基于非稳态匹配的角度域叠前道集去调谐方法

引用本文

赵小龙, 吴国忱. 基于非稳态匹配的角度域叠前道集去调谐方法[J]. 物探与化探, 2017,41(1): 141-146.
ZHAO Xiao-Long, WU Guo-Chen. A non-stationary match method for detuning pre-stack seismic gather in incident angle domain[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2017,41(1): 141-146. 复制到剪切板

Doi:10.11720/wtyht.2017.1.22
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基于非稳态匹配的角度域叠前道集去调谐方法

赵小龙¹, 吴国忱^1,²

1.中国石油大学(华东) 地球科学与技术学院,山东青岛 266580

2.海洋国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室,山东青岛 266071

作者简介: 赵小龙(1989-),男,在读博士研究生,现从事地球物理理论与方法方面的研究工作。Email:xlzhaoupc@gmail.com

收稿日期: 2016-04-18

基金: 国家重点基础研究发展计划(“973”计划)重大专项(2013CB228604); 国家自然科学基金; 石油化工基金联合重点项目(U1562215)

摘要

地层调谐效应改变了不同偏移距处反射波的干涉模式,使得远偏移距数据振幅和频率信息发生畸变,将会降低AVO/AVA分析及反演的置信度和分辨率。文中首先给出了调谐作用下反射波合成记录,通过正演模拟说明了调谐对叠前道集的影响。考虑到不同地层厚度下调谐效应的差异性,借助局域Lamoureux窗实现地震数据的自适应分解,利用角度数据之间的差异,构建了角度域地震数据的非平稳匹配目标函数,形成了非平稳匹配去调谐方法,实现了叠前道集的振幅和波形拉伸校正。本文方法在实际应用中取得了较好的效果,能够有效地改善大角度地震数据品质,为储层预测与流体识别奠定了数据基础。

关键词: 调谐效应; 波形拉伸; 非稳态分解; 匹配算子

中图分类号:P631.4 文献标志码:A 文章编号:1000-8918(2017)01-0141-06

A non-stationary match method for detuning pre-stack seismic gather in incident angle domain

ZHAO Xiao-Long¹, WU Guo-Chen^1,²

1.School of Geosciences,China University of Petroleum (East China),Qingdao 266580,China

2.Laboratory for Marine Mineral Resources,Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology,Qingdao 266071,China

Abstract

Under the layer tuning effects,the interference patterns are changing with different offsets of seismic reflections and,as a result,the amplitude and frequency information is distorted,and this will worsen the confidence and resolution of the AVO/AVA analysis and inversion.Firstly,the authors gave the seismic reflection equations with tuning effects,with the modeling examples illustrating characteristics of the tuned seismic gather.Secondly,in consideration of the different detuning levels caused by the changing layer-thickness,the authors constructed the self-adaptive non-stationary decomposition via local Lamoureux time window.Finally,the authors built the non-stationary cost function for matching seismic angle gather to correct the amplitude and waveform stretch.Field application demonstrates the feasibility of the proposed method in improving the quality of seismic data with larger angle,with the high-quality data causing the success of reservoir prediction and hydrocarbon identification.

Keyword: tuning effects; wavelet stretch; non-stationary decompostion; match operator

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0 引言

对于零偏移距地震数据, 地层顶底反射波相互干涉, 引起振幅和频率等性质变化, 可以利用调谐振幅或频率信息估计地层厚度和识别尖灭线等^{[1, 2]}。对于叠前地震资料, 随着偏移距的增加, 所接收到相邻界面反射波的旅行时时差减小, 可等效成一个类“ 楔形体” , 发生与偏移距和入射角度有关的调谐效应^{[3, 4]}。同时, 叠前道集经过动校正或成像后, 波形会发生与偏移距有关的拉伸畸变, 使得地震数据频率向低频移动^{[5, 6, 7]}。

叠前道集数据的调谐作用和波形拉伸将会降低后续AVO/AVA分析与反演的可靠性和精度。Zhang等^[8]通过匹配追踪算法实现了无拉伸动校正, 能够解决同相轴交错的道集动校正问题。Zhu^[9]为了避免成像后大角度地震数据拉伸, 给出了无拉伸成像条件。新的处理技术从方法本身避免了波形拉伸, 但尚未推广到大范围工业应用, 发展消除AVO调谐和波形拉伸的后处理方法尤为重要^{[10, 11, 12, 13, 14, 15]}。

刘仕友等人^[16]对叠前CRP道集振幅和频率特征进行优化处理, 拓宽了道集可利用的角度范围, 大角度资料参与反演提高了密度反演的稳定性。周鹏等人^[17]通过不同角度子波与参考道子波的振幅谱差异, 求取了简化子波拉伸因子, 进而改善了动校正拉伸引起的远道频率降低现象。李芳等人^[18]假设地层顶底弹性性质微小变化, 实现了相位拟合法去调谐方法, 取得了良好效果。Perez和Marfurt^[19]构建了稳态谱整形算子, 消除了共角度成像道集拉伸畸变, 但是算子仅与入射角有关。

考虑地震数据具有的非稳态特征^{[20, 21]}, 上述求取稳态匹配算子的方法, 应用到物性变化剧烈的地区存在一定局限性。Castoro等^[22]给出了一种时变频率域滤波方法, 处理动校正拉伸问题, 但不能实现地震数据的自适应分解, 处理效果会受时窗影响。Lamoureux时窗(下文简写为L时窗)由CREWS研究组提出^[23], 比高斯窗具有更好的局域特性, Wang等^[24]给出了一种基于自适应优化局域L时窗(或称分子窗)反褶积方法, 戴永寿等人^[25]对局域L时窗求取的优化过程进行了改进。Xie和Liu^[26]提出了振幅— 频率分配方法, 利用地震振幅和频率信息, 将非平稳地震分解到多个平稳时段, 并分时段进行提高分辨率处理, 获得了较好的应用效果。

文中首先给出了含调谐效应的反射波合成记录, 通过数值模拟分析了调谐作用与波形拉伸对叠前道集数据时频特征的影响, 分析了不同地层厚度引起的调谐效应相异, 说明去调谐处理工作需要以非稳态形式展开。其次, 笔者借助局域L时窗实现了地震数据的自适应分解, 得到了各个相对平稳时段内的角度道集数据。最后, 针对不同局域L时窗段内角度道集数据, 构建了非平稳匹配目标函数, 优化求解得到非稳态匹配算子, 将非平稳匹配算子作用到角度道集, 消除了地层调谐引起的道集振幅和波形畸变, 实现了叠前角度道集非平稳去调谐处理。实际数据处理结果展示了本文方法具有良好的应用效果, 改善了中小角度地震数据与大角度地震数据对应性, 部分角度叠加数据振幅和分辨率得到改善, 砂体展布更为清晰。

1 含调谐效应的反射波记录

由于地层顶底反射波在不同偏移距处的正常时差不同, 随着偏移距的增加, 顶底反射波逐渐靠近, 导致波的干涉模式发生变化, 原本在中小偏移距(中小角度)道集可分辨的地层在远偏移距(大角度)道集变得不可区分。假设炮— 检排列方向性与偏移距无关, 并忽略上覆地层的粘弹性衰减和透射影响, 对于入射角为θ 的角道集 $\begin{matrix} \dot{s} \end{matrix}$ (θ , t)可以近似为:

$\begin{matrix} \dot{s} (θ, t) = \frac{1}{α_{θ}} \int_{-}^{\infty} \dot{r} (θ, f) \dot{w} (f / α_{θ}) e^{i 2 πft} df, \end{matrix}$ （1）

其中:^~记作受调谐和拉伸作用;
记作傅里叶变换后; $\begin{matrix} \dot{r} \end{matrix}$ (θ , f)和 $\begin{matrix} \dot{w} \end{matrix}$ (f)分别表示为傅里叶变换后的角度反射系数和子波; α _θ为与入射角有关的拉伸因子。

由式(1)可以推导出去调谐作用后的角道集 $\begin{matrix} \overset{̅}{s} \end{matrix}$ (θ , f):

$\begin{matrix} \overset{̅}{s} (θ, f) = \dot{s} (θ, f) \frac{\dot{w} (f)}{\dot{w} (f)} = \dot{s} (θ, f) \dot{h} (f), \end{matrix}$ （2）

式(2)是实现去调谐的正演方程, 这里^-记作去调谐后, $\begin{matrix} \dot{w} \end{matrix}$ (f)为调谐子波, $\begin{matrix} \dot{h} \end{matrix}$ (f)为引入的去调谐算子, 在下文中称之为匹配算子。为了更好地认识调谐效应对叠前道集的作用, 笔者通过正演模拟进行分析, 对实际道集的处理有指导意义。

选取一维三层模型实验, 如图1a所示, 纵、横波速度和密度分别为:α ₁=4 km/s, β ₁=1.76 km/s, ρ ₁=2.4 kg/m³; α ₂=3.95 km/s, β ₂=2.528 km/s, ρ ₂=2.0 kg/m³; α ₃=4 km/s, β ₃=1.76 km/s, ρ ₃=2.4 kg/m³; 最大偏移距为12 000 m, 使用30 Hz的Ricker子波。经动校正得到如图1b所示的CMP道集, 随着偏移距的增加, 地层顶底对应的反射波旅行时差逐渐减小, 在大偏移距处顶底反射耦合成子波的一阶时间导数, 形成了这种类“ 楔形体” 的调谐现象, 同时波形严重拉伸, 小偏移距可见的同相轴在大偏移距处缺失。从图1c可以看到, 叠前道集表现出了典型的第三类AVO现象, 且与偏移距有关的薄层调谐加剧了大偏移距处的AVO异常, 引起反射波产生与地层反射系数无关的振幅异常。大偏移距地震数据受动校正拉伸影响严重, 当偏移距大于5 km以后, 频带变窄, 主频率向低频移动, 部分陷频消失(图1d)。

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	图1 三层模型AVO调谐分析 a— 三层模型及传播示意; b— 动校正后的CMP道集; c— 调谐作用下的AVO曲线; d— 图b中各道对应的归一化振幅谱

同时, 叠前道集受调谐效应的影响程度还与地层厚度有关, 这里采用楔形体模型进行实验, 模拟出不同地层厚度下的叠前CMP道集, 厚度从1 m以10 m递增至200 m, 模型速度和密度参数与图1模型一致, 最大偏移距为8 km, 使用30 Hz的Ricker子波。从图2a中叠前CMP道集看出, 随着地层厚度的减小, 顶底界面逐渐接近, 相同偏移距上的道集受调谐效应的影响越显著。图2b为在CMP道集中拾取的AVO曲线, 在地层厚度较大处, 可以看到稳定的第三类AVO响应。但在接近调谐厚度附近时, AVO异常增强, 在小于调谐厚度时, AVO异常减弱。受调谐效应的影响, AVO异常与地层有关, 在调谐厚度前后, 变化模式不同。同时, 可以看到大偏移距处动校正后数据波形拉伸, 但动校正没有改变反射振幅大小。

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	图2 楔形体模型正演及AVO分析 a— CMP道集 ; b— 拾取AVO曲线, 负振幅值为楔形体顶界面AVO曲线, 正反射振幅值为底界面AVO曲线

2 方法原理

2.1 局域L时窗分解

通过以上分析可知, 当地层厚度横向变化剧烈, 就难以通过一个稳态过程去描述叠前道集所受的调谐作用, 同时受地层吸收等因素, 使得地震数据具有非稳态特征。因此, 笔者给出了一种自适应的非稳态叠前道集去调谐方法。非稳态分解后的地震记录 $\begin{matrix} {\dot{s}}_{L} \end{matrix}$ (τ _k, f)可以表示为:

$\begin{matrix} {\dot{s}}_{L} (τ_{k}, f) = \int_{-}^{\infty} L (t - τ_{k}) s (t) e^{- i 2 πft} dt \end{matrix}$ （3）

式中:s(t)为地震数据, L(t)为局域L时窗, τ 是L窗的时移量, k=1, …, K为L时窗个数。

假若按基本的L时窗进行分解, 得到的结果过于冗余, 不利于后续处理过程的质量监控。地层的沉积具有周期性和旋回性, 不整合或岩性突变分界面存在, 使得地震波在传播过程表现出局部稳态特征。笔者借鉴Wang等人给出的局域L时窗自适应构建方法^[24], 实现了地震数据的非稳态分解, 为后续非稳态匹配去调谐奠定了基础, 具体方法不再详述, 实现过程将在下一节中以实例形式介绍。

2.2 角度域叠前道集非平稳匹配去调谐

反射系数随入射角的变化反映了地层参数相对特征, 调谐效应会使反射波发生干涉, 随着观测孔径的增大, 反射振幅失真, 波形拉伸严重。中小角度地震数据受调谐影响程度小, 将中小角度范围的叠加数据作为参考数据, 根据式(2)构建非稳态角度匹配目标函数:

$\begin{matrix} \begin{matrix} J ({\dot{h}}_{L} (τ_{k}, f)) = ‖ {\dot{h}}_{L} (τ_{k}, f) {\dot{s}}_{L} (θ_{1}, τ_{k}, f) - \\ {\dot{s}}_{L} (θ_{2}, τ_{k}, f) ‖_{2} + λR ({\dot{h}}_{L} (τ_{k}, f)) 。 \end{matrix} \end{matrix}$ （3）

式中: $\begin{matrix} {\dot{h}}_{L} \end{matrix}$ (τ _k, f)为非平稳匹配算子, J( $\begin{matrix} {\dot{h}}_{L} \end{matrix}$ (τ _k, f))为目标函数, $\begin{matrix} {\dot{s}}_{L} \end{matrix}$ (θ ₁, τ _k, f)为根据式(3)得到局域L时窗分解后的大角度数据, 同样地, $\begin{matrix} {\dot{s}}_{L} \end{matrix}$ (θ ₂, τ _k, f)为分解后的小角度数据, R( $\begin{matrix} {\dot{h}}_{L} \end{matrix}$ (τ _k, f))为正则约束项, λ 为约束权值。

由地震数据本身的时频特征, 能够自适应构建地震数据相对平稳时间段所对应的局域L时窗, 从式(4)中可以看到, 非稳态匹配是在K个L时窗段内实现的。从而, 大角度数据与小角度数据间非稳态匹配算子的求取就等价于解如下问题:

$\begin{matrix} {\dot{h}}_{L} (τ_{k}, f) = argmin {J ({\dot{h}}_{L} (τ_{k}, f))} \end{matrix}$ （4）

argmin{· }表示使得目标函数最小所对应的参数, 即待求解的非平稳匹配算子 $\begin{matrix} {\dot{h}}_{L} \end{matrix}$ (τ _k, f)。通过优化求解公式(4), 即可得到非稳态匹配算子, 再将不同局域L时窗段地震数据代入式(2), 就得到去调谐后角度地震数据。

3 实际应用

研究工区发育滩坝砂储层, 砂体厚度薄, 目标层对应的入射角度范围为6° ~42° , 叠前道集的AVO/AVA特征与井旁合成叠前数据差异较大, 且大角度地震数据分辨率较低, 储层预测及流体识别难度较大。

首先, 需要进行局域L时窗自适应分解, 在每一个角度道集中, 以中小角度叠加数据为参考道, 根据数据包络变化特征确定初始局域L时窗(图3a), 再通过不同初始局域L时窗分解后地震数据的频率相似度, 确定出最终的局域L时窗(图3b), 图3c展示了优化局域L时窗分解后的中小角度叠加数据, 其中第一道为输入数据, 最后一道为分解重构后地震数据与输入数据的残差, 可以看到分解数据能够完全重构回原始数据。5个局域L时窗分解后的地震数据具有的不同特征, 与地层对应关系一致。

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	图3 局域L时窗与地震数据分解 a— 初始局域L时窗; b— 根据频率相似度优化后的局域L时窗; c— 数据分解结果, 最后一道为重构数据与输入数据的残差

图4a展示目的层段内的角度道集数据, 箭头所指位置为储层底界面反射, 在原始道集中拾取的AVA曲线先增大再减小, 井旁合成叠前道集的AVA曲线(图4c)表现出了第三类低阻砂岩底, 实际道集与合成记录不符。使用中小角度叠加数据确定的局域L时窗, 对角度道集进行分解并求解非稳态匹配算子, 进行去调谐处理, 得到处理后的道集(图4b), 可以看到目的层对应的AVA曲线得到校正, 且同相轴横向一致性和分辨率得到改善。

将处理前后的角度道集进行部分叠加, 图5a为小角度叠加数据, 叠加范围为6° ~17° , 图5b为处理前的大角度叠加数据, 叠加范围为30° ~41° 。对比图5a、b, 可以看到, 大角度叠加数据品质要远低于小度角叠加数据, 两者对应性较差。经过本文处理后得到的大角度叠加数据如图5c所示, 大角度地震数据的振幅特征和分辨率得到改善, 图中箭头所指为恢复的小砂体及砂体尖灭更为清晰, 与小角度数据对应。

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	图4 处理前后的叠前角度道集及目的层底AVA曲线 a— 处理前道集; b— 处理后道集; c— 井旁合成道集

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	图5 处理前后的部分角度叠加数据对比 a— 原始的小角度叠加数据; b— 处理前的大角度叠加数据 ; c— 处理后的大角度叠加数据

4 结论与认识

针对消除调谐效应对叠前道集影响这一问题, 从正演模拟出发, 利用角度域地震数据的差异, 提出了非稳态匹配去调谐的方法, 得到以下结论与认识:调谐效应将会降低叠前道集品质, 后续去调谐的方法是必要的, 特别是目标面向储层与流体表征的任务。调谐程度与地层厚度有关, 以及地震数据受吸收衰减作用, 使得去调谐应以非稳态或局部稳态形式进行。笔者利用不同局域L时窗内叠前角度道集间的匹配关系, 优化求取的非稳态匹配算子, 实现了角度道集的非平稳去调谐处理。基于局域L时窗的非稳态匹配去调谐方法具有一定的应用效果, 下一步研究工作可以将衰减作用引入本文方法, 应用到叠前道集衰减补偿。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

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[1]	李雪英, 文慧俭, 陈树民, 等. 等厚薄互层时频特征的正演模拟[J]. 地球物理学报, 2013, 56(3): 1033-1042. [本文引用:1]
[2]	Partyka G, Gridley J, Lopez J. Interpretational applications of spectral decomposition in reservoir characterization[J]. The Leading Edge, 1999, 18(3): 353-360. [本文引用:1]
[3]	Bakke N E, Ursin B. Thin-bed AVO effects[J]. Geophysical Prospecting, 1998, 46(6): 571-587. [本文引用:1]
[4]	Chopra S, Castagna J. AVO[M]. Tulsa: Society of Exploration Geophysicists, 2014. [本文引用:1]
[5]	Singleton S. The effects of seismic data conditioning on prestack simultaneous impedance inversion[J]. The Leading Edge, 2009, 28(7): 772-781. [本文引用:1]
[6]	陈建江, 印兴耀. 基于贝叶斯理论的 AVO 三参数波形反演[J]. 地球物理学报, 2007, 50(4): 1251-1260. [本文引用:1]
[7]	吴国忱, 田军. 基于尺度约束项的AVO反演方法[J]. 石油地球物理勘探, 2014, 49(1): 1157-1164, 1190. [本文引用:1]
[8]	Zhang B, Zhang K, Guo S, et al. Nonstretching NMO correction of prestack time-migrated gathers using a matching-pursuit algorithm[J]. Geophysics, 2013, 78(1): U9-U18. [本文引用:1]
[9]	Zhu X, McMechan G A. Stretch-free migration imaging condition[J]. Geophysics, 2013, 78(4): S203-S210 [本文引用:1]
[10]	李国发, 张小明, 彭更新, 等. 与炮检距有关的地层吸收对AVO分析的影响及其补偿方法[J]. 石油地球物理勘探, 2014, 49(1): 89-94. [本文引用:1]
[11]	刘力辉. 基于岩性预测的 CRP 道集优化处理[J]. 石油物探, 2013, 52(5): 482-488. [本文引用:1]
[12]	陆自清, 郭媛. 叠前反演中部分叠加道集的优化校正[J]. 石油地球物理勘探, 2015, 50(1): 67-70. [本文引用:1]
[13]	许自龙, 孟繁举, 唐勇, 等. 叠前反演数据优化处理技术[J]. 石油物探, 2014, 53(4): 404-411. [本文引用:1]
[14]	苏世龙, 贺振华, 戴晓云, 等. 岩性油气藏地震保幅处理技术及其应用——以东部某油田岩性气藏为例[J]. 物探与化探, 2015, 39(1): 54-59. [本文引用:1]
[15]	王艳香, 王圣, 张军舵, 等. 道集波形校正[J]. 地球物理学进展, 2014, 29(5): 2266-2271. [本文引用:1]
[16]	刘仕友, 周家雄, 孙万元, 等. 基于优化处理的宽角度道集密度反演及应用[J]. 物探与化探, 2016, 40(2): 417-422. [本文引用:1]
[17]	周鹏, 张益明, 刘志斌, 等. 地震道集优化方法及应用[J]. 石油地球物理勘探, 2016, 51(2): 232-237. [本文引用:1]
[18]	李芳, 曹思远, 姚健. 相位拟合法的去调谐效应研究[J]. 地球物理学进展, 2010, 25(6): 2130-2136. [本文引用:1]
[19]	Perez G, Marfurt K. Improving lateral and vertical resolution of seismic images by correcting for wavelet stretch in common-angle migration[J]. Geophysics, 2007, 72(6): C95-C104. [本文引用:1]
[20]	Chai X, Wang S, Wei J, et al. Reflectivity inversion for attenuated seismic data: Physical modeling and field data experiments[J]. Geophysics, 2016, 81(1): T11-T24. [本文引用:1]
[21]	张繁昌, 李传辉. 非平稳地震信号匹配追踪时频分析[J]. 物探与化探, 2011, 35(4): 546-552. [本文引用:1]
[22]	Castoro A, White R, Thomas R. Thin-bed AVO: Compensating for the effects of NMO on reflectivity sequences[J]. Geophysics, 2001, 66(6): 1714-1720. [本文引用:1]
[23]	Margrave G F, Lamoureux M P, Henley D C. Gabor deconvolution: Estimating reflectivity by nonstationary deconvolution of seismic data[J]. Geophysics, 2011, 76(3): W15-W30. [本文引用:1]
[24]	Wang L, Gao J, Zhao W, et al. Enhancing resolution of nonstationary seismic data by molecular-Gabor transform[J]. Geophysics, 2013, 78(1): V31-V41. [本文引用:2]
[25]	戴永寿, 王晓波, 丁进杰, 等. 自适应分段的时变子波估计方法[J]. 石油地球物理勘探, 2015, 50(4): 607-612. [本文引用:1]
[26]	Xie Y, Liu G. Resolution enhancement of non-stationary seismic data using amplitude-frequency partition[J]. Geophysical Journal International, 2014, 200(2): 771-776. [本文引用:1]

2013

0.0

李雪英, 文慧俭, 陈树民, 等. 等厚薄互层时频特征的正演模拟[J]. 地球物理学报, 2013, 56(3): 1033-1042.

The isopachous thin interbeddings with different single layer thicknesses and different layer numbers are modeled by phase-shift method based on wave theory. The time-frequency responses of reflection composite wavelet from zero-offset trace are analyzed by generalized S transform. The time domain responses of isopachous thin interbedding are a kind of medium-high frequency equal amplitude oscillation when the single layer thickness is more than 3/16 wavelength. The instantaneous frequency spectrum is a Dirac comb function with single frequency peak that has an inverse relation to the single layer thickness. The single high frequency peak of instantaneous frequency spectrum is suppressed by the source wavelet spectrum which has a limited frequency band width when the layer thickness is less than 3/16 wavelength. Therefore the time domain amplitude and maximum amplitude in frequency spectrum are extremely low so that the structural features of isopachous thin interbedding can not be discriminated easily. Thus, wide-band high frequency source wavelet is the key to improve the resolving power of thin interbedding. Furthermore, the theoretical derivation and experimental analysis show that the main peak frequency has a quantitative analytical relation with the single layer thickness of reflection composite wavelet when the single layer thickness is more than 1/8 wavelength. So it can give a technological mean for predicting single layer thickness quantitatively.

本文基于波动理论,利用深度域相移法对不同互层数、不同单层厚度的等厚薄互层进行正演模拟.采用广义S变换分析零偏移距地震道反射复合波的瞬时频谱.研究发现当单层厚度大于3/16波长时,等厚薄互层时域特征为中、高频等幅振荡,瞬时频谱为与单层厚度成反比的单一峰值梳状函数;当单层厚度小于3/16波长时,震源子波的有限带宽对瞬时频谱的高频频率峰有压制作用,导致等厚薄互层中部的时域振幅和频域最大幅度均为低值,薄互层的结构特征不易分辨,说明宽高频的震源子波是提高薄互层分辨能力的关键.此外,理论推导和实验分析均证明:当地层厚度大于1/8波长时,其峰值频率与薄互层单层厚度存在定量解析关系,这为等厚薄互层单层厚度定量预测提供了重要的技术手段.

... 0 引言对于零偏移距地震数据,地层顶底反射波相互干涉,引起振幅和频率等性质变化,可以利用调谐振幅或频率信息估计地层厚度和识别尖灭线等^[1,2] ...

1999

0.0

1998

0.0

... ,发生与偏移距和入射角度有关的调谐效应^[3,4] ...

2014

0.0

... ,发生与偏移距和入射角度有关的调谐效应^[3,4] ...

2009

0.0

... 同时,叠前道集经过动校正或成像后,波形会发生与偏移距有关的拉伸畸变,使得地震数据频率向低频移动^[5,6,7] ...

2007

0.0

陈建江, 印兴耀. 基于贝叶斯理论的 AVO 三参数波形反演[J]. 地球物理学报, 2007, 50(4): 1251-1260.

In the actual AVO inversion, the noise and other factors heavily influence the wellposed property of the inversion problem. So AVO inversion constrained by a priori geological information is a practical method to the solution of illposed inversion problem. In this paper the solution for the [WTBX]ι[WTBX]p[WTBZ] norm is used to describe the likelihood function. The probability of the prior model parameter is independently Cauchy distribution. Based on these theories the impedance reflectivity attribute parameter covariance matrix from well log is established to constrain inversion, and the conjugate gradient algorithm is used to implement multiparameter nonlinear inversion. In order to improve the inversion accuracy and avoid NMO stretch and offset dependent tuning which influences the estimation of the attribute parameters, the attribution parameter inversion is based on synthetic gather before NMO. Tests on synthetic data show that all inverted parameters were almost perfectly retrieved compared to the actual values, even if the signal/noise ratio is not higher. Therefore it can provide a new tool for identifying fluid content in reservoir pores.

在实际的AVO反演问题中，叠前数据体中的噪声或其他因素严重影响了AVO反演问题的适定性，而采用先验地质信息作为AVO反演问题的约束条件是解决AVO反演问题不适定的一种可行方法. 文中的似然函数采用了[WTBX]ι[WTBX]p范数的解，并用Cauchy分布表示先验模型参数的分布. 以此为基础，在反演中建立了测井数据的参数协方差矩阵对反演过程进行约束，并采用了共轭梯度算法实现多参数非线性的反演过程. 同时，为了提高反演精度，避免动校正拉伸及依赖于炮检距的调谐效应对参数估计的影响，反演采用动校前地震数据进行参数估计. 从应用效果分析来看，即使叠前道集的信噪比不高，反演的结果也能较好地与实际情况相匹配，为识别储层流体性质提供了新的手段.

... 同时,叠前道集经过动校正或成像后,波形会发生与偏移距有关的拉伸畸变,使得地震数据频率向低频移动^[5,6,7] ...

2014

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吴国忱, 田军. 基于尺度约束项的AVO反演方法[J]. 石油地球物理勘探, 2014, 49(1): 1157-1164, 1190.

Elastic parameters can be extracted by AVO inversion based on AVO characteristics. Using large offset data helps to improve the ill-posed nature of the three-term AVO inversion. Since large offset data is seriously affected by tuning effect, AVO characteristic is distorted leading to a low-precision inversion result. Therefore, this paper studies the tuning effect mechanism of the prestack gathers. Based on the thought of scale wavelet decomposition, we add a scale constraint item to the objective function to suppress low-frequency component of seismic data and weaken the tuning effect of AVO characteristics. So the precision of inversion result can be improved. Tests on both synthetic and real data show the feasibility of this algorithm.

AVO反演的实质是基于反射层AVO特征提取弹性参数.采用大炮检距数据可以弱化AVO三参数反演固有的病态特征,降低反演问题不适定性.但由于大炮检距数据受调谐效应影响严重,使得反射层AVO特征发生畸变,降低了反演精度.为此,本文深入研究了叠前道集调谐效应的产生机理,基于小波尺度分解的思想,在反演目标函数中构建尺度约束项,通过压制地震资料低频成分相对使用量,弱化调谐效应对反射层AVO特征的影响,从而实现提高反演精度的目的.模型试算和实际资料反演结果均表明,该方法具有一定可行性.

... 同时,叠前道集经过动校正或成像后,波形会发生与偏移距有关的拉伸畸变,使得地震数据频率向低频移动^[5,6,7] ...

2013

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... Zhang等^[8]通过匹配追踪算法实现了无拉伸动校正,能够解决同相轴交错的道集动校正问题 ...

2013

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... Zhu^[9]为了避免成像后大角度地震数据拉伸,给出了无拉伸成像条件 ...

2014

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李国发, 张小明, 彭更新, 等. 与炮检距有关的地层吸收对AVO分析的影响及其补偿方法[J]. 石油地球物理勘探, 2014, 49(1): 89-94.

... 新的处理技术从方法本身避免了波形拉伸,但尚未推广到大范围工业应用,发展消除AVO调谐和波形拉伸的后处理方法尤为重要^{[10,11,12,13,14,15]} ...

2013

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刘力辉. 基于岩性预测的 CRP 道集优化处理[J]. 石油物探, 2013, 52(5): 482-488.

摘　要：基于岩性预测的CRP道集优化处理主要针对道集保真度（动力学信息）进行补偿处理,尽可能挖掘宽角度信息,使资料的AVO特征符合抛物线规律,更好地适应Zoeppritz方程的应用条件,为通过叠前反演提取稳定的纵、横波速度和密度打下基础.基于岩性预测的CRP道集优化处理的主要内容涉及影响道集保真度、宽角度、信噪比和分辨率等4个方面的补偿性处理.它的质量控制手段是单点井控和平面相控.在保真度方面与炮检距相关的吸收补偿是重点,在宽角度方面大角度道集剩余时差补偿是重点,其中谱平衡吸收补偿技术和无速度剩余时差校正技术是两个现实可行的关键技术.

... 新的处理技术从方法本身避免了波形拉伸,但尚未推广到大范围工业应用,发展消除AVO调谐和波形拉伸的后处理方法尤为重要^{[10,11,12,13,14,15]} ...

2015

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陆自清, 郭媛. 叠前反演中部分叠加道集的优化校正[J]. 石油地球物理勘探, 2015, 50(1): 67-70.

In prestack seismic inversion, mis-ties of different partial-stack seismic datasets could decrease the quality and reliability of elastic parameters inversion. We use in this paper horizontal control, residual data cross-correlation, and consistent quality control factors to correct the partial-stack datasets. After determining corresponding target horizons with proper time windows, we calculate residual cross-correlation between the standard datasets and uncorrected datasets. When the data could not meet the requirement of inversion, a repeatability analysis method of four-dimensional seismic would be introduced into data correlation. In this method, normalized root mean square and prediction-index factor could optimize the time offset and amplitude scaling factor. In the process, a relatively reliable procedure of partial-stack dataset correction was established. Real data inversion shows that partial-stack dataset correction could obviously improve inversion quality.

在叠前反演过程中,常常遇到近、中、远部分道集叠加的时间、振幅等不闭合现象,其结果导致弹性参数反演的质量与可信度下降。本文使用目标层位控制、残差数据相关性判别、质控因子等方法进行部分道集数据的闭合校正。首先确定期望输出道集数据以及相应的目标层位与时窗后,计算待校正数据与期望输出数据的残差互相关系数;再利用相关系数判别待校正道集与期望输出道集的相关程度,对不符合反演要求的道集数据,引入均方根振幅指数、预测指数这两个质控因子对待校正道集进行优化;最后使其与期望输出道集较好闭合。实例证明,利用归一化均方根振幅指数和预测指数因子优化时移量和振幅缩放系数,能够相对可靠的控制部分道集校正的质量,提高叠前反演的效果。

... 新的处理技术从方法本身避免了波形拉伸,但尚未推广到大范围工业应用,发展消除AVO调谐和波形拉伸的后处理方法尤为重要^{[10,11,12,13,14,15]} ...

2014

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许自龙, 孟繁举, 唐勇, 等. 叠前反演数据优化处理技术[J]. 石油物探, 2014, 53(4): 404-411.

摘　要：叠前反演技术已逐步成为寻找岩性油气藏的主要工具.但是,目前叠前反演前对地震数据进行预处理的技术及流程大都仍然采用常规处理中的思路与方法,而常规处理中产生的剩余时差和残余噪声将直接影响反演结果的精度,因而需要对叠前反演数据进行优化处理.分析了剩余时差和残余噪声的产生原因,选用常规多项式拟合及叠加技术确定记录道上每一时刻信息的正确位置,应用静态时移的方法消除剩余时差;采用多道识别、单道消除的横向滑动时空变小波阈值去噪方法,消除残余噪声产生的根源,保证去噪结果具有更高的保真度.理论模型试算和实际地震资料处理结果证明了叠前反演数据优化的必要性以及所论优化处理技术的正确性.

... 新的处理技术从方法本身避免了波形拉伸,但尚未推广到大范围工业应用,发展消除AVO调谐和波形拉伸的后处理方法尤为重要^{[10,11,12,13,14,15]} ...

2015

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苏世龙, 贺振华, 戴晓云, 等. 岩性油气藏地震保幅处理技术及其应用——以东部某油田岩性气藏为例[J]. 物探与化探, 2015, 39(1): 54-59.

Relative amplitude of seismic data processing research is a complicated system engineering.The authors analyzed the key to evaluating the deconvolution and relative amplitude compensation in practical seismic data processing flow,and pointed out that Yu wavelet statistical deconvolution has better predictive deconvolution in relative amplitude,and that residual amplitude compensation needs to use prestack elastic impedance or post-stack inversion results to verify relative amplitude of residual amplitude compensation.According to the principle of relative amplitude,the relative amplitude of seismic data are processed in the target area,and then pre-stack elastic parameters inversion is used to forecast the oil-gas possibility.The prediction result is consistent with the drilling result,thus demonstrating that the relative amplitude flow and methods have good application prospect.

1. State Key Laboratory of Oil & Gas Reservoirs Geology and Exploitation, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China; 2. Data Processing Center, GRI, BGP, CNPC, Zhuozhou 072750, China; 3. Research & Development Center, BGP, CNPC, Zhuozhou 072750, China

地震数据保幅性处理是一项复杂的系统工程.笔者分析了实际地震数据处理流程中各个关节点模块的保幅性,重点评价了反褶积和振幅补偿的保幅性,并论述了俞氏子波统计反褶积比预测反褶积有更好的保幅性,而剩余振幅补偿需要用叠前弹性阻抗或者叠后反演结果来检验其保幅性.根据上述的保幅性分析结论,对目标区进行了保幅性的地震数据处理,运用叠前弹性参数反演的方法预测了该区的含油气性,其预测的结果与钻井结果相符合,说明了该文采用的保幅处理流程和方法能够提供一套保幅性比较可靠的基础数据.

... 新的处理技术从方法本身避免了波形拉伸,但尚未推广到大范围工业应用,发展消除AVO调谐和波形拉伸的后处理方法尤为重要^{[10,11,12,13,14,15]} ...

2014

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王艳香, 王圣, 张军舵, 等. 道集波形校正[J]. 地球物理学进展, 2014, 29(5): 2266-2271.

In this paper, it can be concluded that the wavelet characters of different gathers including wide angle reflection gather, source wavelet gather and CRP gather, remain problems in phase. The problem can be solved by gather waveform correction method step by step, which are using waveform filter to correct gathers of different source wavelets followed by phase correction based on small window frequency phase correction with wide angle reflection gathers and CRP gathers. As a consequence, the inconsistent waveform resulted from mismatching of different source wavelets, phase distortion because of wide angle reflection and discrepancy between real seismic data and the output after deconvolution, can be solved. The experiments show that the residual wavelet phase is removed and realize in-phase stack.

1. Research Institute of Petroleum Exploration&Development-Northwest, PetroChina, lanzhou 730020, China; 2. China National Offshore Oil Corporation, Ltd.Tianjin Branch, tanggu 300461, China

本文以广角反射道集、不同震源子波道集和CRP道集为研究对象,对这几种道集的子波进行了全面的分析,总结出它们都存在剩余相位问题.剩余子波相位可通过道集波形校正方法来解决:1.应用整形滤波方法对不同震源子波道集进行校正;2.应用小时窗分频相位校正对广角反射记录和CRP道集进行校正.校正后解决了以下问题:不同震源子波道集由于震源子波不匹配而存在波形不一致问题;广角反射道集由于广角反射而存在的相位畸变问题;CRP道集由于实际地震记录和反褶积基本假设条件不完全一致而存在剩余子波相位问题;通过试验结果,都较好的消除了剩余子波相位成份,从而实现了同相叠加.

... 新的处理技术从方法本身避免了波形拉伸,但尚未推广到大范围工业应用,发展消除AVO调谐和波形拉伸的后处理方法尤为重要^{[10,11,12,13,14,15]} ...

2016

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刘仕友, 周家雄, 孙万元, 等. 基于优化处理的宽角度道集密度反演及应用[J]. 物探与化探, 2016, 40(2): 417-422.

Accurate density inversion is the key to oil and gas prediction, which has been widely used in the offshore seismic exploration. The effect of prestack gathers optimization on the density inversion accuracy is discussed in the paper. Based on the prestack gathers quality evaluation and optimization, the quality of seismic data (signal to noise ratio, amplitude compensation rationality, and frequency difference) has been improved, the wide-angle effective seismic signals have been ensured, and gathers data fidelity has been improved. On this basis, the prestack three parameters inversion method has been adopted to obtain the density parameters for oil and gas prediction. Validated by blind wells, processed gathers data could effectively improve the density inversion accuracy, which will provide new means for oil and gas exploration.

用密度属性参数进行含油气预测在海洋地震勘探中应用比较广泛,准确反演密度是油气检测的关键,文中探讨叠前道集优化处理对密度反演精度的影响,从叠前道集质量评价及优化处理出发,改善地震资料的品质(信噪比、振幅补偿合理性、远近道频率差异性),保证宽角度有效地震信号,提高道集资料保真度。在此基础上利用叠前三参数反演方法,获得密度参数,以此进行含油气预测。通过盲井验证,处理后道集资料有效提高了密度反演的精度,这将为油气勘探提供新的手段。

... 刘仕友等人^[16]对叠前CRP道集振幅和频率特征进行优化处理,拓宽了道集可利用的角度范围,大角度资料参与反演提高了密度反演的稳定性 ...

2016

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周鹏, 张益明, 刘志斌, 等. 地震道集优化方法及应用[J]. 石油地球物理勘探, 2016, 51(2): 232-237.

... 周鹏等人^[17]通过不同角度子波与参考道子波的振幅谱差异,求取了简化子波拉伸因子,进而改善了动校正拉伸引起的远道频率降低现象 ...

2010

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李芳, 曹思远, 姚健. 相位拟合法的去调谐效应研究[J]. 地球物理学进展, 2010, 25(6): 2130-2136.

Detuning effect in thin beds is a tough issue in seismic amplitude interpretation. This paper suggests a new method, named the phase fitting method from the view of phase information striving for getting rid of tuning effect in thin beds. The purpose of our work is to get those true seismic amplitudes related to rock properties back. We take class an 1 AVO case and real seismic data set as examples to validate this new method. The results we get are acceptable and encouraging. The key of the new method is that the method has characteristics of non-wavelet limit, large range of depth and weak sensitive to noise.

由于薄层的调谐效应直接影响真振幅地震资料解释,因此,本文提出一种去调谐振幅的新方法—相位拟合法,利用相位信息去除薄层的调谐效应从而获得与地下岩石物理性质直接相关的反射振幅.从第1类AVO实例以及实际地震资料的处理效果图证实该方法可以得到令人满意的去调谐振幅值,而且该方法能够不受地震子波类型和相位的约束,可以处理调谐地层的去调谐难题,并且,具有较弱的噪音敏感特点.

... 李芳等人^[18]假设地层顶底弹性性质微小变化,实现了相位拟合法去调谐方法,取得了良好效果 ...

2007

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... Perez和Marfurt^[19]构建了稳态谱整形算子,消除了共角度成像道集拉伸畸变,但是算子仅与入射角有关 ...

2016

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... 考虑地震数据具有的非稳态特征^[20,21],上述求取稳态匹配算子的方法,应用到物性变化剧烈的地区存在一定局限性 ...

2011

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张繁昌, 李传辉. 非平稳地震信号匹配追踪时频分析[J]. 物探与化探, 2011, 35(4): 546-552.

In this paper, the authors made Ricker wavelet-based adaptive matching pursuit decomposition of seismic signals and discussed the method of time-frequency representation by matching wavelets. Since the time-frequency information of matching wavelet's Wigner-Ville distribution is limited, this paper proposes a time-frequency representation based on adjustable window Short Time Fourier Transform. Furthermore, by using the complex spectrum of matching wavelets, this paper introduces a new time-frequency representation, which not only has the same resolution and energy concentration properties as Wigner-Ville method, but also retains the most basic time-frequency characteristics of the original signal without cross term and window truncation effects. Compared with time-frequency characteristics of Short Time Fourier transform and S-transform, the matching pursuit time-frequency representation and instantaneous spectral parameters have higher resolution. Real data application also shows that the matching pursuit time-frequency analysis is very suitable for seismic signal with non-stationary characteristics.

根据三步法匹配追踪原理实现了基于雷克子波的地震信号自适应分解,在此基础上,讨论了利用匹配子波进行地震信号时频表征的方法。由于常规匹配追踪时频是以Wigner-Ville分布为基础,得到的时频信息有限,因此给出了一种基于可调窗口的短时傅氏变换时频表示方法,进而又利用各匹配子波的复谱,引入一种新的时频表示方法,不仅与Wigner-Ville方法具有同等的分辨率和能量聚集特性,而且保留了原信号的最基本时频特征,不存在交叉项和窗口截断效应。通过与短时傅氏变换和S变换时频特征的对比发现,匹配追踪时频表征和瞬时谱参数具有更高的分辨率。实际数据的应用也表明,匹配追踪分解非常适用于非平稳特征的地震信号的时频分析。

... 考虑地震数据具有的非稳态特征^[20,21],上述求取稳态匹配算子的方法,应用到物性变化剧烈的地区存在一定局限性 ...

2001

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... Castoro等^[22]给出了一种时变频率域滤波方法,处理动校正拉伸问题,但不能实现地震数据的自适应分解,处理效果会受时窗影响 ...

2011

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... Lamoureux时窗(下文简写为L时窗)由CREWS研究组提出^[23],比高斯窗具有更好的局域特性,Wang等^[24]给出了一种基于自适应优化局域L时窗(或称分子窗)反褶积方法,戴永寿等人^[25]对局域L时窗求取的优化过程进行了改进 ...

2013

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... 笔者借鉴Wang等人给出的局域L时窗自适应构建方法^[24],实现了地震数据的非稳态分解,为后续非稳态匹配去调谐奠定了基础,具体方法不再详述,实现过程将在下一节中以实例形式介绍 ...

2015

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戴永寿, 王晓波, 丁进杰, 等. 自适应分段的时变子波估计方法[J]. 石油地球物理勘探, 2015, 50(4): 607-612.

Most current wavelet extraction methods based on conventional convolution model do not take the nonstationarity of seismic data into considerations, so the extracted wavelet is not accurate. Therefore we propose in this paper a time-variant wavelet estimation method based on adaptive segmentation. First, according to the principle of the adaptive molecular decomposition, the secondary spectrum simulation replaces the fitted wavelet spectrum of the polynomial method to greatly improve the optimization accuracy of adaptive molecular windows. Then, an approach for similarity maximum of time-variant wavelet spectrum is chosen to determine optimum window segmentation. Finally the time-variant wavelet is obtained with inverse Fourier transform after adaptive molecular windows are segmented. Simulation and real seismic data tests show that the proposed method is suitable for time-variant wavelet estimation.

针对目前时变子波估计中忽略地震记录的非平稳特性导致子波估计不准的问题,提出了一种基于自适应分段的时变子波估计方法.根据自适应分子分解法基本原理,自适应分段以二次谱法替代原有的多项式法拟合子波振幅谱,有效提高了自适应分子窗的寻优精度;采用使时变子波振幅谱相似度最大的方法确定最优的时窗函数分段,实现自适应分子窗的合理划分,进而以傅里叶反变换实现时变子波估计.通过数据仿真和实际地震数据处理等验证了该方法在子波估计中的有效性和适用性.

2014

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... Xie和Liu^[26]提出了振幅#cod#x02014 ...