本發(fā)明涉及高分辨率地震勘探和儲(chǔ)層預(yù)測(cè)，特別是涉及一種提高地震數(shù)據(jù)分辨率的方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、地震勘探是探測(cè)地下構(gòu)造最為重要的地球物理方法，該方法類(lèi)似于醫(yī)學(xué)上的ct成像，通過(guò)在地表激發(fā)地震波，并接收來(lái)自地下的反射信號(hào)對(duì)地下構(gòu)造進(jìn)行探測(cè)和成像。地震勘探是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及眾多的技術(shù)領(lǐng)域，其中，提高地震數(shù)據(jù)分辨率是其中極為重要的技術(shù)內(nèi)容。

2、而地震反演是提高地震數(shù)據(jù)分辨率最為重要的技術(shù)方法，其基本思想是利用地震反射信號(hào)對(duì)地下結(jié)構(gòu)進(jìn)行高分辨率反演和預(yù)測(cè)。與大多數(shù)其它領(lǐng)域的反演問(wèn)題一樣，地震反演存在較強(qiáng)的多解性和不確定性，為此，需要將地下結(jié)構(gòu)的先驗(yàn)信息引入到地震反演系統(tǒng)，在提高地震數(shù)據(jù)分辨率的同時(shí)，減小高分辨率反演結(jié)果的不確定性。高斯分布和柯西分布是目前最為常用的關(guān)于反射系數(shù)先驗(yàn)信息的數(shù)學(xué)假設(shè)。高斯分布模型假設(shè)反射系數(shù)是平滑分布的，而柯西分布模型假設(shè)反射系數(shù)是稀疏分布的?；诳挛髂Ｐ偷姆椒ㄝ^基于高斯模型的方法能夠更大程度地提高地震數(shù)據(jù)分辨率，但其高頻分量具有更強(qiáng)的多解性，且對(duì)弱反射信號(hào)具有一定的壓制效應(yīng)。

3、實(shí)際地層的反射結(jié)構(gòu)受構(gòu)造演化、沉積層序、巖性分布和物性差異等多種因素的影響。高斯和柯西等解析形式的數(shù)學(xué)假設(shè)很難完備、客觀地描述實(shí)際地層的反射系數(shù)概率分布特征，無(wú)法反映特定地區(qū)地層結(jié)構(gòu)的個(gè)性變化。數(shù)學(xué)假設(shè)的普遍性和抽象性和實(shí)際地層的個(gè)性化和具體化的矛盾不僅嚴(yán)重制約了地震數(shù)據(jù)的分辨率，也不可避免地導(dǎo)致了高頻分量的多解性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N提高地震數(shù)據(jù)分辨率的方法及裝置。旨在增強(qiáng)地震數(shù)據(jù)反映地下薄層結(jié)構(gòu)的能力。

2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N提高地震數(shù)據(jù)分辨率的方法，所述方法包括：

3、根據(jù)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，確定地層的反射系數(shù)序列；

4、根據(jù)所述反射系數(shù)序列確定反射系數(shù)的概率分布函數(shù)；

5、根據(jù)反射系數(shù)的概率分布函數(shù)，構(gòu)建對(duì)應(yīng)的高分辨率地震反演系統(tǒng)；

6、通過(guò)將地震數(shù)據(jù)輸入所述高分辨率地震反演系統(tǒng)，獲得所述地震數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的高分辨率地震數(shù)據(jù)。

7、可選地，所述根據(jù)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，確定地層的反射系數(shù)序列，包括：

8、根據(jù)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，確定測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的速度和密度；

9、根據(jù)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的速度和密度，通過(guò)反射系數(shù)序列確定函數(shù)對(duì)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，獲得對(duì)應(yīng)的反射系數(shù)序列，所述反射系數(shù)序列確定函數(shù)為：

10、

11、其中，z(ti)＝v(ti)ρ(ti)為ti時(shí)刻的波阻抗，v(ti)為ti時(shí)刻測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的速度，ρ(ti)為ti時(shí)刻測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的密度，r(t)為反射系數(shù)序列。

12、可選地，所述根據(jù)所述反射系數(shù)序列確定反射系數(shù)的概率分布函數(shù)，包括：

13、通過(guò)直方圖對(duì)反射系數(shù)序列的概率分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；

14、根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，通過(guò)穩(wěn)態(tài)分布函數(shù)對(duì)所述統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行估計(jì)擬合，獲得所述反射系數(shù)序列的概率分布函數(shù)，所述穩(wěn)態(tài)分布函數(shù)為：

15、

16、其中，f(·)為穩(wěn)態(tài)分布的概率表達(dá)式，τ為積分因子，j為虛數(shù)單位，α為特征指數(shù)，β為偏斜參數(shù)，c為尺度參數(shù)，μ為位置參數(shù)，r為反射系數(shù)矩陣。

17、可選地，所述根據(jù)反射系數(shù)的概率分布函數(shù)，構(gòu)建對(duì)應(yīng)的高分辨率地震反演系統(tǒng)，包括：

18、將確定的反射系數(shù)的概率分布函數(shù)確定為先驗(yàn)概率分布函數(shù)，并預(yù)設(shè)條件分布函數(shù)；

19、根據(jù)貝葉斯原理、所述先驗(yàn)概率分布函數(shù)和所述預(yù)設(shè)條件分布函數(shù)，確定對(duì)應(yīng)的反演目標(biāo)函數(shù)，所述反演目標(biāo)函數(shù)為：

20、

21、其中，d表示地震數(shù)據(jù)，g為地震子波的褶積矩陣形式，k1和σ為比例系數(shù)；

22、將所述反演目標(biāo)函數(shù)確定為地震反演系統(tǒng)的目標(biāo)函數(shù)，以構(gòu)建高分辨率地震反演系統(tǒng)。

23、可選地，所述預(yù)設(shè)條件分布函數(shù)為

24、本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N提高地震數(shù)據(jù)分辨率的方法，適用于復(fù)雜薄層結(jié)構(gòu)的高分辨率地震數(shù)據(jù)處理，首先利用測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算實(shí)際地層的反射系數(shù)序列，對(duì)實(shí)際地層的反射系數(shù)序列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到反射系數(shù)的概率分布函數(shù)。然后，將反射系數(shù)的概率分布函數(shù)引入到地震反演系統(tǒng)中，在反射系數(shù)的概率分布函數(shù)驅(qū)動(dòng)下對(duì)地震數(shù)據(jù)進(jìn)行高分辨率處理，以此增強(qiáng)地震數(shù)據(jù)反映地下薄層結(jié)構(gòu)的能力，能夠更大幅度地提高地震數(shù)據(jù)分辨率，更加準(zhǔn)確地對(duì)地下結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測(cè)和描述。

25、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N提高地震數(shù)據(jù)分辨率的裝置，所述裝置包括：

26、數(shù)據(jù)獲取單元，用于獲取地震數(shù)據(jù)和測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)；

27、反射系數(shù)序列確定單元，用于根據(jù)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，確定地層的反射系數(shù)序列；

28、概率分布函數(shù)確定單元，用于根據(jù)所述反射系數(shù)序列確定反射系數(shù)的概率分布函數(shù)；

29、高分辨率地震反演系統(tǒng)構(gòu)建單元，用于根據(jù)反射系數(shù)的概率分布函數(shù)，構(gòu)建對(duì)應(yīng)的高分辨率地震反演系統(tǒng)；

30、地震數(shù)據(jù)分辨率提高單元，用于通過(guò)將地震數(shù)據(jù)輸入所述高分辨率地震反演系統(tǒng)，獲得所述地震數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的高分辨率地震數(shù)據(jù)。

31、可選地，所述反射系數(shù)序列確定單元包括：

32、速度與密度確定單元，用于根據(jù)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，確定測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的速度和密度；

33、反射系數(shù)序列確定子單元，用于根據(jù)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的速度和密度，通過(guò)反射系數(shù)序列確定函數(shù)對(duì)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，獲得對(duì)應(yīng)的反射系數(shù)序列，所述反射系數(shù)序列確定函數(shù)為：

34、

35、其中，z(ti)＝v(ti)ρ(ti)為ti時(shí)刻的波阻抗，v(ti)為ti時(shí)刻測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的速度，ρ(ti)為ti時(shí)刻測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的密度，r(t)為反射系數(shù)序列。

36、可選地，所述概率分布函數(shù)確定單元包括：

37、概率分布統(tǒng)計(jì)單元，用于通過(guò)直方圖對(duì)反射系數(shù)序列的概率分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；

38、概率分布函數(shù)確定子單元，用于根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，通過(guò)穩(wěn)態(tài)分布函數(shù)對(duì)所述統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行估計(jì)擬合，獲得所述反射系數(shù)序列的概率分布函數(shù)，所述穩(wěn)態(tài)分布函數(shù)為：

39、

40、其中，f(·)為穩(wěn)態(tài)分布的概率表達(dá)式，τ為積分因子，j為虛數(shù)單位，α為特征指數(shù)，β為偏斜參數(shù)，c為尺度參數(shù)，μ為位置參數(shù)，r為反射系數(shù)矩陣。

41、可選地，所述高分辨率地震反演系統(tǒng)構(gòu)建單元包括：

42、分布函數(shù)確定單元，用于將確定的反射系數(shù)的概率分布函數(shù)確定為先驗(yàn)概率分布函數(shù)，并預(yù)設(shè)條件分布函數(shù)；

43、反演目標(biāo)函數(shù)確定單元，用于根據(jù)貝葉斯原理、所述先驗(yàn)概率分布函數(shù)和所述預(yù)設(shè)條件分布函數(shù)，確定對(duì)應(yīng)的反演目標(biāo)函數(shù)，所述反演目標(biāo)函數(shù)為：

44、

45、其中，d表示地震數(shù)據(jù)，g為地震子波的褶積矩陣形式，k1和σ為比例系數(shù)；

46、高分辨率地震反演系統(tǒng)構(gòu)建子單元，用于將所述反演目標(biāo)函數(shù)確定為地震反演系統(tǒng)的目標(biāo)函數(shù)，以構(gòu)建高分辨率地震反演系統(tǒng)。

技術(shù)特征：

1.一種提高地震數(shù)據(jù)分辨率的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述提高地震數(shù)據(jù)分辨率的方法，其特征在于，所述根據(jù)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，確定地層的反射系數(shù)序列，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述提高地震數(shù)據(jù)分辨率的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述反射系數(shù)序列確定反射系數(shù)的概率分布函數(shù)，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述提高地震數(shù)據(jù)分辨率的方法，其特征在于，所述根據(jù)反射系數(shù)的概率分布函數(shù)，構(gòu)建對(duì)應(yīng)的高分辨率地震反演系統(tǒng)，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述提高地震數(shù)據(jù)分辨率的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)條件分布函數(shù)為

6.一種提高地震數(shù)據(jù)分辨率的裝置，其特征在于，所述裝置包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述提高地震數(shù)據(jù)分辨率的裝置，其特征在于，所述反射系數(shù)序列確定單元包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述提高地震數(shù)據(jù)分辨率的裝置，其特征在于，所述概率分布函數(shù)確定單元包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述提高地震數(shù)據(jù)分辨率的裝置，其特征在于，所述高分辨率地震反演系統(tǒng)構(gòu)建單元包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N提高地震數(shù)據(jù)分辨率的方法及裝置。所述方法包括：根據(jù)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)，確定地層的反射系數(shù)序列；根據(jù)所述反射系數(shù)序列確定反射系數(shù)的概率分布函數(shù)；根據(jù)反射系數(shù)的概率分布函數(shù)，構(gòu)建對(duì)應(yīng)的高分辨率地震反演系統(tǒng)；通過(guò)將地震數(shù)據(jù)輸入所述高分辨率地震反演系統(tǒng)，獲得所述地震數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的高分辨率地震數(shù)據(jù)。旨在增強(qiáng)地震數(shù)據(jù)反映地下薄層結(jié)構(gòu)的能力。

技術(shù)研發(fā)人員：趙寶銀,吳開(kāi)龍,石文武,孫明,高文中,楊曉利,王方魯,張敬藝
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)石油天然氣股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21