一种基于可控震源的理想子波定制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于可控震源的理想子波定制方法，属于地质勘探领域，包括：S1获取目标勘探区域的地层信息并基于地层信息确定勘探子波的形态及参数；S2将勘探子波数据化后确定所需的理想子波；S3在零相位的子波假设前提下，根据理想子波确定理想子波的谱形态；S4根据理想子波的谱形态编码可控震源的包络函数和瞬时频率函数，进而确定出可控震源的扫描函数，使可控震源发出的扫描信号的谱形态与理想子波的谱形态一致，从而通过可控震源的子波即扫描信号自相关形成的子波获得所需的理想子波。本发明专利技术借助于可控震源人为可控的优势，从可控震源的编码方式去设计一个由使用者制定的理想子波谱形态，实现适应于目标区域高分辨率的叠前数据采集。率的叠前数据采集。率的叠前数据采集。

【技术实现步骤摘要】
一种基于可控震源的理想子波定制方法


[0001]本专利技术涉及地质勘探
，特别涉及一种基于可控震源的理想子波定制方法。

技术介绍

[0002]目前地震勘探采集已经进入“两宽一高”的时代，野外采集到的两宽一高的地震资料对于后续地震数据高分辨率处理是非常重要的。而宽带地震勘探的实质就是震源激发和检波器接受的反射子波的谱是宽带的，即震源和检波器接收到的子波是高分辨率的。
[0003]叠前地震数据的含义可以抽象为：地震子波描述的、各种时距关系规定的同相轴飘在满足一定统计规律的随机噪声中，由此来看，地震地波是地震数据的最基本单元。一个高分辨率的子波有利于识别地下薄层、互层，方便解释人员进行地质解释。
[0004]在实际中，震源激发的子波是无法精确获知的，我们对它的判断是一个有限频带、有限延续长度的震荡的函数。因此，有必要提出一个地震子波理论模型来大致地代表实际的地震子波，该模型可以在地震分辨率分析、地震波正演、地震波反演、井震匹配、地震解释、储层识别等方面起重要作用。传统技术采用NormanH.Ricker提出的Rick子波作为地震震源激发的理论子波，Rick子波能很好地代表实际地震子波，并在实际生产中取得广泛的应用。
[0005]但是随着当今宽频带地震勘探方式的普及，用这样的子波明显不能表达目前采集的宽带信号。所以业界不由深思该如何定义一个高分辨率子波来代表当前的宽带地震勘探。俞寿鹏在2001年提出宽带Rick子波的概念，他认为子波的分辨率终归体现在时间上，而宽带Rick子波是由不同频率的Rick子波叠加形成的，这样构造的宽带子波主瓣很窄、旁瓣很小，频宽较宽，是冲激函数较好的近似，有较高分辨率。而王华忠则在2020年提出理论子波构造的标准还是基于对实际子波特征的提炼，零相位的、较光滑的、频带较宽的、较为平坦的谱是理论子波的频率特征；主瓣较窄、旁瓣电位水平低、延续时间短是理论子波的时域特征。并且从余弦函数叠加的角度构造了理论子波，并且认为子波的分辨率是由子波振幅谱的整体形态决定了，而不仅仅是传统认为的频宽，也不是优势频率。两位学者分别从子波的时间域的角度和频谱的角度分析了当前宽带地震勘探理论子波的构造。
[0006]检索其他相关的文献发现，一些关于地震子波高分辨率的提法大致有两点：第一改变子波时域的函数形式，第二改变子波频谱的形态。两种方案在一定程度上都能够改变子波的形态，提高子波的分辨率。
[0007]但上述方法都没有考虑地震勘探的客观物理，即面对的实际地下介质。反射地震勘探的目的就是为了更好地进行地下介质结构的描述和储层的识别，设计高分辨率子波就是为了分辨地下薄层、小断层、小构造等。如果不把设计的子波与勘探目的联系在一起，而只是一味地在数学上提高子波的分辨率显然是不合理的。所以实际需要设计的子波一定能够针对地震勘探的介质。简单地说就是：在勘探之前首先调查目的层，充分了解地震勘探需要分辨地下存在怎样的薄层和怎样的反射系数界面，并以相邻最薄地层可保真分辨为目
的，在理论上分析需要一种什么样的子波，从而在子波的主、旁瓣大小，旁瓣的延续长度等方面设计理想子波。这种从目的层到设计子波的方式显然是更合理的。
[0008]可控震源作为一种对环境友好、使用高效、方便控制的地震激励源使得其在油气地震勘探中得到广泛的发展。对于当今两宽一高的地震数据采集来说，可控震源有绝对的优势。并且实践表明可控震源可以通过人为的控制激发出宽频带范围的地震波，或者说可以激发一个由使用者任意定制的频谱形态的地震波。可控震源的这种特性用于定制上述针对实际目的层设计的子波是十分有利的。
[0009]目前地震勘探很少关注对子波的设计，因此致力于克服现有技术的不足，专利技术人从可控震源能够设计理想频谱形态的优势出发，去设计使用者定制的高分辨子波。

技术实现思路

[0010]针对现有技术存在的子波设计没有考虑地震勘探的客观物理的问题，本专利技术的目的在于提供一种基于可控震源的理想子波定制方法。
[0011]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0012]第一方面，本专利技术提供一种基于可控震源的理想子波定制方法，包括以下步骤：
[0013]S1、获取目标勘探区域的地层信息，并基于所述地层信息确定勘探子波的形态及参数；
[0014]S2、将所述勘探子波数据化后确定所需的理想子波；
[0015]S3、在零相位的子波假设前提下，根据所述理想子波确定理想子波的谱形态；
[0016]S4、根据所述理想子波的谱形态编码可控震源的包络函数和瞬时频率函数，进而确定出所述可控震源的扫描函数，使所述可控震源发出的扫描信号的谱形态与所述理想子波的谱形态一致，从而通过可控震源的子波即扫描信号自相关形成的子波获得所需的理想子波。
[0017]优选的，在S1中，所述目标勘探区域的地层信息包括目标区域内目的层的厚度和顶底反射系数比。
[0018]优选的，在S1中，所述勘探子波的参数包括主瓣高度与旁瓣高度的比值以及主瓣宽度与旁瓣宽度的比值。
[0019]优选的，在S4中，所述可控震源的扫描函数为其中A(t)为包络函数且为斜坡函数，f(t)为瞬时频率函数且为线性函数；所述扫描信号自相关形成的子波所述表示两个信号的相关；且s
corr
(t)＝s(t)，s(t)为所述理想子波；
[0020]则所述根据所述理想子波的谱形态编码可控震源的包络函数和相位函数的步骤包括：
[0021]S41、根据所述理想子波的谱形态以及公式确定可控震源扫描信号的振幅谱形态，其中为理想子波的振幅谱，为可控震源扫描信号的振幅谱；
[0022]S42、根据所述可控震源扫描信号的振幅谱确定扫描信号的起始频率F1和终止频
率F2；
[0023]S43、根据所述扫描信号的起始频率F1和终止频率F2，确定所述瞬时频率函数其中T为所述可控震源总的扫描时长且为常数；
[0024]S44、依据信号包络的总能量等于频谱总能量得公式并由振幅谱在线性升频约束下映射成包络函数A(t)，即
[0025]S45、根据求得的A(t)和f(t)确定所述可控震源的扫描函数。
[0026]优选的，在S43中，所述可控震源总的扫描时长T由人工设置。
[0027]第二方面，本专利技术还提供一种电子设备，包括存储有可执行程序代码的存储器以及与所述存储器耦合的处理器；其中，所述处理器调用所述存储器中存储的可执行程序代码，执行如上所述的方法。
[0028]第三方面，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如上所述的方法。
[0029]本专利技术的有益效果在于：
[0030]本专利技术提供的技术方案的有益效果是：根据地下介质(地层厚度和反射系数大小相对关系)来设计理想子波，而不是根据传统的在时间域或者频率域来设计高分辨率的子波；在零相位的假设下，对理想子波的设计转化为对理想子波频谱形态的设计，并且借助对可控震源进行编码的方式来产本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于可控震源的理想子波定制方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、获取目标勘探区域的地层信息，并基于所述地层信息确定勘探子波的形态及参数；S2、将所述勘探子波数据化后确定所需的理想子波；S3、在零相位的子波假设前提下，根据所述理想子波确定理想子波的谱形态；S4、根据所述理想子波的谱形态编码可控震源的包络函数和瞬时频率函数，进而确定出所述可控震源的扫描函数，使所述可控震源发出的扫描信号的谱形态与所述理想子波的谱形态一致，从而通过可控震源的子波即扫描信号自相关形成的子波获得所需的理想子波。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在S1中，所述目标勘探区域的地层信息包括目标区域内目的层的厚度和顶底反射系数比。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在S1中，所述勘探子波的参数包括主瓣高度与旁瓣高度的比值以及主瓣宽度与旁瓣宽度的比值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在S4中，所述可控震源的扫描函数为其中A(t)为包络函数且为斜坡函数，f(t)为瞬时频率函数且为线性函数；所述扫描信号自相关形成的子波所述表示两个信号的相关；且s
corr
(t)＝s(t)，s(t)为所述理想子波；则...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华忠，聂振波，冯波，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：