利用動態時間調整進行縱波和轉換波數據匹配的方法
2023-10-10 11:22:34 1
利用動態時間調整進行縱波和轉換波數據匹配的方法
【專利摘要】本發明提供了一種利用動態時間調整進行縱波和轉換波數據匹配的方法，包括：將採集的地震波通過正常時差校正等處理後生成振幅隨偏移距變化的縱波道集和轉換波道集；對縱波道集和轉換波道集分別進行振幅隨偏移距變化反演，獲得縱波的振幅隨偏移距變化屬性集和轉換波的振幅隨偏移距變化屬性集；基於動態時間調整分別對縱波的振幅隨偏移距變化屬性集和轉換波的振幅隨偏移距變化屬性集進行計算，獲得縱波與轉換波之間的時移量序列；根據時移量序列對轉換波道集進行時移，獲得在縱波時間域匹配後的轉換波數據集。本發明能夠得到每個樣點的時移量，從而適應時移量變化劇烈的情況，且不受相關時窗和門檻值的影響，對低信噪比和解析度的數據也能得到較好的結果。
【專利說明】利用動態時間調整進行縱波和轉換波數據匹配的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種利用動態時間調整進行縱波和轉換波數據匹配的方法，屬於地震 勘探【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 在現有的地震勘探技術中，縱波（PP :縱波入射，縱波反射）和轉換波（PS :縱波入 射，橫波反射）的聯合分析可以提高構造成像、巖性估計、各向異性分析、流體預測和儲層 描述的精度及可信度。在聯合分析過程中，進行縱波（PP)和轉換波（PS)同相軸時間匹配 是非常重要的、也是非常困難的一個步驟。
[0003] 由於縱波和橫波在傳播和反射中的機理不同，造成地下反射界面在縱波剖面上和 在轉換波剖面上的旅行時和波形都存在差異，這些差異主要表現在以下幾個方面：1)縱波 和轉換波對同一地層具有不同的反射特徵，對於一些巖性界面，縱波的反射很弱或者沒有， 而轉換波較強，反之亦然，從而導致縱波和轉換波在地震反射剖面上的同相軸個數不相同。 2)橫波的能量衰減很快，一般縱波和轉換波能量差異在三個數量級以上；且轉換波相對於 縱波波的相位畸變嚴重，或存在相位反轉問題。3)轉換波主頻低，頻帶一般只有縱波的一 半，解析度也比縱波低得多。
[0004] 在現有技術中，對縱波和轉換波同相軸進行時間匹配的方法是利用縱波和轉換波 資料的波形相似性進行匹配，由於縱波和轉換波剖面上的波形差異性，使得這種方法效果 較差。因此，現有技術還採用屬性驅動的方法彌補波形相似性的缺點，其原理是分別從縱波 和轉換波上提取具有最大相關性的屬性，然後利用這兩個屬性的相關特性實現縱波和轉換 波同相軸時間匹配，進行層位對比和速度比提取。
[0005] 由於現有技術中的時間匹配方法和屬性驅動的方法都是利用互相關方法進行相 似性運算，然而互相關方法本身受到很多條件的限制，諸如相關時窗大小、門檻值、大時移 量、低信噪比、帶限有限長度信號、解析度等條件，所以在實際應用中，時間匹配的精度仍然 較低，極大地影響著後續的聯合反演、聯合解釋等分析工作。
【發明內容】
[0006] 本發明為解決現有的時間匹配方法和屬性驅動的方法存在的匹配精度較低的問 題，進而提出了一種利用動態時間調整進行縱波和轉換波數據匹配的方法，具體包括如下 的技術方案：
[0007] -種利用動態時間調整進行縱波和轉換波數據匹配的方法，所述方法包括：
[0008] 將採集的地震波通過正常時差校正等處理後生成振幅隨偏移距變化的縱波道集 和轉換波道集；
[0009] 對所述縱波道集和所述轉換波道集分別進行振幅隨偏移距變化反演，獲得所述縱 波的振幅隨偏移距變化屬性集和所述轉換波的振幅隨偏移距變化屬性集；
[0010] 基於動態時間調整分別對所述縱波的振幅隨偏移距變化屬性集和所述轉換波的 振幅隨偏移距變化屬性集進行計算，獲得所述縱波與所述轉換波之間的時移量序列；
[0011] 根據所述時移量序列對所述轉換波道集進行時移，獲得在縱波時間域匹配後的轉 換波數據集。
[0012] 本發明所述的振幅隨偏移距變化屬性包括截距、梯度、密度、縱波速度、橫波速度、 波阻抗、拉梅常數或彈性參數中的至少一種。
[0013] 本發明所述的對縱波道集和轉換波道集分別進行振幅隨偏移距變化反演的過程 包括：
[0014] 從所述縱波道集和所述轉換波道集中選取入射角範圍內的縱波道集和轉換波道 集進行反演，所述入射角範圍小於臨界角。
[0015] 本發明所述的計算獲得縱波與轉換波之間的時移量序列的過程包括：
[0016] 計算獲得所述縱波道集與所述轉換波道集之間的對齊誤差；
[0017] 對所述對齊誤差進行迭代計算，獲得累積距離；
[0018] 將所述累積距離通過反向追蹤獲得的最小路徑確定為時移量序列。
[0019] 綜上所述，本發明通過將縱波和轉換波數據之間的匹配轉換為縱波和轉換波的振 幅隨偏移距變化屬性之間的匹配，並利用動態時間調整實現這個匹配過程，能夠得到每個 樣點的時移量，從而適應時移量變化劇烈的情況，且不受相關時窗和門檻值的影響，對低信 噪比和解析度的數據也能得到較好的結果，因此在地震資料解釋和儲層預測方面具有廣闊 的應用前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020] 圖1為本【具體實施方式】提供的含有密度、縱波速度和橫波速度的測井曲線圖；
[0021] 圖2A為本【具體實施方式】提供的由測井曲線正演得到的縱波振幅隨偏移距變化道 集不意圖；
[0022] 圖2B為本【具體實施方式】提供的由測井曲線正演得到的轉換波振幅隨偏移距變化 道集示意圖；
[0023] 圖3A為本【具體實施方式】提供的對縱波振幅隨偏移距變化道集進行反演得到的振 幅隨偏移距變化屬性示意圖；
[0024] 圖3B為本【具體實施方式】提供的對轉換波振幅隨偏移距變化道集進行反演得到的 振幅隨偏移距變化屬性示意圖；
[0025] 圖4為本【具體實施方式】提供的在單位時間內縱波與轉換波之間的時移量示意圖；
[0026] 圖5為本【具體實施方式】提供的與縱波匹配後的轉換波的數據示意圖。
【具體實施方式】
[0027] 本【具體實施方式】是對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，其中的實施例僅 僅是本發明的一部分實施例，而並不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域技術 人員在沒有經過創造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施方式都屬於本發明的保護範 圍。
[0028] 本【具體實施方式】提供了一種利用動態時間調整進行縱波和轉換波數據匹配的方 法，所述方法包括：
[0029] 步驟1，將採集的地震波通過正常時差校正等處理後生成振幅隨偏移距變化的縱 波道集和轉換波道集。
[0030] 具體的，正常時差校正（ΝΜ0)是對地震波的一個處理步驟，進行正常時差校正後， 一個道集內相同時間的數據都是來自地下相同的深度，以便進行振幅隨偏移距變化反演。 振幅隨偏移距變化（AV0)方法在本【具體實施方式】中用於進行反演。
[0031] 步驟2,對所述縱波道集和所述轉換波道集分別進行振幅隨偏移距變化反演，獲得 所述縱波的振幅隨偏移距變化屬性集和所述轉換波的振幅隨偏移距變化屬性集。
[0032] 具體的，反演的過程用於提取縱波道集和轉換波道集中具有最大相關性的屬性， 反演方法可採用線性的或非線性的方法。其中，振幅隨偏移距變化屬性包括截距、梯度、密 度、縱波速度、橫波速度、波阻抗、拉梅常數或彈性參數中的至少一種。
[0033] 步驟3,基於動態時間調整分別對所述縱波的振幅隨偏移距變化屬性集和所述轉 換波的振幅隨偏移距變化屬性集進行計算，獲得所述縱波與所述轉換波之間的時移量序 列。
[0034] 具體的，基於動態時間調整（DTW)的計算獲得縱波與轉換波之間的時移量序列的 過程包括：
[0035] 首先，對於時間序列f[i]和g[i]，首先計算f[i]和g[i]之間的對齊誤差e[i，l]。
[0036] e[i, 1] = (f [i]-g[i+l])2 (1)
[0037] 其中，1是整數的樣點時延量。
[0038] 然後，對對齊誤差e[i，1]做迭代計算，得到累積距離d[i，1]，計算公式如下：
[0039] d[0, 1] = e[0, 1] μ[/-u-1]
[0040] 4U]二 e[7,/]+min 如/[/-1,/] (2) id/[/-L/ + l]
[0041] for i = 1，2, · · ·，N_L
[0042] 最後，在累積距尚d[i，1]中反向追蹤尋找最小路徑，即時移量序列u[0:N_l]。開 始追蹤的第一個時延是u [N-1]，最後一個時延是u [0]。
[0043] u[N~l] = argmind[N-l, 1] 「00441 〃卜 1] =argmiiu/[/ -1，/] (3)
[0045] for i = Ν_1，Ν_2, · · ·，1·
[0046] 步驟4,根據所述時移量序列對所述轉換波道集進行時移，獲得在縱波時間域匹配 後的轉換波數據集。
[0047] 具體的，將步驟3中獲得的時移量序列對轉換波數據進行時移，得到縱波時間域 的轉換波數據集，即匹配後的轉換波數據，從而可以進行後續的縱波和轉換波聯合分析。 [0048] 下面通過具體的實施例，對本發明提供的利用動態時間調整進行縱波和轉換波數 據匹配的方法進行詳細說明。
[0049] 實施例1
[0050] 步驟1)在野外利用縱波震源激發地震波並利用檢波器記錄地震波，按照常規地 震資料處理流程對採集的數據進行相對振幅保持的高保真處理，生成振幅隨偏移距變化的 正常時差校正後的縱波道集和轉換波道集；圖1是含有密度、縱波速度和橫波速度的測井 曲線；圖2A和圖2B分別是由圖1中測井曲線正演得到的振幅隨偏移距變化的縱波道集和 轉換波道集。
[0051] 步驟2)對步驟1)形成的縱波道集和轉換波道集進行振幅隨偏移距變化反演。首 先對縱波道集的入射角進行分析，選取合適的入射角範圍，例如0-35°，避免最大入射角等 於或超過臨界角。選取入射角範圍內的縱波道集（如圖2A所示）反演得到縱波的振幅隨 偏移距變化屬性。相應的屬性可以包括對振幅隨偏移距變化截距和振幅隨偏移距變化梯度 屬性進行求差運算得到的差異屬性（如圖3A所示）。選取入射角範圍內的轉換波振幅隨偏 移距變化道集（如圖2B所示）反演得到轉換波的振幅隨偏移距變化屬性，例如Romas公式 係數A(如圖3B所示）。
[0052] 步驟3)採用動態時間調整對步驟2)中縱波的振幅隨偏移距變化屬性和轉換波的 振幅隨偏移距變化屬性進行計算，得到兩者之間的時移量（如圖4所示）。
[0053] 步驟4)將步驟3)中的時移量對轉換波數據進行時移，得到縱波時間域的轉換波 數據，即與縱波匹配後的轉換波數據（如圖5所示），從而可以進行後續的縱波和轉換波聯 合分析。
[0054] 綜上所述，本發明通過將縱波和轉換波數據之間的匹配轉換為縱波和轉換波的振 幅隨偏移距變化屬性之間的匹配，並利用動態時間調整實現這個匹配過程，能夠得到每個 樣點的時移量，從而適應時移量變化劇烈的情況，且不受相關時窗和門檻值的影響，對低信 噪比和解析度的數據也能得到較好的結果，因此在地震資料解釋和儲層預測方面具有廣闊 的應用前景。
[0055] 以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明的精神與範疇，而對其 進行的等效修改或變更，均應包括於權利要求中。
【權利要求】
1. 一種利用動態時間調整進行縱波和轉換波數據匹配的方法，其特徵在於，所述方法 包括： 將採集的地震波通過正常時差校正等處理後生成振幅隨偏移距變化的縱波道集和轉 換波道集； 對所述縱波道集和所述轉換波道集分別進行振幅隨偏移距變化反演，獲得所述縱波的 振幅隨偏移距變化屬性集和所述轉換波的振幅隨偏移距變化屬性集； 基於動態時間調整分別對所述縱波的振幅隨偏移距變化屬性集和所述轉換波的振幅 隨偏移距變化屬性集進行計算，獲得所述縱波與所述轉換波之間的時移量序列； 根據所述時移量序列對所述轉換波道集進行時移，獲得在縱波時間域匹配後的轉換波 數據集。
2. 如權利要求1所述的利用動態時間調整進行縱波和轉換波數據匹配的方法，其特徵 在於，所述振幅隨偏移距變化屬性包括截距、梯度、密度、縱波速度、橫波速度、波阻抗、拉梅 常數或彈性參數中的至少一種。
3. 如權利要求1或2所述的利用動態時間調整進行縱波和轉換波數據匹配的方法，其 特徵在於，所述對縱波道集和轉換波道集分別進行振幅隨偏移距變化反演的過程包括： 從所述縱波道集和所述轉換波道集中選取入射角範圍內的縱波道集和轉換波道集進 行反演，所述入射角範圍小於臨界角。
4. 如權利要求1所述的利用動態時間調整進行縱波和轉換波數據匹配的方法，其特徵 在於，所述計算獲得縱波與轉換波之間的時移量序列的過程包括： 計算獲得所述縱波道集與所述轉換波道集之間的對齊誤差； 對所述對齊誤差進行迭代計算，獲得累積距離； 將所述累積距離通過反向追蹤獲得的最小路徑確定為時移量序列。
5. 如權利要求4所述的利用動態時間調整進行縱波和轉換波數據匹配的方法，其特徵 在於，所述計算獲得所述縱波道集與所述轉換波道集之間的對齊誤差的過程包括： 對於時間序列f[i]和g[i]，通過以下公式計算f[i]和g[i]之間的對齊誤差e[i，l]:e[i,l] = (f[i]-g[i+l])2 其中，1是整數的樣點時延量。
6. 如權利要求5所述的利用動態時間調整進行縱波和轉換波數據匹配的方法，其特徵 在於，對所述對齊誤差進行迭代計算獲得累積距離的過程包括： 對所述對齊誤差e[i，1]做迭代計算，通過以下公式計算獲得累積距離d[i，1]:d[0, 1] =e[0, 1]
fori= 1，2,…，N_l〇
7. 如權利要求6所述的利用動態時間調整進行縱波和轉換波數據匹配的方法，其特徵 在於，將所述累積距離通過反向追蹤獲得的最小路徑確定為時移量序列的過程包括： 在累積距離d[i，l]中反向追蹤尋找最小路徑，並且時移量序列u[0:N-l]中開始追蹤 的第一個時延是u[N-l]，最後一個時延是u[0]，其中的： u[N_l] =argmind[N_l，l] w[l -1] ^ arg -1，/] 5 for i =Ν-1，Ν-2，···，1〇
【文檔編號】G01V1/28GK104237938SQ201410448842
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月4日 優先權日:2014年9月4日
【發明者】張鐵強, 孫鵬遠, 錢忠平, 黃娜, 尹天奎 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司