一種地震波透射衰減補償方法及裝置製造方法
2023-08-10 04:11:31 1
一種地震波透射衰減補償方法及裝置製造方法
【專利摘要】本申請提供一種地震波透射衰減補償方法及裝置。所述方法包括：獲取所述垂直地震數據的垂直分量數據；基於縱波初至獲取垂直地震數據的層速度；對所述垂直分量數據進行歸一化處理，得到總能量衰減係數序列；將垂直分量數據從時間域轉換為深度域的地震數據；獲取深度域地震數據球面擴散衰減係數序列和地層吸收衰減係數序列；以總能量衰減係數除以所述球面擴散衰減序列與地層吸收衰減係數序列的乘積得到的結果作為地層透射係數，基於所述地層透射係數獲取地震波透射衰減的能量補償，對地震數據進行透射衰減補償。利用本申請中各個實施例，可以得到有效、可靠的地層透射衰減的能量補償，利用所述地層透射係數對地震數據進行振幅恢復處理。
【專利說明】-種地震波透射衰減補償方法及裝置
【技術領域】
[0001] 本申請屬於地球物理勘探中地震數據處理領域，尤其涉及一種地震波透射衰減補 償方法及裝置。
【背景技術】
[0002] 地震波在地層中傳播的過程中，能量會逐漸減弱。在大多數地質條件下，影響地震 波能量衰減的因素主要包括地震波的球面擴散衰減、地層吸收衰減和透射衰減。該些衰減 都會影響後續數據處理中地震波能量的恢復，對儲層屬性的研究有著非常重要的意義。
[0003] 在一些地區的地層序列中經常會出現一個或幾個強波阻抗層，該一特徵會造成嚴 重的地震波透射衰減，使得層下的有效地震波變得微弱，例如比較有代表性的是火成巖的 高速屏蔽現象。目前，球面擴散、地層吸收兩種衰減係數的計算與補償方法已較為成熟，然 而，尚無真正成熟、有效的透射衰減補償的計算方法。
[0004]目前常用的透射衰減補償方法主要是基於數學統計進行的地震剖面上的能量平 衡，但該方法僅在對於較弱的地震波能量有一定的恢復作用，適用性有限。更重要的是上述 方法僅僅是基於數理統計的估算性能量補償，並非是依據地層透射衰減的真正規律獲得的 補償值，因此補償結果存在很大的不確定性。
【發明內容】
[0005] 本申請目的在於提供一種地震波透射衰減補償方法及裝置，可W用於計算獲得地 震波因透射而造成的能量損失，提高能量補償的計算精度和計算結果的可靠性。
[0006] 本申請提供的一種地震波透射衰減補償方法及裝置是該樣實現的：
[0007] -種地震波透射衰減補償方法，所述方法包括：
[0008] S1 ;獲取垂直地震數據，並進行分選處理獲取所述垂直地震數據的垂直分量數 據；
[0009] S2;拾取所述垂直地震數據的縱波初至，基於所述縱波初至獲取所述垂直地震數 據的層速度；
[0010] S3;W所述垂直分量數據中炮檢距最小的檢波器的能量為基準對所述垂直分量數 據進行歸一化處理，得到總能量衰減係數序列；
[0011] S4;利用獲取的所述垂直地震數據的層速度將所述垂直分量數據從時間域轉換為 深度域的地震數據；
[0012] S5 ;獲取所述深度域地震數據球面擴散衰減係數序列和地層吸收衰減係數序列；
[0013] S6 ;W所述總能量衰減係數序列除W所述球面擴散衰減序列與所述地層吸收衰減 係數序列的乘積得到的結果作為地層透射係數，基於所述地層透射係數獲取地震波透射衰 減的能量補償，對地震數據進行透射衰減補償。
[0014] 優選的實施方案中，在獲取所述垂直地震數據之後所述方法還包括：
[0015] S101 ;對所述垂直地震數據進行優選重複炮處理；
[0016] 相應的，所述獲取垂直地震數據的垂直分量數據包括獲取優選重複炮處理後的垂 直地震數據的垂直分量數據。
[0017] 優選的實施方案中，在獲取所述垂直分量數據後所述方法還包括：
[0018] S102 :獲取所述垂直分量數據所對應的監控子波記錄，並利用獲取的所述監控子 波記錄對所述垂直分量數據進行炮間能量差校正。
[0019] 一種地震波透射衰減補償裝置，所述裝置包括：
[0020] 獲取及預處理模塊，用於獲取垂直地震數據，對所述垂直地震數據進行預處理，並 獲取所述垂直地震數據的垂直分量數據；
[0021] 層速度獲取模塊，用於拾取所述垂直地震數據的縱波初至，基於所述縱波初至獲 取所述垂直地震數據的層速度；
[0022] 數據轉換模塊，用於利用獲取的所述垂直地震數據的層速度將所述垂直分量數據 從時間域轉換為深度域的地震數據；
[0023] 總能量衰減計算模塊，用於以所述垂直分量數據中炮檢距最小的檢波器的能量為 基準對所述垂直分量數據進行歸一化處理，得到總能量衰減係數；
[0024] 擴散衰減計算模塊，用於獲取所述深度域地震數據的球面擴散衰減係數；
[0025] 吸收衰減計算模塊，用於獲取所述深度域地震數據地層吸收衰減係數；
[0026] 透射衰減補償計算模塊，用於將獲取的所述總能量衰減係數除以所述球面擴散衰 減與所述地層吸收衰減係數的乘積得到的結果作為地層透射係數，基於所述地層透射係數 獲取地震波透射衰減的能量補償。
[0027] 本申請所述的一種地震波透射衰減補償方法採用分選處理獲取垂直地震數據的 垂直分量數據，然後將其轉換為深度域的地震數據，獲取所述深度域地震數據的球面擴散 衰減係數序列和地層吸收衰減係數序列。通過將計算得到所述垂直地震數據的總能量衰減 係數除以所述球面擴散衰減係數序列和地層吸收衰減係數序列獲取地層透射係數序列，基 於所述地層透射係數獲取地震波透射衰減的能量補償，對地震數據進行透射衰減補償。本 申請計算得出的地層透射係數基於能量守恆的基本思想，計算的透射衰減能量補償結果有 效、可靠，可以提高對地震數據能量衰減分析及振幅補償的準確性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 申請中記載的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提 下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0029] 圖1是本申請一種地震波透射衰減補償方法一種實施例的方法流程示意圖；
[0030] 圖2是本申請中所述垂直分量數據校正前的數據記錄；
[0031] 圖3本申請中利用垂直分量的監控子波進行炮檢距能量差校正後的垂直分量數 據記錄圖；
[0032] 圖4是本申請一種地震波透射衰減補償裝置一種實施例的模塊結構示意圖；
[0033] 圖5是本申請一種地震波透射衰減補償裝置另一種實施例的模塊結構示意圖；
[0034] 圖6是本申請實施例中計算得出的地層不同衰減係數的曲線圖。
【具體實施方式】
[0035]為了使本【技術領域】的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本申請實 施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施 例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本申請中的實施例，本領域普通 技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬於本申請保護 的範圍。
[0036] 本申請中所需處理的數據可W包括垂直地震（VS巧觀測方式獲取的地震數據。在 所述垂直地震觀測方式中，可W將檢波器深入井下深處採集獲取地震數據。該方式具有受 到外界幹擾較小、時深關係相對可靠、下行波能量穩定、傳播路徑接近垂直地層等特點，適 合進行地層中地震波衰減規律的研究。近年來，許多學者利用VSP數據對球面擴散衰減、地 層吸收衰減進行了研究並取得了一些成果。本申請利用VSP數據並結合球面擴散衰減系 數、地層吸收衰減係數，提出了一種可W計算地震波透射衰減補償的方法。在統一到相同的 計算平臺後，對各種衰減因素逐一進行解析，在獲得可靠地層透射衰減係數的同時，還可W 實現分離地震波球面擴散、地層吸收、透射H個衰減因子。
[0037] 圖1是本申請所述的一種地震波透射衰減補償方法的方法流程示意圖，如圖1所 示，所述方法可W包括：
[0038]S1;獲取垂直地震（VS巧數據，並進行分選處理獲取所述垂直地震數據的垂直分 量數據。
[0039] 在獲取垂直地震（VS巧數據後，通常可W對所述地震數據進行預處理，包括數據 解編、道編輯、剔除廢炮廢道等。然後可W對所述垂直地震數據進行分選處理，獲取所述垂 直地震數據中的垂直方向上的分量狂分量）。在上述地震數據預處理的過程中可W獲取地 震數據中每個地震道的通道號、深度、炮檢距等信息。所述的數據通道分選處理可W包括利 用上述地震道中的信息數據按照預定要求將整個地震數據的地震道或者符合所述預定要 求的部分地震道重新排列到一起，形成新的地震數據集合。在本實施例中，通過數據通道分 選處理獲取所述垂直地震數據中的垂直分量數據記錄。
[0040] 在另一種優選的實施方式中，還可W對上述垂直地震數據進行優選重複炮處理。 具體的在獲取所述垂直地震數據之後所述方法還可W包括：
[0041]S101;對所述垂直地震數據進行優選重複炮處理；
[0042] 相應的，所述獲取垂直地震數據的垂直分量數據包括獲取優選重複炮處理後的垂 直地震數據的垂直分量數據。
[0043] 所述優選重複炮，指對採集過程中出現的參數完全相同的地震數據記錄進行篩 選，僅取兩個或多個合格數據中的一個地震數據記錄。現有技術常規的地震數據處理過程 中，因為考慮到相同採集參數的數據可W通過疊加處理，提高數據信噪比，通常不對地震數 據進行優選重複炮處理。但在本發明中為了最大程度保護原始數據的能量關係，提高地層 透射衰減係數計算結果的準確性，可W迴避數據疊加處理，採用對所述垂直地震數據進行 優選重複炮處理。
[0044] 在另一種優選的實施方式中，在獲取所述垂直分量數據後所述方法還可W包括：
[0045]S102;獲取所述垂直分量數據所對應的監控子波記錄，並利用獲取的所述監控子 波記錄對所述垂直分量數據進行炮間能量差校正。
[0046] 所述獲取的垂直地震數據中可W包括各個方向上的數據分量W及子波記錄，在本 實施例中還可W進一步的獲取所述垂直分量數據所對應的監控子波記錄，然後利用獲取的 所述監控子波記錄對所述垂直分量數據進行炮間能量差校正，消除人為因素引起的能量差 異，得到校正後的垂直分量地震數據。圖2是本申請中所述垂直分量數據校正前的數據 記錄，圖3本申請中利用垂直分量的監控子波進行炮檢距能量差校正後的垂直分量數據記 錄。
[0047] 所述炮間能量差，通常是指VSP不同次的震源激發時，由於激發點位、激發能量等 因素變化而引起的能量差別。所述炮間能量差校正的處理過程可W包括將監控子波記錄初 至振幅歸一化處理，得到歸一化係數序列，由於Z分量數據與監控子波數據一一對應，因此 將該係數序列對應乘到Z分量上，即將歸一化的係數應用於與其相對應的Z分量各個單炮 上，得到能量歸一化後的Z分量數據，完成對所述垂直分量的炮間能量差校正。
[0048]S2;拾取所述垂直地震數據的縱波初至，基於所述縱波初至獲取所述垂直地震數 據的層速度。
[0049] 拾取VSP縱波初至ti，並計算得到層速度U1，如（1)、（2)式所示。
【權利要求】
1. 一種地震波透射衰減補償方法，其特徵在於，所述方法包括： 51 :獲取垂直地震數據，並進行分選處理獲取所述垂直地震數據的垂直分量數據； 52 :拾取所述垂直地震數據的縱波初至，基於所述縱波初至獲取所述垂直地震數據的 層速度； 53 :以所述垂直分量數據中炮檢距最小的檢波器的能量為基準對所述垂直分量數據進 行歸一化處理，得到總能量衰減係數序列； S4:利用獲取的所述垂直地震數據的層速度將所述垂直分量數據從時間域轉換為深度 域的地震數據； 55 :獲取所述深度域地震數據球面擴散衰減係數序列和地層吸收衰減係數序列； 56 :以所述總能量衰減係數序列除以所述球面擴散衰減序列與所述地層吸收衰減係數 序列的乘積得到的結果作為地層透射係數，基於所述地層透射係數獲取地震波透射衰減的 能量補償，對地震數據進行透射衰減補償。
2. 如權利要求1所述的一種地震波透射衰減補償方法，其特徵在於，在獲取所述垂直 地震數據之後所述方法還包括： 5101 :對所述垂直地震數據進行優選重複炮處理； 相應的，所述獲取垂直地震數據的垂直分量數據包括獲取優選重複炮處理後的垂直地 震數據的垂直分量數據。
3. 如權利要求1所述的一種地震波透射衰減補償方法，其特徵在於，在獲取所述垂直 分量數據後所述方法還包括： 5102 :獲取所述垂直分量數據所對應的監控子波記錄，並利用獲取的所述監控子波記 錄對所述垂直分量數據進行炮間能量差校正。
4. 如權利要求1所述的一種地震波透射衰減補償方法，其特徵在於，所述以所述垂直 分量數據中炮檢距最小的檢波器的能量為基準對所述垂直分量數據進行歸一化處理，得到 總能量的衰減係數序列方法包括： 5301 :拾取步中所述垂直分量數據的下行直達初至波波峰振幅值Ai : 5302 :掃描所述下行初至波初至處的主頻&，採用下式中頻率、振幅與能量關係計算得 到能量E ;:
上述公式中，N為井中不同深度觀測點的總數，變量i為不同觀測深度的序號，k為比例 因子； 5303 :以炮檢距最小的檢波器的能量Ei為基準進行歸一化處理，採用下式計算得到總 能量衰減係數序列：
上還公式:中，N為開中小冋深度觀測點的總數，E1為炮檢距最小的檢波器的能量。
5. 如權利要求1-4中任意一項所述的一種地震波透射衰減補償方法，其特徵在於，獲 取所述深度域地震數據球面擴散衰減係數序列的計算方法包括： S501 :基於獲取的所述深度域地震數據，利用下式計算得到球面擴散衰減序列Pi，歸 一化處理後得到球面擴散衰減係數序列α ' i : β i = 4 Jir2 = 4ji Qii-Ii1)2 ie[l，N]
其中，4 Jir2為球面擴散公式，r為傳播距離，r = hi-hp N為井中不同深度觀測點的總 數，變量i為不同觀測深度的序號，Iii為所對應的記錄深度，Ill為炮檢距最小的檢波器的記 錄深度。
6. 如權利要求1-4中任意一項所述的一種地震波透射衰減補償方法，其特徵在於，獲 取所述深度域地震數據球地層吸收衰減係數序列的計算方法包括 S502:基於所述獲取的深度域地震數據，採用下式計算地層吸收衰減係數序列β' i， 進行歸一化處理後得到地層吸收衰減係數序列α " i :
上式中，N為井中不同深度觀測點的總數，變量i為不同觀測深度的序號，Vi為i深度 所對應的VSP縱波層速度，Q為品質因子。
7. -種地震波透射衰減補償裝置，其特徵在於，所述裝置包括： 獲取及預處理模塊，用於獲取垂直地震數據，對所述垂直地震數據進行預處理，並獲取 所述垂直地震數據的垂直分量數據； 層速度獲取模塊，用於拾取所述垂直地震數據的縱波初至，基於所述縱波初至獲取所 述垂直地震數據的層速度； 數據轉換模塊，用於利用獲取的所述垂直地震數據的層速度將所述垂直分量數據從時 間域轉換為深度域的地震數據； 總能量衰減計算模塊，用於以所述垂直分量數據中炮檢距最小的檢波器的能量為基準 對所述垂直分量數據進行歸一化處理，得到總能量衰減係數； 擴散衰減計算模塊，用於獲取所述深度域地震數據的球面擴散衰減係數； 吸收衰減計算模塊，用於獲取所述深度域地震數據地層吸收衰減係數； 透射衰減補償計算模塊，用於將獲取的所述總能量衰減係數除以所述球面擴散衰減與 所述地層吸收衰減係數的乘積得到的結果作為地層透射係數，基於所述地層透射係數獲取 地震波透射衰減的能量補償。
8. 如權利要求7所述的一種地震波透射衰減補償裝置，其特徵在於，所述裝置還包括： 能量校正模塊，用於獲取所述垂直分量數據所對應的監控子波記錄，並利用獲取的所 述監控子波記錄對所述垂直分量數據進行炮間能量差校正。
9. 如權利要求7所述的一種地震波透射衰減補償裝置，其特徵在於，所述擴散衰減計 算模塊採用下式獲取所述深度域地震數據的球面擴散衰減係數a ' i : β i = 4 Jir2 = 4ji Qii-Ii1)2 ie[l，N]
其中，4 Jir2為球面擴散公式，r為傳播距離，r = hi-hp N為井中不同深度觀測點的總 數，變量i為不同觀測深度的序號，Iii為所對應的記錄深度，Ill為炮檢距最小的檢波器的記 錄深度。
10.如權利要求7所述的一種地震波透射衰減補償裝置，其特徵在於，所述吸收衰減計 算模塊採用下式獲取所述深度域地震數據地層吸收衰減係數a " i :
上式中，N為井中不同深度觀測點的總數，變量i為不同觀測深度的序號，Vi為i深度 所對應的VSP縱波層速度，Q為品質因子。
【文檔編號】G01V1/50GK104375188SQ201410662666
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月19日 優先權日:2014年11月19日
【發明者】蔡志東, 張慶紅, 鮑磊英, 彭繼新 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