高精度叠前地震数据衰减属性提取方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高精度叠前地震数据衰减属性提取方法及系统，所述方法先利用反演复谱分解求取地震波时频谱，通过整形正则化得到对数谱比值，再利用单步Q值反演方程求取CMP道集层位处等效Q值，最后根据等效Q与层间Q的关系求得层间Q值。本发明专利技术能避免叠后Q值的不稳定性，提高Q值估算准确性，通过反Q滤波能有效恢复实际地震信号能量，获得高分辨率和高信噪比的地震数据。的地震数据。的地震数据。

【技术实现步骤摘要】
高精度叠前地震数据衰减属性提取方法及系统


[0001]本专利技术涉及油气地球物理勘探
，具体的说，涉及一种高精度叠前地震数据衰减属性提取方法及系统。

技术介绍

[0002]与叠后地震资料不同，叠前地震数据包含更多地层信息，故从叠前地震资料提取Q值具有更高的精度。Reine等(2009)将时
‑
频分析方法引入到Q值的提取中，比较了利用STFT、Gabor变换、S变换和小波变换所得振幅谱进行Q值反演时对薄层调谐的适应能力，通过比较发现变时窗的S变换和小波变换具有较强的鲁棒性；Wang(2016)分析了S变换的缺陷后提出了一种新窗口函数的S变换，并将其应用于Q值估算及地震数据补偿；Wang(2004，2014)利用时频函数将时频谱转变为一维数据，通过拟合实际数据曲线与理论曲线，最后进行补偿分析得到Q值，该方法较为稳定，但计算步骤较繁琐。对于叠前数据，叠前Q值估算难度相对大于叠后数据，受噪声影响大。Dasgupta和Clark(1998)先对CMP道集进行动校正，然后利用Q值和偏移距的关系拟合求出Q值，该方法首次将谱比法用于CM本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高精度叠前地震数据衰减属性提取方法，其特征在于，包括以下步骤：基于不同地震子波的主频、不同主频的复雷克子波以及对应时刻的噪声，通过如下公式(2)确定褶积模型：其中，s(t)为地震数据，*表示褶积运算，M表示地震子波的个数，f
i
表示i个地震子波的主频；w(t，f
i
)表示不同主频的复雷克子波；r(t，f
i
)为不同主频子波对应的复反射系数，所述反射系数至少包含子波频率和相位信息，n(t)为噪声，t表示时刻；将所述公式(2)表示成矩阵形式如下公式(3)所示：其中，表示子波褶积矩阵，每个子波的主频为f
i
；表示每个子波对应的复反射系数矩阵；表示复子波库的褶积矩阵；表示所有复反射系数组成的矩阵；设定地震子波传播时间t后的振幅为A(t，f)，并通过如下公式(4)表示A(t，f)：A(t，f)＝P(t)A(t0，f)e
‑
πft/Q
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公式(4)其中，t为旅行时间，f为频率；A(t，f)为地震子波传播时间t后的振幅；A(t0，f)为地震波在t0时刻的振幅；P(t)表示与频率无关的能量损失；Q为地层的品质因子；基于公式(4)，获得地震子波经过时间t1到达某层顶的地震波振幅以及地震子波经过时间t2到达某层底的地震波振幅，分别表示为：其中，A(t1，f)为地震子波经过时间t1到达某层顶的地震波振幅，f为频率，P(t1)表示经过时间t1与频率无关的能量损失，A(t0，f)为地震波在t0时刻的振幅，Q为地层的品质因子；其中，A(t2，f)为地震子波经过时间t1到达某层顶的地震波振幅，f为频率，P(t2)表示经过时间t2与频率无关的能量损失，A(t0，f)为地震波在t0时刻的振幅，Q为地层的品质因子；将公式(5)与公式(6)取比值并在式两端取对数，并通过如下公式(7)表示：其中，ln[r(f)]表示对数谱比值，ln(D)表示与频率无关的能量损失，f为频率，Q为地层的品质因子；通过求取对数谱比值与频率的斜率得到Q值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述公式(6)替换为：
引入反演理论对所述公式(8)进行求解得到：d＝Wu
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公式(9)其中，u为待求解的谱比矩阵，d和W为反演谱分解得到的A(t2，f)和A(t1，f)矩阵；对所述公式(9)进行整形正则化求解，得到：其中，为求解后的谱比矩阵，D是正则化算子，μ是一个标量扩展参数，d和W为反演谱分解得到的A(t2，f)和A(t1，f)矩阵；在所述公式(10)中加入光滑算子S，光滑算子S通过如下公式(11)表示：S＝[I+S(W
T
W
‑
I)]
‑1SW
T or μ2D
T
D＝S
‑1‑
I
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(11)其中，S是光滑算子，D是正则化算子，I是单位矩阵，μ是一个标量扩展参数，d和W为反演谱分解得到的A(t2，f)和A(t1，f)矩阵；将公式(10)代入公式(9)，得到了整形正则化问题的形式解为：其中，为求解后的谱比矩阵，D是正则化算子，I是单位矩阵，d和W为反演谱分解得到的A(t2，f)和A(t1，f)矩阵；基于求解后的谱比矩阵，来确定Q值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于求解后的谱比矩阵，来确定Q值，包括：基于所述求解后的谱比矩阵，获得如下公式(16)：其中，r
NM
表示第N道、频率为f
M
的自然对数谱比值，Δt
N
为时间间隔，ln(D
N
)为耗散因子的对数，Q为地层的品质因子；利用R表示自然对数谱比值组成的向量，C为系数矩阵，U为待求参数向量，则所述公式(16)表示为：R＝CU
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(17)其中，R表示自然对数谱比值组成的向量，C为系数矩阵，U为待求参数向量；基于最小二乘原理，对所述公式(17)求解得到如下公式(18)：
U＝(C
′
C)
‑1(C
′
R)
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(18)其中，R表示自然对数谱比值组成的向量，C为系数矩阵，C
′
为C的转置，U为待求参数向量；通过公式(18)求得U后得到Q值。4.高精度叠前地震数据衰减属性提取系...

【专利技术属性】
技术研发人员：李波，文晓涛，唐超，李垒，安智谛，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：