地震資料約束下測井數據外推中的頻率搬移方法
2023-12-11 15:25:12 2
專利名稱：地震資料約束下測井數據外推中的頻率搬移方法
技術領域：
地震資料約束下測井數據外推中的頻率搬移方法屬於地震勘探技術領域，尤其設計地震數據約束下測井數據外推的技術領域。
為了獲取大面積的較高解析度的油氣參數體，人們提出了許多在地震資料約束下外推測井數據的方法。但是，在利用只有低頻成分的地震資料估計較高分辨的油氣參數體的高頻成分時，存在著奇異性即多解性的問題。例如由向量Ak＝[ak1，ak2，ak3]， B＝[b1，b2，0]，且aki≠0，i＝1，2，3；bj≠0，j＝1，2，產生向量Ck＝[ak1b1，ak2b2，ak30]＝[ak1b1，ak2b2，0]。把它用於解決地震資料約束下外推測井數據時，可以把問題簡化為已知A1，C1，已知Ck，k≠1，估計Ak。我們可以用A1，C1B，再用Ck，k≠1和BAk。但由於b3＝0，故Ak中其第三項無法確定，即存在多解性問題，假定可以由Ck，k≠1中的前兩項來估計出Ak中的第三項。目前是利用一些非線性映射技術，如人工神經網絡技術來實現的。但所用的基於學習的非線性映射技術，都需要事先由人工確定一些對結果有很大影響的參數，對於不同的處理人員，其差別很大。
本發明的特徵在於1.它是一種借用通信領域中常用的頻率搬移技術以解決地震資料約束下的測井資料和儲層參數外推中存在的奇異性、多解性問題的方法，它依次含有以下步驟(1)向計算機輸入以下參數地震信號x(t)，設定的頻率範圍，信號採樣間隔Δt，頻率搬移參數I＝[1，2，…，N]中任一包含1在內的子集。
(2)頻率搬移，生成不同頻帶信號利用公知的Hilbert變換，得到x(t)的覆信號x(t)+xI(t)，從中求出瞬時振幅A(t)和相位θ(t)；(3)利用頻率域濾波去掉超出設定頻率範圍的頻率成分(3.1)對於i∈I中的任一i，估計搬移後信號yi(t)＝A(t)Cos(iθ(t))；(3.2)利用Fourier(傅氏變換)得到其頻譜γi(f)；(3.3)把頻譜內超出設定頻率範圍內的頻率成分置為0；(3.4)利用Fourier反變換得到濾波後信號yi′(t)；(4)合併所有經濾波後的搬移後信號，得到偽超解析度信號y(t)=iIyi(t)]]>。
本發明所述的頻率搬移參數I＝[1，3，5]。
仿真實驗表明它解決了非線性映射技術中存在的多解性問題。
圖1、地震資料約束下測井數據外推中的頻率搬移方法的電腦程式流程圖。
圖2、人工合成記錄偽超解析度處理示例。
a)地震剖面；b)偽超解析度剖面；c)對應地震信號的頻譜；d)對應偽超解析度信號的頻譜；e)地震剖面的局部放大圖；f)偽超解析度剖面的局部放大圖；具體實施方式
我們首先簡單地介紹一下通信中常用地模擬線性調製技術調製後的信號的頻譜為調製信號頻譜的平移和線性變換。設輸入信號是x(t)，則通過調製後的信號為y(t)＝(A+x(t))cos(ωct+θc)式中A為外加的直流分量，ωc為載波信號的角頻率，θc為載波信號的起始相位。
利用頻率搬移技術，我們可以從有限頻帶的原始地震信號出發，生成不同頻帶的相應的信號。通過將生成的不同頻帶信號和原始信號組合在一起，可以得到一個頻帶寬的多的信號。它雖然生成了原始信號中缺失的頻率成分，屬於一種超解析度技術，但由於生成的頻率成分不是真正的頻率成分，所以我們稱生成的新的寬帶信號為偽超解析度信號。為了使生成的偽超解析度信號與原地震信號保持一致，我們使用了一種基於Hilbert變換的頻率搬移技術(現代通信原理，曹志剛，錢亞生，清華大學出版社，1999)，通過Hilbert變換，我們得到地震信號x(t)的覆信號x(t)+jxI(t)，得到其瞬時振幅M(t)和相位θ(t)，則還原地震信號保持紋理一致的超解析度信號為y(t)=M(t)iCos[i(t)]]]>其中i∈I，I可以是[1，2，L N]中任一包含1在內的子集。我們取I為[1，3，5]。因此用這種偽超解析度信號代替帶限的地震信號，既可滿足外推的需要的層位約束，又可解決測井數據外推中存在的多解性。
圖1是它的電腦程式流程框圖。
圖2是一個合成地震剖面的偽超解析度處理實例。在圖2c中白色的箭頭指出了原信號的頻譜變為0的位置。由圖2可知，偽超解析度信號的頻譜得到明顯的拓寬，且延續了原信號頻譜的紋理特徵。通過對局部放大圖的對比可知，本發明提出的偽超解析度方法僅使原地震剖面的同相軸變細，而不產生新的同相軸。
本發明的仿真實驗是在CPU為P4 1.6G，Hard Disk為80GB，顯卡為Geforce2 pro 32MB的一臺PC機上進行的。
權利要求
1.地震資料約束下的測井數據外推中的頻率搬移方法，其特徵在於，它是一種借用通信領域中常用的頻率搬移技術以解決地震資料約束下的測井資料和儲層參數外推中存在的奇異性、多解性問題的方法，它依次含有以下步驟(1)向計算機輸入以下參數地震信號x(t)，設定的頻率範圍，信號採樣間隔Δt，頻率搬移參數I＝[1，2，…，N]中任一包含1在內的子集。(2)頻率搬移，生成不同頻帶信號利用公知的Hilbert變換，得到x(t)的覆信號x(t)+jxI(t)，從中求出瞬時振幅A(t)和相位θ(t)；(3)利用頻率域濾波去掉超出設定頻率範圍的頻率成分(3.1)對於i∈I中的任一i，估計搬移後信號yi(t)＝A(t)Cos(iθ(t))；(3.2)利用Fourier(傅氏變換)得到其頻譜γi(f)；(3.3)把頻譜內超出設定頻率範圍內的頻率成分置為0；(3.4)利用Fourier反變換得到濾波後信號yi′(t)；(4)合併所有經濾波後的搬移後信號，得到偽超解析度信號y(t)=iIyi(t)]]>。
2.根據權利要求1所述的地震資料約束下，測井數據外推中的頻率搬移方法，其特徵在於所述的頻率搬移參數I＝[1，3，5]。
全文摘要
地震資料約束下測井數據外推中的頻率搬移方法屬於地震勘探技術領域，其特徵在於它是一種借用通信領域中常用的頻率搬移技術以解決地震資料約束下測井數據外推中存在的多解性問題的方法，它利用通信領域中的Hilbert變換技術把原地震信號擴展為頻譜得到明顯拓寬而且又延續了原信號頻譜的紋理特徵的偽超解析度信號，用它來代替頻率受限的測得的地震信號，去約束測井數據的外推，既滿足了外推時需要的層位約束，又可以解決測井數據外推中存在的多解性問題。
文檔編號G01V1/40GK1431524SQ03102680
公開日2003年7月23日 申請日期2003年2月14日 優先權日2003年2月14日
發明者陸文凱 申請人:清華大學