獲得地震資料的頻率衰減梯度的方法和裝置制造方法
【專利摘要】提供了一種獲得地震資料的頻率衰減梯度的方法和裝置。所述獲得地震資料的頻率衰減梯度的方法包括：采用時頻三參數小波變換方法來計算目標三維地震資料的時間—頻率域的振幅譜；提取每個預定時間采樣點的振幅譜的高頻段數據；采用基于Nelde-Mead單純形算法的非線性曲線擬合方法對高頻段數據進行曲線擬合計算，以獲得由與每個預定時間采樣點對應的指數衰減系數構成的指數衰減系數數組；去除指數衰減系數數組的背景衰減，以獲得頻率衰減梯度數組。
【專利說明】獲得地震資料的頻率衰減梯度的方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及勘探地球物理領域，更具體地，涉及一種獲得地震資料的頻率衰減梯度的方法和裝置。
【背景技術】
[0002]地震波的衰減與砂巖含油氣性存在一定的關系，當地震波穿過含油氣砂巖時，能量會發生明顯的高頻衰減，即，振幅譜的高頻段的能量發生明顯地衰減。為了有效地利用高頻衰減信息，現有技術中通過求取信號的高頻段振幅譜的指數衰減系數來表征頻率衰減的程度，即，頻率衰減梯度分析技術，其中，高頻段振幅譜的頻率范圍指最大振幅對應的頻率至計算的最大頻率，指數衰減系數越大，地震波的衰減程度越大。因此，常規的頻率衰減梯度計算包含2個關鍵步驟:(I)計算信號的時間一頻率域的振幅譜；(2)計算高頻段振幅譜的指數衰減系數。
[0003]目前，頻率衰減梯度的計算方法主要包括=Mitchell等(1996)基于短時傅里葉變換方法和基于指數函數的線性擬合方法進行計算，EP-Tech軟件(2006)的Image模塊采用三參數小波變換方法和兩點線性擬合方法進行計算等等。
[0004]目前雖然頻率衰減梯度的計算方法有很多種，但是由于EP-Tech軟件的Image模塊的商業化程度高而被廣泛應用于油氣儲層的預測研究。但是，EP-Tech軟件的Image模塊由于采用三參數小波變換方法計算時間一頻率域的振幅譜，具有一定的缺陷:基于常規的連續小波變換得到的信號的時間一頻率域的振幅譜，采用了時間一尺度信息轉換，而在這種轉換過程中每個尺度所對應的不是一個頻率，而是一個頻帶，從而出現了能量交疊的情況，在高頻時這種交疊更為嚴重，導致高頻段振幅譜能量的衰減。EP-Tech軟件的Image模塊雖然采用的是三參數小波，相對于常規的連續小波變換而言，其僅對小波函數進行了改進，而核心算法——連續小波變換沒有變，即，仍然存在高頻段振幅譜的能量衰減現象，該衰減并不是油氣儲層引起的衰減，而是連續小波變換產生的衰減，從而會影響油氣儲層預測的可靠性。此外，EP-Tech軟件的Image模塊采用兩點線性擬合方法計算高頻段振幅譜的衰減系數，其計算精度還有待提高。
【發明內容】
[0005]根據本發明的一方面，提供了一種獲得地震資料的頻率衰減梯度的方法，包括:采用時頻三參數小波變換方法來計算目標三維地震資料的時間一頻率域的振幅譜；提取每個預定時間采樣點的振幅譜的高頻段數據；采用基于Nelde-Mead單純形算法的非線性曲線擬合方法對高頻段數據進行曲線擬合計算，以獲得由與每個預定時間采樣點對應的指數衰減系數構成的指數衰減系數數組；以及去除指數衰減系數數組的背景衰減，以獲得頻率衰減梯度數組。
[0006]三參數小波變換方法的三個參數可包括小波的調制頻率、能量延遲因子和能量衰減因子。[0007]所述計算目標三維地震資料的時間一頻率域的振幅譜的步驟可包括:計算目標三維地震資料的每條測線的每個共深度點(CDP)或共中心點(CMP)道數據的時間一頻率域的振幅譜。
[0008]高頻段數據可以是最大振幅至奈奎斯特頻率的數據。
[0009]指數衰減系數數組的長度可以與目標三維地震資料的預定時間采樣點的長度相同。
[0010]所述去除指數衰減系數數組的背景衰減的步驟可包括:采用基于多次曲線擬合迭代的背景衰減去除方法去除指數衰減系數數組的背景衰減。
[0011]所述采用基于多次曲線擬合迭代的背景衰減去除方法去除指數衰減系數數組的背景衰減的步驟可包括:(1)設置循環計算的次數；(2)采用最小二乘法對指數衰減系數數組進行四次多項式擬合以獲得擬合的指數衰減系數數組；(3)計算擬合的指數衰減系數數組與指數衰減系數數組的差值數組，尋找與差值數組的最大值對應的時間采樣點，并采用與所述時間采樣點對應的擬合的指數衰減系數數值來更新指數衰減系數數值以獲得新的指數衰減數組；(4)針對新的指數衰減數組重復進行步驟(2)和(3)，直到重復次數達到設置的循環次數，以輸出最后得到的指數衰減數組；以及(5)通過將指數衰減系數數組與最后得到的指數衰減數組進行差值計算來獲得頻率衰減梯度數組。
[0012]根據本發明的另一方面，提供了一種獲得地震資料的頻率衰減梯度的裝置，包括:振幅譜計算單元，采用時頻三參數小波變換方法來計算目標三維地震資料的時間一頻率域的振幅譜；高頻段數據提取單元，提取每個預定時間采樣點的振幅譜的高頻段數據；曲線擬合計算單元，采用基于Nelde-Mead單純形算法的非線性曲線擬合方法對高頻段數據進行曲線擬合計算，以獲得由與每個預定時間采樣點對應的指數衰減系數構成的指數衰減系數數組；以及背景衰減去除單元，去除指數衰減系數數組的背景衰減，以獲得頻率衰減梯度數組。
[0013]將在接下來的描述中部分闡述本發明另外的方面和/或優點，還有一部分通過描述將是清楚的，或者可以經過本發明的實施而得知。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]通過下面結合附圖進行的詳細描述，本發明的上述和其它目的和特點將會變得更加清楚，其中:
[0015]圖1是示出根據本發明示例性實施例的獲得地震資料的頻率衰減梯度的方法的流程圖；
[0016]圖2是示出根據本發明示例性實施例的獲得地震資料的頻率衰減梯度的裝置的框圖。
【具體實施方式】
[0017]現在，詳細描述本發明的示例性實施例，其示例在附圖中表示，其中，相同的標號始終表示相同的部件。
[0018]圖1是示出根據本發明示例性實施例的獲得地震資料的頻率衰減梯度的方法的流程圖。[0019]參照圖1，在步驟S110，設置計算的頻率范圍和三參數小波的三個參數。這里，更具體地，可設置計算的頻率范圍為開始計算的頻率值至結束計算的頻率值f2，三參數小波的三個參數可包括小波的調制頻率ε、能量延遲因子β和能量衰減因子τ。[0020]在步驟S120，采用時頻三參數小波變換方法來計算目標三維地震資料的時間一頻率域的振幅譜，其中，所述振幅譜是二維數組。這里，更具體地，可計算目標三維地震資料的每條測線的每個共深度點（CDP)或共中心點（CMP)道數據的時間一頻率域的振幅譜。[0021]更具體地，僅作為示例而非限制，可通過以下等式來進行時頻三參數小波變換方法的目標三維地震資料的時間一頻率域的振幅譜的計算：[0022]
【權利要求】
1.一種獲得地震資料的頻率衰減梯度的方法，包括: 采用時頻三參數小波變換方法來計算目標三維地震資料的時間一頻率域的振幅譜； 提取每個預定時間采樣點的振幅譜的高頻段數據； 采用基于Nelde-Mead單純形算法的非線性曲線擬合方法對高頻段數據進行曲線擬合計算，以獲得由與每個預定時間采樣點對應的指數衰減系數構成的指數衰減系數數組；以及 去除指數衰減系數數組的背景衰減，以獲得頻率衰減梯度數組。
2.如權利要求1所述的獲得地震資料的頻率衰減梯度的方法，其中，三參數小波變換方法的三個參數包括小波的調制頻率、能量延遲因子和能量衰減因子。
3.如權利要求1所述的獲得地震資料的頻率衰減梯度的方法，其中，所述計算目標三維地震資料的時間一頻率域的振幅譜的步驟包括: 計算目標三維地震資料的每條測線的每個共深度點(CDP)或共中心點(CMP)道數據的時間一頻率域的振幅譜。
4.如權利要求1所述的獲得地震資料的頻率衰減梯度的方法，其中，高頻段數據是最大振幅至奈奎斯特頻率的數據。
5.如權利要求1所述的獲得地震資料的頻率衰減梯度的方法，其中，指數衰減系數數組的長度與目標三維地震資料的預定時間采樣點的長度相同。
6.如權利要求1所述的獲得地震資料的頻率衰減梯度的方法，其中，所述去除指數衰減系數數組的背景衰減的步驟包括: 采用基于多次曲線擬合迭代的背景衰減去除方法去除指數衰減系數數組的背景衰減。
7.如權利要求6所述的獲得地震資料的頻率衰減梯度的方法，所述采用基于多次曲線擬合迭代的背景衰減去除方法去除指數衰減系數數組的背景衰減的步驟包括: (1)設置循環計算的次數； (2)采用最小二乘法對指數衰減系數數組進行四次多項式擬合以獲得擬合的指數衰減系數數組； (3)計算擬合的指數衰減系數數組與指數衰減系數數組的差值數組，尋找與差值數組的最大值對應的時間采樣點，并采用與所述時間采樣點對應的擬合的指數衰減系數數值來更新指數衰減系數數值以獲得新的指數衰減數組； (4)針對新的指數衰減數組重復進行步驟(2)和(3)，直到重復次數達到設置的循環次數，以輸出最后得到的指數衰減數組；以及 (5)通過將指數衰減系數數組與最后得到的指數衰減數組進行差值計算來獲得頻率衰減梯度數組。
8.一種獲得地震資料的頻率衰減梯度的裝置，包括: 振幅譜計算單元，采用時頻三參數小波變換方法來計算目標三維地震資料的時間一頻率域的振幅譜； 高頻段數據提取單元，提取每個預定時間采樣點的振幅譜的高頻段數據； 曲線擬合計算單元，采用基于Nelde-Mead單純形算法的非線性曲線擬合方法對高頻段數據進行曲線擬合計算，以獲得由與每個預定時間采樣點對應的指數衰減系數構成的指數衰減系數數組；以及背景衰減去除單元，去除指數`衰減系數數組的背景衰減，以獲得頻率衰減梯度數組。
【文檔編號】G01V1/36GK103558634SQ201310520856
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月29日 優先權日:2013年10月29日
【發明者】鄒文, 張洞君, 陶正喜, 何光明 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司