[发明专利]基于粘弹介质模型的极浅层吸收补偿方法

说明书

方法领域

本发明涉及地震资料处理方法领域，特别是涉及到一种基于粘弹介质模型的极浅层吸收补偿方法。

背景技术

现有的地震资料处理方法中对地震波进行吸收能量补偿主要应用反Q滤波，反Q滤波目前的手段和精度仍然存在一定的局限性。首先要求地层精确的Q值，这一点是难以做到的；其次，反Q滤波所补偿的高频成份信噪比可能较低，因而只能做部分补偿；另外，由于缺少地层对地震波的吸收机制的研究，反Q滤波的数学方法不够严密。近年来，研究人员利用VSP资料得到井附近比较准确的地层Q值，通过反Q滤波使地震资料的分辨率得到提高，取得令人鼓舞的成果，使人们看到了地震资料频率和振幅补偿的重要性，但是这种方法有两方面的不足：其一是，只能对井附近的地震资料有效，其应用范围有限；其二是，由于极浅层低降速带结构疏松，具有极低的Q值，因此在地震波传播的过程中，低降速带对地震波能量的吸收占整个吸收的主要部分，而反Q滤波无法针对低降速带地层的吸收进行补偿。

针对极浅层低降速带的吸收问题，我们对极浅层低降速带的吸收机制进行了深入研究，确定了低降速带的介质类型，利用微测井资料反演低降速带的Q值，根据Q与v相对稳定的统计关系，结合成熟的低降速带速度反演方法，求取了较为准确的低降速带Q值分布，创新性地提出了利用粘弹波动方程波场延拓实现极浅层吸收衰减补偿的方法，经过理论模型的验证和实际资料的应用，均取得了理想的效果和效率。这种新的极浅层吸收补偿方法是提高地震资料分辨率的有效手段，将成为处理极浅层低降速带对地震资料影响的新方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种有效的补偿被极浅层吸收的特别是高频成分的地震波能量，同时拓宽地震资料有效频带、提高地震资料分辨率的基于粘弹介质模型的极浅层吸收补偿方法。

本发明可通过如下方法措施来实现：

1)对微测井数据进行分析，利用直达波初至时间与激发深度计算微测井处极浅层低降速带速度结构；

2)利用频谱比法获取单点极浅层低降速带Q值，即对微测井相邻两炮的接收记录截断直达波,通过对两者直达波频谱的差进行拟合得到两个炮点之间地层的Q值,将所有炮点逐个计算即可得到该点极浅层低降速带Q值；

3)拟合由微测井计算的极浅层低降速带速度v和Q值，得到Q与速度v的关系公式，该公式具体形式与所应用的地区有关；

4)拾取反射地震数据上的直达波初至时间，并利用微测井进行约束层析反演，得到极浅层低降速带速度模型；

5)将步骤3中的Q与速度v的关系公式应用到步骤4中的极浅层低降速带速度模型，得到全区极浅层低降速带Q体模型；

6)利用粘弹波动方程数值解法，对叠前数据通过粘弹波动方程延拓将地表接收的地震记录延拓到高速层顶，实现叠前极浅层低降速带吸收补偿；

7)采用通常的方法绘制出补偿后的地震剖面，进行频谱分析。

上述方案进一步包括:

8)重复步骤6和步骤7，修改参数达到满意的效果；

9)可视需要，再对经叠后处理的地震数据进行粘弹波动方程延拓，实现叠后极浅层低降速带吸收补偿。

本发明还通过以下技术手段实现：

所述步骤2）中频谱比法的具体流程为：对直达波信号的截断点选在第二周期的波谷处，即1.25个周期，而不是波谷前的零线处，同时采用流动窗长法，保证各个信号的截断形式一致，以避免波谱畸变和保证稳定Q估计；之后计算截取的两个直达波的对数谱的差，并确定拟合区间进行直线拟合，计算出Q值。这里用到的拟合公式为其中：S1（f）、S2(f)分别为M1、M2的频谱；C为一常数；f为频率；Δt=t2-t1。

所述步骤3中Q和v的拟合采用的是多项式拟合,得出的Q值与速度v的关系公式。

所述步骤4中微测井资料约束层析反演的方法主要是以基于微测井数据建立的低降速带速度模型作为约束条件，与旅行时残差一起构成目标函数，通过求解朗格朗日约束的目标函数最小二乘解。。

所述步骤6中的粘弹波动方程数值解法有以下几种：裂步傅里叶法、裂步傅里叶加插值法、相移法、相移加插值法、傅里叶有限差分法等，可以根据实际需要进行选择。

所述步骤6中的粘弹波动方程延拓算法的实现是基于MPI消息传递机制、同构机模式的并行算法。