[发明专利]提取混合相位地震子波的方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油勘探技术领域，特别是涉及到一种提取混合相位地震子波的方法。

背景技术

地震子波提取是地震勘探资料处理与解释中非常关键的一个问题，在正演问题中，需要通过波动方程或褶积模型结合地震子波来形成正演模拟地震数据，在反演和反褶积问题中，也需要通过地震道提取一个的子波，不同的子波往往对反演结果会有不同的影响。地震子波提取的基本框架是褶积模型，也就是包含子波以及反射系数序列再加上噪声的地震道，提取方法主要包括两大类，第一类是确定性子波提取方法，第二类是统计性子波的提取方法，确定性子波提取方法指的是利用测井资料首先计算出反射系数序列，然后结合井旁地震道由褶积模型求出地震子波。

统计性子波提取方法是通过地震道自身来估计子波，又可分为基于二阶统计量和基于高阶统计量两种方法。二阶统计量方法首先由Robinson(1975)提出，它基于这样的假设，即地震子波是时不变的，地下的反射时具有白噪谱的随机序列，则观测到的地震道的自相关就给定了地震子波的自相关的一个估计，也就是已知了地震子波的振幅谱，对于子波的相位谱，则必须给出一定的假设，如假设地震子波是零相位、最小相位、最大相位，而实际上地震子波是一种混合相位的，因此，基于二阶统计量的自相关统计的方法提取的子波也是不准确的。80年代后期以来，许多学者开始使用高阶统计方法来解决地震子波估计的问题，这些方法大多源于60年代发展起来的累积量和多谱理论，T.Matsuoka和T.J.Ulrych(1984)最早将它们用于混合相位地震子波的估计，高阶统计量地震子波提取的新思想是由G.D.Lazear(1993)和D.R.Velis(1996)提出的，他们将非高斯信号处理中的四阶累积量用于子波的估计，为解决混合相位子波估计问题提供了一条全新的思路。

然而，地震子波提取结果的多解性一直是目前所面临的难题，使得子波提取并没有得到很好的应用，因此，实际的地震资料处理中需要更加准确可靠的地震子波提取方法。

由于高阶统计量保留了信号的相位信息，因此近几年来发展了许多基于高阶统计量的地震子波提取方法，然而，地震子波提取结果的多解性一直是目前所面临的难题，使得高阶统计量子波提取并没有得到很好的应用。为此我们发明了一种新的提取混合相位地震子波的方法，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可提取出混合相位地震子波，以得到分辨率更高的地震资料的提取混合相位地震子波的方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：提取混合相位地震子波的方法，该提取混合相位地震子波的方法包括：步骤1，选取地震道和时间范围；步骤2，对选取的地震道和时间范围内的地震数据进行高阶统计量分析；步骤3，建立目标函数；步骤4，用遗传算法求解目标函数；以及步骤5，输出提取出的混合相位地震子波。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，首先输入地震资料，根据需要选择需要进行地震子波提取的地震道，然后根据研究工区的情况，确定需要进行地震子波提取的时间范围。

在选择需要进行地震子波提取的地震道时，选择构造平缓，同相轴接近水平的地方选择地震道，并保证地震资料具有一定的信噪比。

在确定需要进行地震子波提取的时间范围时，该时间范围的长度至少应该是子波长度的2倍以上，且时窗边界不要卡在强同相轴上，要放在地震响应的过渡带上。

在步骤2中，计算地震数据的四阶累积量。

在步骤3中，考虑三谱的计算公式，并选用地震数据的四阶累计量，得到提取子波的目标函数，并在目标函数中加入了对子波的硬约束，降低子波提取的多解性。

在步骤3中，遗传算法混合相位子波提取基于地震道高阶累积量与子波高阶矩匹配的思想，考虑如下的褶积模型：

d(n)=x(n)+n(n)=w(n)*r(n)+n(n)          (1)

其中：d(n)为带噪地震记录，x(n)为无噪地震记录，w(n)为地震子波，r(n)为地层反射系数，n(n)代表加性噪声，假定噪声是高斯白噪声或是高斯有色噪声，并且与r(n)统计独立，则它的高阶统计量为零，进一步假设地层反射系数r(n)为超高斯白噪声，可以得到下面的公式：