一种利用数据自适应性时窗估算几何属性的方法

摘要

本发明公开了一种利用数据自适应性时窗估算几何属性的方法，通过平均振幅能量数据F(t，f)，计算自适应时窗h(t，f)；沿构造走向提取时窗内地震数据；计算时窗内各地震道的平均地震道uavg(t)；计算时窗内各地震道与平均地震道的相关系数r(t，x，y)，并使用平均地震道与各地震道相关系数的乘积，得到各地震道的分析地震道u′(t，x，y)；计算各分析地震道的能量之和，得到相干能量值；计算时窗内各原始地震道的能量之和，得到总体能量之；相干能量值与总体能量值的比值即为相干值，最后计算整个三维地震数据体的相干体并输出。本发明的有益效果是使用拟合地震道来代替原始地震道可以减少相干体计算过程中的随机数据。

权利要求

1.一种利用数据自适应性时窗估算几何属性的方法，其特征在于按照以下步骤进行：步骤1：通过平均振幅能量数据F(t，f)，计算自适应时窗h(t，f)；

其中，t为时间，f为频率；

步骤2：沿构造走向提取时窗内地震数据；

通过自适应时窗、构造倾角与倾向以及地震振幅，沿构造走向按照计算的自适应时窗大小提取时窗内地震数据，即地震数据道u(t，x，y)，其中x,y分别为三维地震工区x和y方向时窗大小；

步骤3：计算时窗内各地震道的平均地震道uavg(t)；

其中，J为参与属性计算的地震道数；

步骤4：计算时窗内各地震道与平均地震道的相关系数r(t，x，y)，并使用平均地震道与各地震道相关系数的乘积，得到各地震道的分析地震道u′(t，x，y)；

u′(t，x，y)＝uavg(t)·r(t，x，y)；

步骤5：计算各分析地震道的能量之和，得到相干能量值；计算时窗内各原始地震道的能量之和，得到总体能量值；相干能量值与总体能量值的比值即为相干值；

步骤6：循环步骤1到步骤5，计算整个三维地震数据体的相干体并输出。

说明书

一种利用数据自适应性时窗估算几何属性的方法

技术领域

[0001] 本发明属于地质学技术领域，涉及一种利用数据自适应性时窗估算几何属性的方法。

背景技术

[0002] 地震几何属性如相干属性通常用来描述地震解释和油藏描述中的断层、河道和其他地质特征。传统上，我们使用单一自定义固定分析时窗计算整个数据体的属性。一般，较小的时窗产生更清晰的地质边界，但对噪音却非常敏感。相反，较大的时窗可以减少随机噪音的影响，但在横向上很难区分断层与河道的边界，垂向上容易将断层边界与地层界面相混淆。这主要是因为地震数据具有较低的信噪比，在地震数据的主周期范围内，在相干体中地层边界一般随着时窗的增大而增强。当时窗大于主周期时，时窗稍微提高就会导致浅部和深部的地层成像结果发生混淆。由于地震信号的衰减损失和地层速度的增加，三维地震数据的垂向和横向分辨率随着深度的增加而发生变化。因此，一个在浅部地层可以得到最佳成像结果的时窗在深部地层中往往就会太小。常用的解决这个问题的方案是在一个合适的固定时窗内计算地震属性，然后拼接计算结果，但常常要冒着数据体垂向连续性减小的危险。这些算法在实现过程中大多数使用固定数量的道和采样数去分析整个地震数据体。然而，由于表层频率的损失，随着深部的增加地震速度逐渐增加，而地震波入射角逐渐减小，地震数据的时间分辨率和横向分辨率逐渐减小。因此，浅部地层最优的固定分析时窗在深部地层可能不是最优的。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种利用数据自适应性时窗估算几何属性的方法，解决了地震几何属性固定分析时窗在浅部地层可以得到最佳成像结果的时窗应用到深部地层中往往就会太小的问题。

[0004] 本发明所采用的技术方案是按照以下步骤进行：

[0005] 步骤1：通过平均振幅能量数据F(t，f)，计算自适应时窗h(t，f)；

[0006]

[0007] 其中，t为时间，f为频率；

[0008] 步骤2：沿构造走向提取时窗内地震数据；

[0009] 通过自适应时窗、构造倾角与倾向、还有地震振幅，沿构造走向按照计算的自适应时窗大小提取时窗内地震数据，即地震数据道u(t，x，y)，其中x,y分别为三维地震工区x和y方向时窗大小；

[0010] 步骤3：计算时窗内各地震道的平均地震道uavg(t)；

[0011]

[0012] 其中，J为参与属性计算的地震道数；

[0013] 步骤4：计算时窗内各地震道与平均地震道的相关系数r(t，x，y)，并使用平均地震道与各地震道相关系数的乘积，得到各地震道的分析地震道u′(t，x，y)；

[0014] u′(t，x，y)＝uavg(t)·r(t，x，y)；

[0015] 步骤5：计算各分析地震道的能量之和，得到相干能量值；计算时窗内各原始地震道的能量之和，得到总体能量值；相干能量值与总体能量值的比值即为相干值；

[0016]

[0017] 步骤6：循环步骤1到步骤5，计算整个三维地震数据体的相干体并输出。

[0018] 本发明的有益效果是使用拟合地震道来代替原始地震道可以减少相干体计算过程中的随机数据。并且，由于自适应时窗的应用，可以使相干体地震数据体在不同时间深度上都有比较好的结果，增强相干体地震数据中弱相干的连续性，减弱由于固定时窗引起的阶梯型假构造。

附图说明

[0019] 图1是使用固定时窗计算的相干体属性切片；

[0020] 图2是使用自适应时窗计算的相干体属性切片；

[0021] 图3是同一地震数据体的剖面使用固定时窗计算得到的相干体属性切片；

[0022] 图4是同一地震数据体的剖面使用自适应时窗计算得到的相干体属性切片1。

[0023] 图5是同一地震数据体的剖面使用自适应时窗计算得到的相干体属性切片2。

具体实施方式

[0024] 下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

[0025] 本发明方法步骤如下：

[0026] 步骤1：通过平均振幅能量数据F(t，f)，计算自适应时窗h(t，f)；

[0027]

[0028] 其中，t为时间，f为频率；

[0029] 步骤2：沿构造走向提取时窗内地震数据；

[0030] 通过步骤1和2得到的自适应时窗、构造倾角与倾向、还有地震振幅，沿构造走向按照计算的自适应时窗大小提取时窗内地震数据，即地震数据道u(t，x，y)，其中x,y分别为三维地震工区x和y方向时窗大小。以图1为例的二维图解为例，编号为1的地震道为要分析的地震道，两条实直线沿倾角方向给出此道所需时窗大小，编号为1的地震道两边各取两道参与属性计算。

[0031] 步骤3：计算时窗内各地震道的平均地震道uavg(t)；

[0032]

[0033] 其中，J为参与属性计算的地震道数。

[0034] 步骤4：计算时窗内各地震道与平均地震道的相关系数r(t，x，y)，并使用平均地震道与各地震道相关系数的乘积，得到各地震道的分析地震道u′(t，x，y)；

[0035] u′(Lx，y)＝uavg(t)·r(t，x，y)，

[0036] 步骤5：计算各分析地震道的能量之和，得到相干能量值；计算时窗内各原始地震道的能量之和，得到总体能量值；相干能量值与总体能量值的比值即为相干值；

[0037]

[0038] 步骤6：循环步骤1到步骤5，计算整个三维地震数据体的相干体并输出。

[0039] 本发明方法实验过程如下：

[0040] 图2和图3给出了两种算法的不同结果，分别展示了使用固定时窗和自适应时窗计算的相干体属性切片(t＝0.6s)；图4和图5分别展示了同一地震数据体的剖面使用固定时窗和自适应时窗计算得到的相干体属性切片(沿AA’方向)。与使用固定时窗的相干体属性相比，使用自适应时窗计算的相干体属性更为清晰，这意味着横向分辨率的提高。对于垂向分辨率来说，各种地质构造的边界也更加清晰，原本模糊的区域(箭头指示)使用了自适应时窗的相干体图5中基本消失。

[0041] 实验结论：诸如相干等属性的“最佳”窗口大小是窗口中主周期的函数。一般，用于几何属性计算的分析窗口应足够大，以提高估计的信噪比，但足够小时，可以避免相邻地层或不连续性反射的干扰。这些属性以及所有的相干算法的计算时间，与窗口高度和半径的平方成线性增加。然而，由于属性质量的提高减少了解释时间，从而补偿了计算时间的增加。由于地震振幅响应是反射波与地震子波的卷积，最常用的定义分析时窗的方法是目的区内有效小波的函数。将窗口大小定义为平衡谱百分比之ρ80的函数。使用自定义常数窗口计算的属性将在给定的目的区内产生良好的成像结果。对于地层厚度横向发生变化的情况下，通过自适应定义垂直分析窗口作为频谱函数，可以相当大的改进效果。沿边缘平滑锥度会使窗口半径和高度的横向突然跳跃最小化。以这种方式，虽然不同深度的图像可能因数据质量从高到低的变化而变化，但异常的意义却相似。

[0042] 本发明根据地震数据的频谱特征定义横向和垂直平滑变化的分析窗口，这种楔形窗口的建造需要一个简单修改的基于特征结构的协方差矩阵的相干，但这种修正是基于相似性简单进行的。将该算法应用于一块有河道沉积的三维地震数据中，证明了该算法的价值。

[0043] 以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。