置，提高显著反射界面提取的效率，为构造解释项目的运行节约成本，提高市场效益。信号的表现形式是多种多样的，地震信号是其中一种信号，对于一个地震信号在数学表达上要满足以下条件：(1)函数至少存在一个极值点；(2)极值点的数目大于等于零点的数目；(3)满足稳定性条件，能量有限。因此要求地震子波为正负交替的短脉冲，具有衰减特征，在短时间内能量归于零。在实际所用的地震子波都满足这些条件，地震记录是反射系数与地震子波褶积的过程，这些条件对于地震反射也同样适用。显著反射界面提取重要的是其唯一性。地震反射波具有一定的时间宽度，需要将反射波信息用唯一的特征点进行描述。利用振幅极大值和相位相结合的方法能够提高地震资料显著反射界面提取的精度，但是该种方法受噪音影响严重。如图6所示，提供一种显著反射界面自动提取方法，该方法包括：对地震资料反射波采用稀疏脉冲反褶积得到稀疏的反射系数脉冲序列；基于小波变换的奇异性属性提取反射系数的奇异性指数特征；基于所述奇异性指数特征，获取地震显著反射界面的唯一位置。为了消除地震子波的影响，首先对地震资料反射波采用稀疏脉冲反褶积，得到稀疏反射系数脉冲序列。稀疏脉冲反褶积实际上就是利用反褶积原理，从有噪音的地震道中计算出具有稀疏分布特征的反射系数的振幅和时间。地震信号st可以通过地震子波wt和时间域的反射系数rt通过褶积得到：st＝wt*rt(1-1)表示为离散形式：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种显著反射界面自动提取方法，其特征在于，该方法包括：对地震资料反射波采用稀疏脉冲反褶积得到稀疏的反射系数脉冲序列；基于小波变换的奇异性属性提取反射系数的奇异性指数特征；基于所述奇异性指数特征，获取地震显著反射界面的唯一位置。

【技术特征摘要】
1.一种显著反射界面自动提取方法，其特征在于，该方法包括：对地震资料反射波采用稀疏脉冲反褶积得到稀疏的反射系数脉冲序列；基于小波变换的奇异性属性提取反射系数的奇异性指数特征；基于所述奇异性指数特征，获取地震显著反射界面的唯一位置。2.根据权利要求1所述的显著反射界面自动提取方法，其特征在于，对地震资料反射波采用稀疏脉冲反褶积得到稀疏的反射系数脉冲序列包括：建立稀疏脉冲反褶积目标函数，近似的反射系数表示为：rδ＝w-1sδ，对稀疏脉冲反褶积目标函数求解：rδk＝(GTG+μQk-1)-1GTd其中，Qk-1＝Q(mk-1)式中，rδ表示近似的反射系数，w表示地震子波，sδ表示近似的地震信号，w-1是逆算子，G表示正演算子，d表示观测数据，Q为约束项，是由协方差构成的对角矩阵，决定了反演解的稀疏性，μ为稀疏约束系数，μ越大，反演解越趋近于零，反演结果越稀疏，m为反射系数，上标k表示反演迭代次数。3.根据权利要求2所述的显著反射界面自动提取方法，其特征在于，通过振幅能量对反射系数进行约束和修正：|rδ|为反射系数取绝对值，符号&表示逻辑‘与’计算，为能量约束后的反射系数，δ(x)为脉冲函数，当满足|rδ|≥rT时，得到x＝1，脉冲函数值为1。4.根据权利要求3所述的显著反射界面自动提取方法，其特征在于，对反射系数通过小波变换进行多尺度分解，经过小...

【专利技术属性】
技术研发人员：何兵红，胡光辉，孙思宇，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11