[发明专利]井约束非稳态相位校正方法

权利要求书

1.一种井约束非稳态相位校正方法，其特征在于，结合测井数据和井旁地震记录包络形成模型道，利用局部相似度准则估计出井旁地震数据的局部相位属相，再利用局部倾角信息将井旁地震道的相位信息插值到整个地震剖面，从而得到随时间和空间变化的相位信息，利用该信息即可对整条剖面进行相位校正。

2.根据权利要求1所述的井约束非稳态相位校正方法，其特征在于包括：

(1)利用测井数据和井旁地震道包络构建模型道，利用测井数据记录时间短于地震数据记录时间，将测井数据记录时间之外的数据用井旁地震道的包络来代替，合成与原地震数据记录时间相同的模型道；

(2)根据模型道，以相似度准则对井旁地震道进行非稳态相位估计；

(3)利用平面波预测算子将井旁地震道的局部相位延拓到其他位置；

(4)对所有测井数据位置处进行非稳态相位估计，然后对所有局部相位属性剖面取平均，得到随时间和空间变化的局部相位属性；

(5)根据估计出来的局部相位属性对地震剖面进行非稳态相位校正，并输出相位校正之后的地震剖面。

3.根据权利要求2所述的井约束非稳态相位校正方法，其特征在于：

(2)估计井旁地震道的局部相位，根据模型道，以相似度准则对井旁地震道进行非稳态相位估计，两个时间序列a_i和b_i的相似系数定义为：

$c\[a,b\]=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{a}_i{b}_i}{\sqrt{\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{a}_i^2\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{b}_i^2}}---\left(1\right)$

公式(1)看作两个最小二乘反演问题解的乘积，

c²＝c₁c₂ (2)

c₁＝(a^Ta)^-1(a^Tb) (3)

c₂＝(b^Tb)^-1(b^Ta) (4)

其中a、b分别是信号a(t)、b(t)的向量表示，x^Ty表示向量x和y点乘，由向量a、b的元素分别构造对角矩阵A、B，对方程局部化后相当于对反演加入正则化条件，标量c₁和c₂变为向量c₁和c₂，利用整型正则化，方程(3)、(4)变为：

c₁＝[λ²I+S(A^TA-λ²I)]^-1SA^Tb (5)

c₂＝[λ²I+S(B^TB-λ²I)]^-1SB^Tb (6)

其中S为平滑算子，向量c₁和c₂各元素对应相乘后得到随时间变化的局部相似度c，其结果采用整形正则化反演进行迭代近似得到上式的解；

(3)利用平面波预测算子将井旁地震道的局部相位延拓到其他位置，采用平面波预测滤波器算子将井数据位置处的相位信息插值到其他位置处，平面波预测滤波器用下面的微分方程来描述：

$\frac{\∂P}{\∂x}+\mathrm{\σ}\frac{\∂P}{\∂t}=0---\left(7\right)$

其中P(t,x)为地震波场，σ为随时间和空间变化的局部倾角；

假定地震剖面s由一系列地震道组成，s＝[s₁ s₂ ... s_N]^T，平面波解构滤波器(PWD)算子根据相邻道预测该道数据，并将原始道与预测道相减，数学表达式为：

r＝Ds (8)

其中r为剩余量，D为PWD算子，定义为：

$D=I_N-P=\left[\begin{array}{ccccc}I& 0& 0& ...& 0\\ -P_{1,2}& I& 0& ...& 0\\ 0& -P_{2,3}& I& ...& 0\\ ...& ...& ...& ...& ...\\ 0& 0& ...& -P_{N-1,N}& I\end{array}\right]---\left(9\right)$

其中I为单位算子，P为预测算子，通过沿同相轴倾角方向移动原始道来预测下一道地震数据，P_i,j表示由第i道预测第j道的算子；

式(8)通过正则化共轭梯度法最小化预测误差r估计出主要的局部倾角信息，PWC算子是PWD算子的逆，可以通过递归算法快速实现PWC算子：

c₁＝s₁,c_k＝s_k+P_k-1,kc_k-1,k＝2,3,...,N (10)

(5)根据估计出来的局部相位属性对地震剖面进行非稳态相位校正，并输出相位校正之后的地震剖面，地震道x(t)经过相位旋转后变为：

x_rot(t)＝x(t)cosφ(t)+H[x(t)]sinφ(t) (11)

式中，φ(t)为随时间变化相位旋转角度，H[x(t)]为地震道x(t)的Hilbert变换，采用不同的零相位判别准则，得到不同的相位校正方法。