一种地震数据插值方法、装置及设备转让专利
申请号 : CN202010745362.9
文献号 : CN111929725B
文献日 : 2021-07-02
发明人 : 刘国昌 , 李超 , 饶莹 , 李景叶 , 陈小宏 , 王志勇
申请人 : 中国石油大学(北京)
摘要 :
权利要求 :
1.一种地震数据插值方法,其特征在于,包括:基于初始地震数据设置规则网格;所述初始地震数据具有不同的区域分布密度;所述规则网格包括至少一个规则网格点;所述规则网格点之间具有固定间隔;
在所述初始地震数据中获取构造地震数据;所述构造地震数据包含对应于所述规则网格点的构造地震数据点;
利用所述构造地震数据点求取初始地震数据对应于所述规则网格点的结构张量;所述结构张量用于表示初始地震数据在所述规则网格点上的梯度;
通过所述结构张量确定初始地震数据对应于所述规则网格点的局部倾角;
根据所述局部倾角对所述初始地震数据进行插值得到插值地震数据。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述初始地震数据中包含至少一个初始地震数据点;所述在所述初始地震数据中获取构造地震数据,包括:根据所述初始地震数据点与规则网格点之间的距离在所述初始地震数据点中选取预设数据点数量的构造地震数据点。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用所述构造地震数据点求取初始地震数据对应于所述规则网格点的结构张量,包括:利用所述构造地震数据点求取初始地震数据对应于所述规则网格点的梯度;
利用所述梯度计算初始地震数据对应于所述规则网格点的结构张量。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述利用所述构造地震数据点求取初始地震数据对应于所述规则网格点的梯度,包括:获取所述构造地震数据点的数据点坐标;所述数据点坐标包括数据点横轴坐标、数据点纵轴坐标和数据点时间坐标;
根据所述数据点坐标和构造地震数据构建梯度求取方程;
利用最小二乘法求解所述梯度求取方程得到方程系数;
通过所述方程系数确定初始地震数据对应于所述规则网格点的梯度。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述数据点坐标和构造地震数据构建梯度求取方程,包括:
构建梯度求取方程为 式中,xK为对应于所述规则网格点的第K个构造地震数据点的数据点横轴坐标,yK为对应于所述规则网格点的第K个构造地震数据点的数据点纵轴坐标,zK为对应于所述规则网格点的第K个构造地震数据点的数据点时间坐标,α为所述梯度求取方程的横轴方程系数,β为所述梯度求取方程的纵轴方程系数、γ为所述梯度求取方程的时间方程系数;
相应的,所述梯度包括横轴梯度、纵轴梯度和时间梯度;所述通过所述方程系数确定初始地震数据对应于所述规则网格点的梯度,包括:利用公式 确定横轴梯度,式中,Φx为横轴梯度,α为所述梯度求取方程的横轴方程系数;
利用公式 确定纵轴梯度,式中,Φy为纵轴梯度,β为所述梯度求取方程的纵轴方程系数;
利用公式 确定时间梯度,式中,Φt为时间梯度,△t为采样间隔,t1为第一采样时间,t2为第二采样时间,t1与t2之间间隔为所述采样间隔,xr为所述构造地震数据点的横轴坐标,yr为所述构造地震数据点的纵轴坐标, 为所述构造地震数据点对应于第一采样时间的横轴方程系数, 为所述构造地震数据点对应于第一采样时间的纵轴方程系数, 为所述构造地震数据点对应于第一采样时间的时间方程系数, 为所述构造地震数据点对应于第二采样时间的横轴方程系数, 为所述构造地震数据点对应于第二采样时间的纵轴方程系数, 为所述构造地震数据点对应于第一采样时间的时间方程系数。
6.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述梯度包括横轴梯度、纵轴梯度和时间梯度;所述利用所述梯度计算初始地震数据对应于所述规则网格点的结构张量,包括:利用公式 计算结构张量,式中,ST为结构张量,Φx为横轴梯度,Φy为纵轴梯度,Φt为时间梯度。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述局部倾角包括局部横轴倾角和局部纵轴倾角;所述通过所述结构张量确定初始地震数据对应于所述规则网格点的局部倾角,包括:将结构张量分解为对应于预设张量方向的结构特征向量;
T T T
利用公式ST=λuuu+λvvv+λwww对所述结构张量进行分解,式中,ST为结构张量,λu为结构特征向量u的特征值,λv为结构特征向量v的特征值,λw为结构特征向量w的特征值,u为特征值最大的结构特征向量,v为特征值第二高的结构特征向量,w为特征值最小的结构特征向量;
将结构特征向量u分解为横轴向量值ux、纵轴向量值uy和时间轴向量值ut;
通过公式 计算横轴倾角,式中,θx为局部横轴倾角,ux为横轴向量值,ut为时间轴向量值;
通过公式 计算纵轴倾角,式中,θy为局部纵轴倾角,uy为纵轴向量值,ut为时间轴向量值。
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述局部倾角对所述初始地震数据进行插值得到插值地震数据,包括:利用最小二乘估计求解方程 式中, 为插值地震数据,L为插值算子,ε为尺度参数,R(θ)为对应于局部倾角的正则化算子,d为初始地震数据。
9.一种地震数据插值装置,其特征在于,包括:网格设置模块,用于基于初始地震数据设置规则网格;所述初始地震数据在不同区域具有不同的地震道分布密度;所述规则网格包括至少一个规则网格点;所述规则网格点之间具有固定间隔;
构造地震数据获取模块,用于在所述初始地震数据中获取构造地震数据;所述构造地震数据包含对应于所述规则网格点的构造地震数据点;
结构张量求取模块,用于利用所述构造地震数据点求取初始地震数据对应于所述规则网格点的结构张量;所述结构张量用于表示初始地震数据在所述规则网格点上的梯度;
倾角确定模块,用于通过所述结构张量确定初始地震数据对应于所述规则网格点的局部倾角;
数据插值模块,用于根据所述局部倾角对所述初始地震数据进行插值得到插值地震数据。
10.一种地震数据插值设备,包括存储器和处理器;
所述存储器,用于存储计算机程序指令;
所述处理器,用于执行所述计算机程序指令以实现以下步骤:基于初始地震数据设置规则网格;所述初始地震数据在不同区域具有不同的地震道分布密度;所述规则网格包括至少一个规则网格点;所述规则网格点之间具有固定间隔;在所述初始地震数据中获取构造地震数据;所述构造地震数据包含对应于所述规则网格点的构造地震数据点;利用所述构造地震数据点求取初始地震数据对应于所述规则网格点的结构张量;所述结构张量用于表示初始地震数据在所述规则网格点上的梯度;通过所述结构张量确定初始地震数据对应于所述规则网格点的局部倾角;根据所述局部倾角对所述初始地震数据进行插值得到插值地震数据。
说明书 :
一种地震数据插值方法、装置及设备
技术领域
背景技术
及地震参数的情况下,直接利用所述地震数据确定勘探和生产的方案在实际应用可能会影
响勘探开发工作的正常进行。因此,可以对地震数据进行插值以提高地震数据的精度。
时,直接对所述不规则采样地震数据进行插值会使得插值后的地震数据仍然具有不同的地
震道分布密度,而地震道分布较为稀疏的区域可能仍然具有较低的采样率,进而影响实际
生产中对于地震数据的利用。因此,目前亟需一种能够针对不规则采样的地震数据进行有
效插值的方法。
发明内容
点之间具有固定间隔;
度;
骤:基于初始地震数据设置规则网格;所述初始地震数据在不同区域具有不同的地震道分
布密度;所述规则网格包括至少一个规则网格点;所述规则网格点之间具有固定间隔;在所
述初始地震数据中获取构造地震数据;所述构造地震数据包含对应于所述规则网格点的构
造地震数据点;利用所述构造地震数据点求取初始地震数据对应于所述规则网格点的结构
张量;所述结构张量用于表示初始地震数据在所述规则网格点上的梯度;通过所述结构张
量确定初始地震数据对应于所述规则网格点的局部倾角;根据所述局部倾角对所述初始地
震数据进行插值得到插值地震数据。
现利用所述构造地震数据求取对应于规则网格点的结构张量,能够在根据所述结构张量计
算得出对应于规则网格点的插值地震数据,进而实现了对不规则采样得到的地震数据的插
值。通过上述方法,实现了对于不规则采样的地震数据的插值,丰富了测量得到的地震数
据,有利于后续勘探及生产活动的进行。
附图说明
本说明书中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前
提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
具体实施方式
例。基于本说明书中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得
的所有其他实施例,都应当属于本说明书保护的范围。
PC机等。如图1所示,所述地震数据插值方法具体包括以下步骤。
定间隔。
图。该示意图中,所述初始地震数据为不规则采样得到的地震数据,所述区域分布密度可以
是空间分布密度,例如初始地震数据具有不同的地震道分布密度;所述区域分布密度也可
以是时间分布密度,例如使用数据采集装置采集数据时具有不同的数据采集间隔。实际应
用中对所述区域分布密度的形式不做限制,对此不做赘述。
以是由操作人员所确定的相互垂直的轴线,对此不做赘述。由于所述规则网格中的横轴与
纵轴存在交点,进而可以将所述交点确定为对应的规则网格点。
所述规则网格点所对应的地震数据求取相应的结构张量并实现对于地震数据的插值。
的构造地震数据获取对应于所述规则网格点的相关参数。
>2),再依次选取与所述规则网格点最近的初始地震数据点,直至所选取的初始地震数据点
的数量为所述预设数据点数量K为止。
不做限制。
初始地震数据在所述规则网格点上的梯度。
的结构张量和内部倾角不能够直接计算得到,因此可以通过构建局部平面方程来估计所述
初始地震数据在规则网格点处的三个方向的近似梯度来实现对于结构张量的求取。在一些
实施方式中,利用所述构造地震数据点求取初始地震数据对应于所述规则网格点的梯度
后,再利用所述梯度计算初始地震数据对应于所述规则网格点的结构张量。
据点横轴坐标与数据点纵轴坐标分别是对应于规则网格的横轴与纵轴的坐标。横轴例如可
以是规则网络中的水平轴或接近水平轴的轴线,纵轴可以是与所述横轴相垂直的轴线。当
然,实际应用中可以根据具体的需求指定相应的横轴与纵轴,对此不做赘述。数据点时间坐
标是所述构造地震数据对应于时间轴的坐标。
网格点的第K个构造地震数据点的数据点横轴坐标,yK为对应于所述规则网格点的第K个构
造地震数据点的数据点纵轴坐标,zK为对应于所述规则网格点的第K个构造地震数据点的
数据点时间坐标,α为所述梯度求取方程的横轴方程系数,β为所述梯度求取方程的纵轴方
程系数、γ为所述梯度求取方程的时间方程系数。(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)...(xK,yK,zK)分别
是对应于各个构造地震数据点的数据点坐标。
述。
方程的横轴方程系数,再利用公式 确定纵轴梯度,式中,Φy为纵轴梯度,β为所述梯
度求取方程的纵轴方程系数,并公式 确定时间
梯度,式中,Φt为时间梯度,△t为采样间隔,t1为第一采样时间,t2为第二采样时间,t1与t2
之间间隔为所述采样间隔,xr为所述构造地震数据点的横轴坐标,yr为所述构造地震数据点
的纵轴坐标, 为所述构造地震数据点对应于第一采样时间的横轴方程系数, 为所述构
造地震数据点对应于第一采样时间的纵轴方程系数, 为所述构造地震数据点对应于第一
采样时间的时间方程系数, 为所述构造地震数据点对应于第二采样时间的横轴方程系
数, 为所述构造地震数据点对应于第二采样时间的纵轴方程系数, 为所述构造地震数
据点对应于第一采样时间的时间方程系数。
计算结构张量,式中,ST为结构张量,Φx为横轴梯度,Φy
为纵轴梯度,Φt为时间梯度。上述公式中的<·>表示平滑算子。所得到的结构张量即为一
个正半定矩阵,对应有多个特征向量,根据其中特征值最大的特征向量即可确定对应于所
述规则网格点的梯度。
骤中的构造地震数据的轴线所对应的方向,对此不做限制。
结构特征向量v的特征值,λw为结构特征向量w的特征值,u为特征值最大的结构特征向量,v
为特征值第二高的结构特征向量,w为特征值最小的结构特征向量,即λu≥λv≥λw≥0,其中
的结构特征向量u是根据分解得到的特征向量的特征值而确定的。
向上均能够进行映射,因此,可以将所述结构特征向量u分别映射至横轴、纵轴及时间轴上
以得到上述横轴向量值ux、纵轴向量值uy和时间轴向量值ut。
横轴倾角,式中,θx为局部横轴倾角,ux为横轴向量值,ut为时间轴向量值,并通过公式
计算纵轴倾角,式中,θy为局部纵轴倾角,uy为纵轴向量值,ut为时间轴向量值。
角。
于所述规则网格点的插值地震数据。
子,d为初始地震数据。
f(ni)的向量形式,m为在规则网格中的规则网格点xj处所采集到的地震数据f(xj)的向量形
式,L是一个简单插值算法插值算子,例如可以是B样条插值算法,ε是一个尺度参数,R是一
个适当的正则化算子,θ是同相轴倾角,R(θ)即为利用平面波分解滤波作为倾角约束,即为
对应于所述同相轴倾角的算子。
算出上述方程的最小二乘解。具体的求解过程在此不再赘述。
能够有效地对地震数据进行插值以实现地震数据正则化。
从而实现利用所述构造地震数据求取对应于规则网格点的结构张量,能够在根据所述结构
张量计算得出对应于规则网格点的插值地震数据,进而实现了对不规则采样得到的地震数
据的插值。通过上述方法,实现了对于不规则采样的地震数据的插值,丰富了测量得到的地
震数据,有利于后续勘探及生产活动的进行。
格点之间具有固定间隔。
梯度。
固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific
Integrated Circuit,ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式等等。所述处理器
可以执行所述计算机程序指令实现以下步骤:基于初始地震数据设置规则网格;所述初始
地震数据在不同区域具有不同的地震道分布密度;所述规则网格包括至少一个规则网格
点;所述规则网格点之间具有固定间隔;在所述初始地震数据中获取构造地震数据;所述构
造地震数据包含对应于所述规则网格点的构造地震数据点;利用所述构造地震数据点求取
初始地震数据对应于所述规则网格点的结构张量;所述结构张量用于表示初始地震数据在
所述规则网格点上的梯度;通过所述结构张量确定初始地震数据对应于所述规则网格点的
局部倾角;根据所述局部倾角对所述初始地震数据进行插值得到插值地震数据。
以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放
器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何
设备的组合。
本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件
产品可以存储在存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机
设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本说明书各个实施例或者实施例
的某些部分所述的方法。
施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例
的部分说明即可。
置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设
备的分布式计算环境等等。
组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书,在这些分布式计算环境
中,由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中,程序模块
可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
说明书的精神。