[发明专利]地震数据等效主频计算的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及地震数据分析领域，更具体地，涉及地震数据等效主频计算的方法和地震数据等效主频计算的装置。

背景技术

人工地震法是石油天然气勘探的主要技术之一。人工地震法石油天然气勘探数据(以下简称：地震数据)包含了大量的地下石油天然气藏的地质信息，其品质高低，直接影响油气勘探的成功率。地震数据包含的信息量多少及其真实性，是衡量地震数据品质的客观标准。地震数据的信噪比高低、地层构造形态的准确程度以及纵向厚度分辨能力的高低是衡量地震数据品质好坏的三个主要标准。

纵向厚度分辨能力一般称为分辨力Tr(Resolution)，其倒数称为分辨率Pa(Resolving Power)，两个定义本质上是一致的。

随着油气田开发进入中晚期，需要寻找的油气藏规模更小，也更加隐蔽，对地震数据的分辨率要求就越来越高。分辨率成为地震数据品质高低的越来越重要的判别标准。如何计算地震数据的分辨率，其结果是否真实，将直接影响地震数据品质的判断。

地震子波是构成地震数据的基本信号，地震子波的分辨率就代表了地震数据的分辨率。

地震子波是一个稳定并有一定时间延迟(即有一定的时间长度)的信号。地震子波长度越大，相邻地层反射的相互干涉就会越严重，从地震数据中得到地层界面反射系数及地层厚度信息的难度也就越大。只有相邻的反射子波完全分离，才不会相互干涉，才可能完全准确得到地层界面反射系数及地层厚度信息。所以，严格的分辨率必须以地震子波的时间延续度来定义。

图1(a)为一个薄砂体储层地质模型的反射系数和相应的振幅谱；图1(b)为采用短子波(主频35Hz)得到的人工合成地震记录和相应的振幅谱；图1(c)为采用长子波(主频35Hz)得到的人工合成地震记录和相应的振幅谱，即图1(b)和图1(c)的主频相同但子波波长不同。如图1(b)所示，短子波合成记录中，由于子波长度足够短，所有的砂体界面反射子波没有相互干涉，砂体的顶、底反射可以明确界定，即使是反射非常弱的“砂体3”顶界面反射也清晰可见。如图1(c)所示，长子波合成记录中，由于子波长度太长，“砂体2”和“砂体3”界面反射子波相互干涉，砂体的顶、底反射的位置和极性已无法界定。

图2(a)为一个薄砂体储层地质模型的反射系数和相应的振幅谱；图2(b)为采用短子波(主频30Hz)得到的人工合成地震记录和相应的振幅谱；图2(c)为采用长子波(主频15Hz)得到的人工合成地震记录和相应的振幅谱，即图2(a)和图2(b)的子波波长和主频都不相同，图2(b)为短子波高主频，图2(c)为长子波低主频。如图2(b)所示，主频高、长度短的子波合成记录中，由于子波长度足够短，所有砂体界面反射都能清晰界定。如图2(c)所示，主频低、长度长的子波合成记录中，由于子波长度太长，无法判定“砂体2”处反射特征是子波相位变化的反应，还是多于一个以上界面反射叠加的反应；也无法判定“砂体3”处存在的是一个反射界面还是两个反射界面。

严格通过地震子波长度来定义地震数据分辨率是最准确的定义方法，但在实际的油气勘探中难以得到有效应用。由于地下反射界面非常复杂，加上各种噪声的干扰，不论是在时间域还是在频率域，地震数据中子波的长度都无法较为准确的求得，也就无法用子波长度来精确估算地震数据的分辨率。因此，通常很少采用严格地震子波长度来定义地震数据分辨率。

现有技术中，常用的地震数据分辨率定义方法较多。这些方法的计算结果不完全一致，但差异并不大。实际生产中，最直观、最方便使用的分辨率定义方法应该有以下两种，其均具有直观、方便使用的特点，成为了人们最习惯并经常使用的方法。

一、基于时间域波形特征的主频定义法

正弦波通常采用波长、周期和频率来描述其特性，但地震子波不同于正弦波，没有单一不变的波长、周期和频率。油气地震勘探中就仿照正弦波的定义方式，采用主波长(也称为视波长)、主周期(也称为视周期)和主频率(也称为视频率)来描述地震子波的特征。一般定义子波波形中相邻波峰(或波谷)的时间间隔为主周期T_b，其倒数称为主频率f_b＝1/T_b。如果已知地震波的速度v，得到主波长为

λ_b＝vT_b＝v/f_b，(1)

主波长、主周期和主频率实际上是地震子波中起主要作用的频率成份的反映。