一種基于地震信號(hào)包絡(luò)峰值的地層介質(zhì)品質(zhì)因子估計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于地震信號(hào)包絡(luò)峰值的地層介質(zhì)品質(zhì)因子估計(jì)方法，其步驟：1）將兩相鄰檢波器的距離為厚度把介質(zhì)分成若干個(gè)小薄板；2）對(duì)于第i個(gè)小薄板，用常相位子波逼近該小薄板頂部接收的直達(dá)波，用基于MSMG的高階累積量匹配法估計(jì)地震子波參數(shù)；3）用基于MSMG的高階累積量匹配法估計(jì)小波變換的核函數(shù)的參數(shù)；4）計(jì)算第i個(gè)小薄板上下界面處接收信號(hào)的瞬時(shí)頻率；5）計(jì)算第i個(gè)小薄板內(nèi)包絡(luò)峰值瞬時(shí)頻率的變化；6）計(jì)算第i個(gè)小薄板的品質(zhì)因子Q值；7）重復(fù)步驟2）～6），依次計(jì)算除第i個(gè)小薄板外的其它N-1個(gè)小薄板的品質(zhì)因子；8）利用步驟6）和7）得到的N個(gè)小薄板的品質(zhì)因子Q值來預(yù)測(cè)儲(chǔ)層的含油氣性，進(jìn)而得到估計(jì)的衰減曲線。
【專利說明】一種基于地震信號(hào)包絡(luò)峰值的地層介質(zhì)品質(zhì)因子估計(jì)方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種地震勘測(cè)領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種基于地震信號(hào)包絡(luò)峰值的地層介質(zhì)品質(zhì)因子估計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]地震波在地下傳播過程中，由于地層的黏彈性，地震波會(huì)被吸收從而導(dǎo)致振幅衰減和速度頻散。地震衰減的大小一般用地層的品質(zhì)因子Q值來度量。實(shí)驗(yàn)室和實(shí)際數(shù)據(jù)測(cè)量結(jié)果表明，品質(zhì)因子Q值與巖石屬性、流體屬性及流體飽和度等因素有關(guān)。因此，品質(zhì)因子Q值是儲(chǔ)層識(shí)別、烴類檢測(cè)的一個(gè)有效工具。另外，品質(zhì)因子Q值在更好地解釋AVO(Amplitude Versus Offset,振幅隨偏移距的變化)效應(yīng)、提高地震成像分辨率、時(shí)移地震中檢測(cè)和監(jiān)視流體儲(chǔ)層，以及提高地層物性研究等方面都有重要意義。 [0003]對(duì)于地層衰減參數(shù)估計(jì)，前人提出了多種方法。通常利用地震信號(hào)的幅度來估計(jì)品質(zhì)因子Q值。在時(shí)間域中一般用脈沖幅度衰減、脈沖上升時(shí)間和脈沖展寬等途徑來計(jì)算品質(zhì)因子Q值。這些方法都需要利用脈沖幅度，但由于地震脈沖的幅度信息經(jīng)常受到散射、幾何擴(kuò)散及其它因素的影響，因此導(dǎo)致這些時(shí)間域方法估計(jì)的品質(zhì)因子Q值的精度較低。頻率域中衰減估計(jì)方法通常有對(duì)數(shù)譜比法(LSR)、中心頻率偏移法(CFS)和峰值頻率偏移法。這些方法首先要用一個(gè)時(shí)間窗去截取一段地震記錄，然后計(jì)算截取地震記錄的Fourier譜；然而在實(shí)際使用時(shí)，一旦時(shí)間窗的類型和長度選擇不合適就可能導(dǎo)致譜估計(jì)不準(zhǔn)確，進(jìn)而影響衰減估計(jì)精度。現(xiàn)有技術(shù)中提出了假設(shè)源子波為理想脈沖，在小波域利用峰值尺度的變化來估計(jì)品質(zhì)因子Q值的方法，但由于實(shí)際震源子波和脈沖信號(hào)差異很大，因此該方法在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)受到一定限制。
[0004]品質(zhì)因子Q值也可以通過地震子波的瞬時(shí)頻率變化來估計(jì)。Gabor提出瞬時(shí)頻率的概念，Taner將瞬時(shí)頻率用于地震解釋。Tonn, Barnes等分別給出了不同的地震瞬時(shí)譜測(cè)量和地震衰減之間的關(guān)系。假設(shè)震源子波功率譜為理想的帶通子波，Barnes給出了一個(gè)瞬時(shí)頻率與品質(zhì)因子Q值以及傳輸時(shí)間的關(guān)系，但由于實(shí)際震源的功率譜和理想帶通子波差異較大，所以這種方法需要改進(jìn)。Mathney和Nowack提出了瞬時(shí)頻率匹配法，即采用一個(gè)迭代過程匹配因果衰減算子作用的基準(zhǔn)脈沖和目標(biāo)脈沖包絡(luò)峰值處的加權(quán)瞬時(shí)頻率，并用此方法估計(jì)了炮集資料的衰減；Dasios et al用瞬時(shí)頻率匹配法估計(jì)了全波列聲波測(cè)井記錄的衰減。這種瞬時(shí)頻率匹配方法克服了對(duì)數(shù)譜比法的一些缺點(diǎn)，比如不需要選擇可變的頻帶范圍，但它需要利用Hilbert變換計(jì)算瞬時(shí)頻率和復(fù)雜的迭代過程匹配瞬時(shí)頻率。眾所周知，Hilbert變換易受噪聲影響，因此瞬時(shí)頻率匹配法在含噪地震信號(hào)中的應(yīng)用受到限制。高靜懷等提出了 WEPIF (子波包絡(luò)峰值處瞬時(shí)頻率)方法，該方法在小波域計(jì)算瞬時(shí)頻率，利用瞬時(shí)頻率的變化估計(jì)衰減。然而，該方法仍未解決以下問題:1、WEPIF中如何高精度估計(jì)子波參數(shù)；2、三參數(shù)小波中參數(shù)的最佳選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于地震信號(hào)包絡(luò)峰值的介質(zhì)品質(zhì)因子估計(jì)方法，該方法能有效提高品質(zhì)因子估計(jì)精度，具有較好的抗隨機(jī)噪聲的性能。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種基于地震信號(hào)包絡(luò)峰值的地層介質(zhì)品質(zhì)因子估計(jì)方法，其包括以下步驟:1)以井中兩相鄰檢波器的距離為厚度把介質(zhì)分成若干個(gè)小薄板；2)對(duì)于第i個(gè)小薄板，用常相位子波逼近該小薄板頂部接收的直達(dá)波，用基于MSMG的高階累積量匹配法估計(jì)地震子波參數(shù)；其中MSMG為多變量高斯混合模型；用常相位子波逼近小薄板頂部接收直達(dá)波的方法為:(1)在水平層狀黏彈介質(zhì)中，設(shè)各層的品質(zhì)因子Q值為常數(shù)，僅考慮平面波的單程波傳播，則位于地表處的震源子波傳到深度z處時(shí)其頻率表達(dá)式為:[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種基于地震信號(hào)包絡(luò)峰值的地層介質(zhì)品質(zhì)因子估計(jì)方法，其包括以下步驟: 1)以井中兩相鄰檢波器的距離為厚度把介質(zhì)分成若干個(gè)小薄板； 2)對(duì)于第i個(gè)小薄板，用常相位子波逼近該小薄板頂部接收的直達(dá)波，用基于MSMG的高階累積量匹配法估計(jì)地震子波參數(shù)；其中MSMG為多變量高斯混合模型；用常相位子波逼近小薄板頂部接收直達(dá)波的方法為: (1)在水平層狀黏彈介質(zhì)中，設(shè)各層的品質(zhì)因子Q值為常數(shù)，僅考慮平面波的單程波傳播，則位于地表處的震源子波傳到深度z處時(shí)其頻率表達(dá)式為:
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于地震信號(hào)包絡(luò)峰值的地層介質(zhì)品質(zhì)因子估計(jì)方法，其特征在于:所述步驟2)中，所述用基于MSMG的高階累積量匹配法估計(jì)地震子波參數(shù)的過程(2)中，估計(jì)方法為: ①計(jì)算地震記錄的高階累積量: 在地震記錄的褶積模型中，假設(shè)反射系數(shù)序列是零均值、相互獨(dú)立同分布、非高斯的隨機(jī)過程，地震子波是一個(gè)穩(wěn)定的線性時(shí)不變系統(tǒng)，相應(yīng)的地震記錄是一個(gè)零均值、平穩(wěn)的隨機(jī)過程，進(jìn)一步假設(shè)該過程k階平穩(wěn)，根據(jù)BBR公式，對(duì)于地震記錄的高階累積量有:
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種基于地震信號(hào)包絡(luò)峰值的地層介質(zhì)品質(zhì)因子估計(jì)方法，其特征在于:所述步驟4)中，小薄板上下界面處接收信號(hào)的瞬時(shí)頻率為:
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種基于地震信號(hào)包絡(luò)峰值的地層介質(zhì)品質(zhì)因子估計(jì)方法，其特征在于:所述步驟8)中，利用品質(zhì)因子Q值預(yù)測(cè)儲(chǔ)層的含油氣性的過程如下: ①根據(jù)測(cè)井資料圈定需要勘測(cè)的目標(biāo)區(qū)范圍； ②在估計(jì)的衰減曲線上找到步驟①圈定的目標(biāo)區(qū)對(duì)應(yīng)的位置； ③先驗(yàn)的測(cè)井信息是已知的，為真值，檢驗(yàn)估計(jì)的衰減曲線是否與先驗(yàn)的測(cè)井信息的振幅及趨勢(shì)相吻合，由此檢驗(yàn)基于MSMG模型的高階累積量匹配法確定的震源子波參數(shù)及三參數(shù)小波的參數(shù)是否正確； ④若衰減剖面上的目標(biāo)區(qū)與先驗(yàn)信息吻合，則說明參數(shù)選擇合適，利用衰減剖面上的強(qiáng)吸收區(qū)預(yù)測(cè)其他區(qū)塊的含油氣性；反之，繼續(xù)上述步驟，利用迭代反演的方法重新估計(jì)震源子波和匹配地震子波的參數(shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的一種基于地震信號(hào)包絡(luò)峰值的地層介質(zhì)品質(zhì)因子估計(jì)方法，其特征在于:所述步驟③中，基于MSMG模型的地震信號(hào)高階累積量的計(jì)算公式為:
【文檔編號(hào)】G01V1/28GK103728662SQ201410003193
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月3日
【發(fā)明者】趙偉, 高靜懷, 趙靜, 楊森林, 姜秀娣, 翁斌, 朱振宇, 陳劍軍, 印海燕, 王清振, 劉志鵬, 丁繼才, 江南森 申請(qǐng)人:中國海洋石油總公司, 中海油研究總院, 西安交通大學(xué)