一种提升大沙漠区地震资料品质的反褶积方法

摘要

本发明提供了一种提升大沙漠区地震资料品质的反褶积方法，该方法包括：在大沙漠区同一地点建立两口井，其中一口井作为注水井，另一口井作为非注水井；采用相同激发因素分别激发注水井和非注水井，获取两种地震资料，即注水井地震资料和非注水井地震资料；提取两种地震资料的近道的初至波信息；基于最小二乘法，求取两种地震资料的差异因子；将差异因子与待处理地震资料褶积。本发明的方法能够节省注水激发的费用，同时还能够提升大沙漠区地震资料的信噪比、分辨率，能够获得较高品质的地震资料。

说明书

技术领域

本发明涉及油气地球物理勘探领域，更具体地，涉及一种提升大沙漠区地震资料品质的反褶积方法。

背景技术

在油气地球物理勘探领域，西部大沙漠区油气勘探潜力大，是今后重要的油气勘探阵地。但是由于其特殊的地表、近地表条件使得油气开发一直是难题，为此中石化和中石油都投入大量人力物力进行大沙漠地震采集技术研究。大沙漠区的勘探难点是地表覆盖着厚厚的干燥砂层，对于地震波具有强烈的吸收衰减影响，在地震波的激发和接收方面都具有重要的影响。通过以往的试验验证，通过在激发井中注水，改变激发介质的物性可以有效提高地震资料的品质，显著提高信噪比。但是大沙漠中水源奇缺，运水十分不易，如果每口井进行注水激发在施工中无法实现。

因此，有必要开发一种在沙漠施工中易实现的，可以有效提高地震资料的品质的方法。

公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提出了一种提升大沙漠区地震资料品质的反褶积方法，其能够通过最小二乘法求取非注水井与注水井之间的差异因子，将差异因子与其他地震资料褶积，获取新的更高品质的地震资料，以解决沙漠区提取地震资料施工难、品质不高的问题。

本发明提出了一种提升大沙漠区地震资料品质的反褶积方法。所述方法包括：

在大沙漠区同一地点建立两口井，其中一口井作为注水井，另一口井作为非注水井；

向所述注水井内注水；

采用相同激发因素分别激发所述注水井和所述非注水井，获取两种地震资料，即注水井地震资料和非注水井地震资料；

提取所述两种地震资料的近道的初至波信息，即注水井近道初至波信息和非注水井近道初至波信息；

基于最小二乘法，求取所述注水井近道初至波信息与非注水井近道初至波信息之间的差异因子；

将所述差异因子与待处理地震资料褶积。

优选地，通过以下方法求取所述差异因子：以非注水井近道初至波信息x和注水井近道初至波信息y作为待拟合数据(x,y)，以差异因子a与非注水井近道初至波信息x的褶积a*x作为拟合目标函数f(x)，进行最小二乘拟合，通过最小化所述拟合目标函数与待拟合数据的残差的平方和确定所述差异因子a。

优选地，通过炸药激发所述两口井，且所述两口井的距离大于所述炸药的爆炸半径。

优选地，先激发所述注水井，然后激发所述非注水井。

优选地，所述相同激发因素包括相同的井深和相同的炸药量。

优选地，所述待处理地震资料包括所述两口井所在工区内的地震剖面资料和地震单炮资料。

优选地，所述近道是指距离激发点最近的一道。

根据本发明的提升大沙漠区地震资料品质的反褶积方法的优点在于：采用室内资料处理的方法，在只对一口井注水的情况下，基于最小二乘法求取差异因子，将所述差异因子与其他地震资料褶积，使重新获取的地震资料的品质达到类似于注水激发相似的资料效果，提高大沙漠区地震资料的品质，并节省注水激发的费用以及施工的人力。

本发明的方法具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据示例性实施例的一种提升大沙漠区地震资料品质的反褶积方法的流程图。

图2(a)和图2(b)分别示出了本发明的一个具体实施例中注水井和非注水井激发的单炮20-40Hz滤波结果示意图。

图3(a)和图3(b)分别示出了本发明的一个具体实施例中补偿后和补偿前的剖面对比AGC结果示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

下面详细说明根据本发明的一种提升大沙漠区地震资料品质的反褶积方法的具体步骤。

图1示出了根据示例性实施例的一种提升大沙漠区地震资料品质的反褶积方法的流程图。

在该实施例中，一种提升大沙漠区地震资料品质的反褶积方法可以包括：

步骤101，在大沙漠中同一地点打两口井，其中一口井作为注水井，另一口井作为非注水井，为了取得较好的实施效果，两口井尽量距离较近；

步骤102，向注水井内注水；

步骤103，采用相同激发因素分别激发注水井和非注水井，获取两种地震资料，即注水井地震资料和非注水井地震资料，获取的两种地震资料是两口井的单炮记录；

步骤104，从获取的两种地震资料中，分别提取注水井近道初至波信息和非注水井近道初至波信息；

步骤105，基于最小二乘法，求取注水井近道初至波信息与非注水井近道初至波信息之间的差异因子；

步骤106，将差异因子与待处理地震资料褶积，用于补偿频率成分。

其中，注水井激发获得的地震资料的频带宽、能量强，而非注水井激发获得的地震资料的频带窄、能量弱，差异因子可以补偿非注水井的地震资料所欠缺的频带能量。

此外，将差异因子与其他非注水井的地震资料褶积，对频率进行补偿，补偿后得到的地震资料信噪比得到显著提高，分辨率提升，反射信息较清晰。如图3(a)和图3(b)所示，图3(a)和图3(b)分别示出了本发明的一个具体实施例中补偿后和补偿前的剖面对比AGC显示示意图。其中，补偿前信噪比比较低，分辨率较低，反射信息不清晰，而补偿后的信噪比得到显著提高，分辨率提升，反射信息较清晰。

作为优选方案，通过以下方法求取差异因子：

以非注水井近道初至波信息x和注水井近道初至波信息y作为待拟合数据(x,y)，以差异因子a与非注水井近道初至波信息x的褶积a*x作为拟合目标函数f(x)，进行最小二乘拟合，通过最小化拟合目标函数与待拟合数据的残差的平方和确定差异因子a。

残差是在最小二乘法中使用的术语，对于待拟合数据(x,y)中的第i个数据(x_i,y_i)，残差c_i＝f(x_i)-y_i。拟合目标函数与待拟合数据的残差的平方和可以表示为其中N表示x或y中所包含的数据点的个数。

在实际操作中，可以借助于Matlab软件来实施上述过程，求取差异因子a，其步骤如下：

将提取的非注水井近道初至波信息x和注水井近道初至波信息y输入到Matlab中，作为待拟合数据。调用以下函数：

a＝lsqcurvefit(Fun，x，y)

其中，a为要求取的差异因子，Fun是褶积函数a*x，lsqcurvefit表示最小二乘曲线拟合函数。

然后，在Matlab中调用函数y＝conv2(a，x)，通过这种方式求取差异因子a。

在示例性实施例中，运用最小二乘法求取的差异因子a是多次循环利用褶积作为拟合目标函数计算得到的，所以求取的差异因子a的精度更高、误差较小，能够得到更好的补偿效果。

作为优选方案，通过炸药激发两口井，且两口井的距离大于炸药的爆炸半径，并且两口井位置的近地表结构要求基本相同，检波器埋设质量要好，从而可以较好的接受地震波。

作为优选方案，注水井注水后立即激发，避免沙中的水分流失，其中注水量的多少要求可以保证炸药周围的沙层潮湿，非注水井随后激发，分别获得两组地震资料。如图2(a)和图2(b)所示，图2(a)和图2(b)分别示出了本发明的一个具体实施例中注水井和非注水井激发的单炮20-40Hz滤波结果示意图。其中，注水井激发的单炮效果较好，信噪比较高，反射信息较清晰，而非注水井激发的单炮效果较差，信噪比较低，反射信息不清晰。

作为优选方案，相同激发因素包括采用相同的井深和炸药量，以便得到相同情况下，由于井中介质不同而获得的不同的地震资料，求出的差异因子在后续工作中更加有效。

作为优选方案，提取近道的初至波信息作为求取差异因子的地震资料，其原因是炸药在不同介质(注水和非注水)中激发，受弹性性质的不同，所产生的地震波能量、频率必然不同，本发明就是要首先获取这种不同介质情况下激发的有差异的地震波，受地震波传播过程中吸收衰减的影响，传播距离越大、传播时间越长，地震波的能量和频率就衰减越多，为提高后续计算精度排除其他影响因素，只有选择近道的初至波才能确保衰减的少，能够最大限度提高后续计算的精度。最为优选地，近道是指距离激发点(即注水井或非注水井)最近的那一道，该道的初至波具有最小的衰减。

作为优选方案，待处理地震资料包括所述两口井所在工区内的地震剖面资料和地震单炮资料，也可以包括用来求取差异因子的非注水井的地震单炮资料。

以上已经描述了发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。