[发明专利]一种非线性反褶积方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油地质勘探领域，更具体地讲，涉及一种提高地震资料分辨率的方法。

背景技术

反褶积是提高地震记录分辨率的主要方法，在实际地震资料高分辨率处理中发挥了重要作用。但是，随着勘探、开发的发展，地震勘探已经从简单的构造勘探转向复杂地表、复杂构造、裂缝、薄储层和老油田剩余油的勘探。薄储层和老油田剩余油的勘探和地震成像分辨率有直接的关系，传统的基于线性维纳滤波的反褶积方法已经无法满足薄层识别对地震资料分辨率的要求。

传统反褶积方法提高分辨率的能力受地震资料有效频带的限制，难以大幅度提高地震资料分辨率，为此，许多学者试图通过稀疏脉冲反褶积寻找地震数据的稀疏解来获得更高的地震分辨率。

国内外已有不少学者就地震非线性反褶积问题提出了不同的见解和思路。自Wiggins(1978)提出了第一种非线性反褶积算法——最小熵反褶积(MED)开始，随后几年相继出现了以白噪假设条件为基础来探索反射系数非高斯性的一类反褶积方法，这些方法不需要假设子波为最小相位，通过构造不同的目标函数来拟合反射系数序列的概率分布，最终都可化为一个迭代求解加权Toeplitz矩阵方程的问题，从而达到反褶积的目的。但该思路基于白噪假设的条件与实际地震反射系数不能满足白噪的情况不符。

另一主要研究方向为基于贝叶斯稀疏反演原理，通过误差最小二乘拟合和反射系数正则化约束构造目标函数，然后用一种高效循环迭代最优化数值算法来求解反射系数。然而，这类方法的精度在很大程度上取决于反射系数正则化约束项的形式，因此，采用何种稀疏性准则来建立目标函数就显得十分重要了。尽管稀疏准则、求解方式存在差异，但上述方法具有类似的理论框架。通过引入稀疏性约束，较大幅度提高了地震记录分辨率，同时也引发了一些负面效应：一是反褶积结果的多解性、二是对弱反射的压制效应、三是如何提取高精度的混合相位子波，这是该类方法无法消除的固有缺陷，也是突破地震资料有效频带的代价。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于利用非线性反褶积方法突破地震资料有效频带的限制，提供一种非线性反褶积方法，以改善地震资料分辨薄互层的能力。

为了实现上述目的，本发明提供了一种非线性反褶积方法。所述方法包括将叠后地震数据划分为多个时窗，对每个时窗执行以下步骤：a、在三谱域中提取混合相位地震子波；b、在由地震褶积模型和贝叶斯理论得到的目标函数的基础上，采用改进的Kexi准则建立弱反射稀疏约束，并引入VSP地震资料作为反射系数的先验约束，建立反射系数目标函数；c、利用所述混合相位地震子波对所述反射系数目标函数进行求解，以求解得到反射系数；d、将所述求解出的反射系数与高频零相位子波进行褶积，形成提高分辨率后的地震数据。

根据本发明非线性反褶积方法的一个实施例，所述步骤a包括从三谱域中提取地震子波振幅谱和相位谱的估计值，然后将提取得到的三谱域的地震子波振幅谱和相位谱的估计值通过傅里叶反变换得到所述混合相位地震子波。

根据本发明非线性反褶积方法的一个实施例，所述三谱域的地震子波振幅谱的估计值通过以下方式提取:

三谱域的地震子波振幅谱估计表达式为:

|B_s(ω₁,ω₂,ω₃)|＝γ_4m|H(ω₁)||H(ω₂)||H(ω₃)||H^*(ω₁+ω₂+ω₃)|      等式1