地震子波的估计方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种地震子波的估计方法及系统，该方法包括：将观测炮记录和模拟炮记录的时间域地震子波转化至频率域地震子波；获取单频校正因子，并进行频率域地震子波的校正；基于校正后的频率域地震子波获取估计地震子波；基于估计地震子波建立全波形反演速度模型；当反演速度与测井速度的误差小于设定误差时，输出地震子波，否则，重复上述步骤。其优点在于：考虑了频带范围的影响，更适用于波动方程类的正演以及反演；有效的克服了观测炮记录与模拟炮记录之间因为子波不准确导致的旅行时差问题，提高了子波估计的精度；采用不同的反演策略，结合全波形反演速度建模，进一步提高了子波估计的准确性。

Estimation Method and System of Seismic Wavelet

The invention discloses an estimation method and system of seismic wavelet, which includes: converting the time domain seismic wavelet recorded by observation gun and simulated gun into frequency domain seismic wavelet; acquiring single frequency correction factor and correcting frequency domain seismic wavelet; acquiring estimated seismic wavelet based on corrected frequency domain seismic wavelet; establishing full waveform based on estimated seismic wavelet Inversion velocity model; when the error between inversion velocity and logging velocity is less than the set error, seismic wavelet is output, otherwise, repeat the above steps. Its advantages are: considering the influence of frequency band, it is more suitable for wave equation forward and inversion; effectively overcomes the travel time difference problem caused by inaccurate wavelet between observation gun records and simulation gun records, and improves the accuracy of wavelet estimation; different inversion strategies, combined with full waveform inversion velocity modeling, further improve the accuracy of wavelet estimation. Sex.

【技术实现步骤摘要】
地震子波的估计方法及系统
本专利技术涉及油气地震勘探领域，更具体地，涉及一种地震子波的估计方法及系统。
技术介绍
地震子波的估计对于地震数据预处理、全波形反演、叠后反演等具有重要的意义。常用的子波估计方法主要有确定性方法和统计性方法两大类：确定性子波估计方法主要利用了测井资料的信息。优点是该方法估计的子波较为准确；缺点是在地震勘探程度低，井资料较为缺乏的环境中，应用会受到极大的限制。另外，如果井震数据匹配得不好，往往会导致同一地区不同井之间估计的子波具有较大的差异。目前，确定性子波估计方法主要有：维纳滤波法、谱除法、贝叶斯法等。统计性子波估计方法是通过假设反射系数序列的分布满足某种统计规律，然后依据地震数据的统计特征估计子波。该方法的优点是由于地震资料各道的统计规律相对比较稳定，因此，估计出的子波具有较好的横向稳定性；其缺点是如果反射系数的统计规律与假设条件不符，估计出的子波精度较低。目前，统计性子波估计方法主要有：自相关法、地震记录谱平滑法、Z变换法、复赛谱法、高阶统计量法等。此外，以上两类方法在进行子波估计时没有考虑子波的频谱，估计的子波进行波动方程类的正演模拟时会产生较为严重的频散，影响模拟炮记录的质量。因此，有必要开发一种不受反射系数假设条件与测井信息的限制、能够有效克服频散的影响、得到较高子波精度的地震子波的估计方法及系统。公开于本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术提出了一种地震子波的估计方法及系统，其能够通过全波场的地震子波反演技术，获取精度更高的地震子波。根据本专利技术的一方面，提出了一种地震子波的估计方法，所述方法包括：将观测炮记录和模拟炮记录的时间域地震子波转化至频率域地震子波；基于所述频率域地震子波，获取单频校正因子，并进行所述频率域地震子波的校正；基于校正后的所述频率域地震子波获取估计地震子波；基于所述估计地震子波建立全波形反演速度模型；当反演速度与测井速度的误差小于设定误差时，输出所述地震子波，否则，重复上述步骤。优选地，通过对野外观测地震记录进行滤波处理和最小二乘时差校正技术进行时移校正获取所述观测炮记录。优选地，通过对初始地震子波进行波动方程正演模拟获取所述模拟炮记录。优选地，基于所述地震子波不同的时移量，求取归一化后的所述观测炮记录和所述模拟炮记录的方差最小值，获取全局最优的时移解，所述方差最小值为：式中，dobs为观测炮记录；ucal为模拟炮记录；τ为时移量；Emin为方差的最小值。优选地，通过傅里叶变换将观测炮记录和模拟炮记录的时间域地震子波转化至频率域地震子波。优选地，根据地震波场P(ω)与初始震源函数F(ω)之间的线性关系可得：P(ω,x)＝F(ω)G(ω,x)(2)用于震源估计的最小平方目标泛函数为：将式(2)代入(3)中，化简可得：式中，G(ω,x)为格林函数；GR为格林函数在检波点位置处的形式；α(ω)为单频校正因子；dobs为观测炮记录；ucal为模拟炮记录。优选地，将式(4)关于所述单频校正因子求导，所述单频校正因子为：进一步地，所述地震子的单频波校正因子等于偏移距范围内所有检波点校正因子的叠加，将所述单频校正因子进行行列式展开：式中，i为偏移距从小到大排列的检波点号。优选地，通过截取近偏移距直达波进行所述地震子波的估计和/或通过远偏移距进行所述地震子波的估计，通过所述全波形反演速度模型迭代更新所述地震子波的速度。优选地，所述设定误差为5％。根据本专利技术的另一方面，提出了一种地震子波的估计系统，所述系统包括：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：将观测炮记录和模拟炮记录的时间域地震子波转化至频率域地震子波；基于所述频率域地震子波，获取单频校正因子，并进行所述频率域地震子波的校正；基于校正后的所述频率域地震子波获取估计地震子波；基于所述估计地震子波建立全波形反演速度模型；基于所述全波形反演速度模型，满足速度精度要求，输出所述地震子波，否则，重复上述步骤。本专利技术的一种地震子波的估计方法及系统，其优点在于：采用波动方程类子波反演方法，考虑了频带范围的影响，更适用于波动方程类的正演以及反演；引入了最小二乘时差校正，有效的克服了观测炮记录与模拟炮记录之间因为子波不准确导致的旅行时差问题，提高了子波估计的精度；多尺度的子波估计方法针对不同的速度场，采用不同的反演策略，结合全波形反演速度建模，进一步提高了子波估计的准确性。本专利技术的方法和系统具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本专利技术的特定原理。附图说明通过结合附图对本专利技术示例性实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。图1示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的一种地震子波的估计方法的步骤的流程图。图2a和图2b分别示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的观测炮记录与模拟炮记录的示意图。图3示出了图2a和图2b经过最小二乘时差校正后的结果示意图。图4a和图4b分别示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的不精确初始速度场和精确初始速度场的模拟炮记录的示意图。图5示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的某一气枪的真实子波记录的示意图。图6示出了根据图5记录的真实子波经过气泡、去噪和零相位化处理后的结果示意图。图7示出了根据图5记录的真实子波的估计结果的示意图。图8示出了根据图7的多尺度子波估计流程中的全波形反演速度结果的示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术。虽然附图中显示了本专利技术的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本专利技术更加透彻和完整，并且能够将本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。本专利技术提出了一种地震子波的估计方法，该方法包括：将观测炮记录和模拟炮记录的时间域地震子波转化至频率域地震子波；基于频率域地震子波，获取单频校正因子，并进行频率域地震子波的校正；基于校正后的频率域地震子波获取估计地震子波；基于估计地震子波建立全波形反演速度模型；当反演速度与测井速度的误差小于设定误差时，输出地震子波，否则，重复上述步骤。其中，设定误差为5％。采用波动方程类子波反演方法，考虑了频带范围的影响，更适用于波动方程类的正演以及反演。作为优选方案，通过对野外观测地震记录进行滤波处理和最小二乘时差校正技术进行时移校正获取观测炮记录。其中，观测炮记录采用带通滤波器进行滤波，动圈式检波器灵敏度差、响应频率范围低，其检测的低频信号(小于5hz)的可信度不高，不适用于后续的处理以及反演工作，超出反演目标频带范围的高频信号，需要采用带通滤波器进行滤波。引入了最小二乘时差校正，有效的克服了观测炮记录与模拟炮记录之间因为子波不准确导致的旅行时差问题，提高了子波估计的精度。作为优选方案，通过对初始地震子波进行波动方程正演模拟获取模拟炮记录。波动方程正演模拟是反演类子波估计方法的基础，当进行子波估计时，观测炮记录与模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种地震子波的估计方法，其特征在于，所述估计方法包括：将观测炮记录和模拟炮记录的时间域地震子波转化至频率域地震子波；基于所述频率域地震子波，获取单频校正因子，并进行所述频率域地震子波的校正；基于校正后的所述频率域地震子波获取估计地震子波；基于所述估计地震子波建立全波形反演速度模型；当反演速度与测井速度的误差小于设定误差时，输出所述地震子波，否则，重复上述步骤。

【技术特征摘要】
1.一种地震子波的估计方法，其特征在于，所述估计方法包括：将观测炮记录和模拟炮记录的时间域地震子波转化至频率域地震子波；基于所述频率域地震子波，获取单频校正因子，并进行所述频率域地震子波的校正；基于校正后的所述频率域地震子波获取估计地震子波；基于所述估计地震子波建立全波形反演速度模型；当反演速度与测井速度的误差小于设定误差时，输出所述地震子波，否则，重复上述步骤。2.根据权利要求1所述的地震子波的估计方法，其中，通过对野外观测地震记录进行滤波处理和最小二乘时差校正技术进行时移校正获取所述观测炮记录。3.根据权利要求2所述的地震子波的估计方法，其中，通过对初始地震子波进行波动方程正演模拟获取所述模拟炮记录。4.根据权利要求3所述的地震子波的估计方法，其中，基于所述地震子波不同的时移量，求取归一化后的所述观测炮记录和所述模拟炮记录的方差最小值，获取全局最优的时移解，所述方差最小值为：式中，dobs为观测炮记录；ucal为模拟炮记录；τ为时移量；Emin为方差的最小值。5.根据权利要求1所述的地震子波的估计方法，其中，通过傅里叶变换将观测炮记录和模拟炮记录的时间域地震子波转化至频率域地震子波。6.根据权利要求5所述的地震子波的估计方法，其中，根据地震波场P(ω)与初始震源函数F(ω)之间的线性关系可得：P(ω,x)＝F(ω)G(ω,x)(2)用于震源估计的最小平...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙思宇，胡光辉，
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