一种基于时频分析技术的井控有色拓频方法

摘要

本发明公开了一种基于时频分析技术的井控有色拓频方法，其特征在于以下步骤：步骤S1：首先利用深度域测井数据的声波数据求取反射系数，然后获得反射系数的振幅谱，统计分析研究区测井资料的反射系数振幅谱，利用最优化拟合方法获得修正因子中的未知参数；步骤S2：对时域地震数据进行S变换，获得对应的振幅谱和相位谱，利用修正因子校正振幅谱后获得有色振幅谱；步骤S3：将获得的有色振幅谱和原始的相位谱相结合获得有色时频谱；步骤S4：利用逆S变换实现从时频域到时域的转换，得到其拓频处理后的地震道。本发明的有益效果是：能够有效拓宽地震数据的频带，提高分辨率，为后续地震资料的处理和解释提供强有力的技术支撑。

说明书

技术领域

本发明涉及勘探地球物理领域，尤其涉及一种基于时频分析技术的井控有色拓频方法。

背景技术

随着我国陆上油气田勘探程度的增加，勘探目标逐渐转向地层、岩性等复杂油气藏。近年来,对于薄互层储层的勘探，要求地震资料具有高分辨率。作为高分辨率地震勘的一个环节，高分辨率地震数据处理非常重要。高保真的高分辨率地震数据是薄互层油气藏地震属性分析和储层预测的基础。在油田开发过程中，如果能获得高分辨率的资料，就能够将薄储层、小断层及岩性尖灭体等小尺度构造的地质特征搞清楚,即可为精细开发薄互层砂体油藏提供可靠依据。拓宽地震资料频带的方法有很多，包括反褶积、谱白化、反Q滤波等，姚姚等(2009)研究了基于随机介质的提高地震记录分辨率的扩频方法，刘浩杰(2010)研究了基于系统辨识利用测井资料提高地面地震资料分辨率的新方法，孙夕平(2010)研究了调谐能量增强法,在叠后地震资料上,基于地震层序模型,利用薄层调谐理论,通过脉冲约束的自适应增强方式突出薄层反射能量。这些方法具有不同的优势和特点，也解决了不同时期地震资料高分辨处理面临的一些难题。但是随着石油勘探开发的不断深入，油气勘探目标以构造勘探为主逐渐进入以岩性勘探为主。岩性圈闭的勘探难度大，对地震数据的分辨率提出了更高的要求，现有的方法技术因其各自的局限，难以满足薄互层识别和分辨的需求。由于测井曲线对地层有较高的纵向分辨率，而地震资料垂向分辨率有限，测井资料一般具有丰富的高频信息和低频成份，可以对由于子波带限效应和地层衰减效应导致的地震有效频带较窄进行修正。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术不足，提出了一种基于时频分析技术的井控有色拓频方法，能够有效拓宽地震数据的频带，提高分辨率，为后续地震资料的处理和解释提供强有力的技术支撑。

一种基于时频分析技术的井控有色拓频方法，包括如下步骤：

步骤S1：首先对深度域测井数据的声波数据求取反射系数，通过时深转换转换到时间域，对所获得的反射系数做傅里叶变换，然后获得反射系数的振幅谱，统计分析研究区测井资料的反射系数振幅谱，利用最优化拟合方法获得修正因子C(f)＝a+b*arctan(f)中的未知参数a和b；

步骤S2：对地震数据进行时频分析，对时域地震数据x(t)进行S变换，选用的窗函数为可得时频域处理结果：

然后获得时间t，频率f下的地震数据对应的振幅谱Amp(t,f)和相位谱P(t,f)：

然后对地震数据振幅谱有色修正，对S变换获得的振幅谱采用有色因子进行校正，获得校正后的有色振幅谱CF(t,f)：

CF(t,f)＝Amp(t,f)*C(f)*f

步骤S3：对获得的有色振幅谱R_HC和原始的相位谱I_HC相结合：

R_HC＝CF(t,f)*cos(P(t,f))

I_HC＝CF(t,f)*sin(P(t,f))

HC(t,f)＝complex(R_HC,I_HC)；

步骤S4：最后完成地震道重建，利用逆S变换实现从时频域到时域的转换，得到其拓频处理后的地震道。

附图说明

附图1为本发明的主要方法步骤。

附图2为拓频前的模型合成数据。

附图3为拓频后的模型合成数据。

附图4为实际井数据反射系数。

附图5为实际井数据反射系数的振幅谱。

附图6为拓频前的实际地震数据。

附图7为拓频后的实际地震数据。

具体实施方式

结合附图1-7，对本发明作进一步的描述：一种基于时频分析技术的井控有色拓频方法，具体实施方案包括如下步骤：

(1)首先对深度域测井数据的声波数据求取反射系数，通过时深转换转换到时间域，对所获得的反射系数做傅里叶变换，然后获得反射系数的振幅谱，统计分析研究区测井资料的反射系数振幅谱，利用最优化拟合方法获得修正因子C(f)＝a+b*arctan(f)中的未知参数a和b。处理后能够获得井数据的有色特征因子；

(2)对地震数据进行时频分析，对时域地震数据x(t)进行S变换，选用的窗函数为可得时频域处理结果：

然后获得时间t，频率f下的地震数据对应的振幅谱Amp(t,f)和相位谱P(t,f)：

然后对地震数据振幅谱有色修正，对S变换获得的振幅谱采用有色因子进行校正，获得校正后的有色振幅谱CF(t,f)：

CF(t,f)＝Amp(t,f)*C(f)*f

这里采用S变换一种无损可逆的时频分析工具，是短时傅立叶变换和小波变换的组合，克服了短时窗傅立叶变换不能调节分析窗口频率的问题，同时引入了小波变换的多分辨率分析，且与其傅立叶谱保持直接的联系，基本小波不必满足容许性条件等，通过这一步骤可以获得修正后的有色振幅谱；

(3)对获得的有色振幅谱和原始的相位谱相结合：

R_HC＝CF(t,f)*cos(P(t,f))

I_HC＝CF(t,f)*sin(P(t,f))

HC(t,f)＝complex(R_HC,I_HC)

其中R_HC和I_HC是改造后时频谱的实部和虚部。通过处理可以获得改造后的地震时频谱，该频谱高频部分能量得到增强；

(4)地震道重建，利用逆S变换实现从时频域到时域的转换，得到其拓频处理后的地震道，输出结果。

通过以上流程，能够有效拓宽地震数据的频带。图2是拓频前的模型合成数据；图3是拓频后的模型合成数据；比较图2和图3可以看出第11道有明显的改善，这说明该发明对于薄层识别具有比较好的效果。图4是实际井数据反射系数,图5为测井数据的振幅谱；图6是拓频前的实际地震数据；图7是拓频后的实际地震数据。应用基于时频分析技术的有色拓频方法，最终频带得到补偿，而原本无法分辨的地震道可以识别出来，分辨率得到有效提高，频谱得到拓宽。

本发明的有益效果是：本发明针对由于子波带限效应和地层衰减效应导致的地震数据有效频带较窄，难以识别薄储层、小断层及岩性尖灭体等小尺度构造这一问题，提供了一种基于时频分析技术的井控有色拓频方法，该方法能够有效拓宽地震数据的频带，相比传统方法，本发明考虑测井资料频谱信息丰富以及有色的特点，能够更好地提高地震数据的分辨率，满足薄互层识别和分辨的需求，为后续地震资料的处理和解释提供强有力的技术支撑。

本发明不局限于上述具体实施方式，根据上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的等效修改、替换或变更，均属于本发明的保护范围。