[发明专利]一种块状介质的宽频反演方法

说明书

本发明公开了一种块状介质宽频反演方法，根据地震数据的频带提取实际子波用于压缩感知的拓频；利用压缩感知理论建立地震的褶积模型，利用压缩感知理论进行拓频获得地震信号中全频带的反射系数，利用快速阈值迭代方法计算地震全频带反射系数；地震道积分是通过地震反射系数的积分求和，实现地震数据转换为地震相对阻抗剖面，采用多重积分技术对拓低频的反射系数进行奇数次多重积分，获得不同主频的相对阻抗体；扫描奇数次多重积分的主频，同时扫描测井阻抗频谱在积分剖面主频下的振幅相对关系；以测井阻抗的不同主频下的相对振幅关系为准则，计算奇数次多重积分的加权系数，利用加权相加方式重构获得地震相对阻抗反演体。

技术领域

本发明涉及石油勘探领域，特别是一种块状介质的宽频反演方法。

背景技术

受目前地震资料的采集与处理技术与控制的制约，地震资料的频带范围一般局限在几到几十Hz。目前，针对高频成分的补偿方法研究较多，而有关低频保护与补偿的研究较少。地球物理学家注意到地震数据低频信息很有意义。由于低频信号要比高频信号传播远得多,因而所携带的内容更加丰富。随着浅层石油开发殆尽,必然要进行深部勘探,低频信息就突显出它的重要性。尤其对于新兴的全波形反演,低于10Hz的频率内容也有这相当重要的地位。倘若拥有高保真低频信息就会对初始模型的要求大大降低，继而得到更出色的反演结果。但是种种原因导致所需的低频信息不仅少而且信噪比也低，因而恢复低频频带在现今的地震勘探领域具有现实意义。

当前地震反演技术在储层预测中应用较为广泛。其类型有递推反演、测井约束地震反演等多种，地震反演的小波变换与遗传算法和神经网络算法都是非线性的。如：1997年雍学善等提出了逐道遗传外推的反演方法，2004年孟宪军等提出地震反演的精度与地震资料的品质、层位和断层解释的精度以及地层沉积模式与地层接触关系等都紧密相关，2008～2009年NEAU Audrey和崔岩提出了初始模型建立对提高储层预测的效果非常重要。

但是上述地震波阻抗反演存在一些问题：储层边界的轮廓容易被插值建模的所破坏，基于地震的反演方法的反演结果低频受模型影响，边界模糊，难以确定储层有效范围。因此地震数据的低频缺失以及块体建模的问题直接影响到块状介质的反演结果。

发明内容

本发明的目的是要解决现有技术中存在的不足，提供一种块状介质的宽频反演方法，基于压缩感知拓频获得的全频带的反射系数结果进行多重积分，获得各个频带的相对阻抗信息，逐步逼近测井阻抗频谱，保证了低频信息的完整性，有效解决块状介质的厚层边界刻画。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种块状介质的宽频反演方法，包括以下步骤：

步骤1：分析地震频带范围，根据地震数据的频带提取实际子波用于压缩感知的拓频；

步骤2：利用压缩感知理论建立地震的褶积模型，利用压缩感知理论进行拓频获得地震信号中全频带的反射系数，地震数据表示为反地震子波和地下反射系数的褶积，利用快速阈值迭代方法计算地震全频带反射系数；

步骤3：地震道积分是通过地震反射系数的积分求和，实现地震数据转换为地震相对阻抗剖面，采用多重积分技术对拓低频的反射系数进行奇数次多重积分，获得不同主频的相对阻抗体；

步骤4：扫描奇数次多重积分的主频，同时扫描测井阻抗频谱在积分剖面主频下的振幅相对关系；

步骤5：以测井阻抗的不同主频下的相对振幅关系为准则，计算奇数次多重积分的加权系数，利用加权相加方式重构获得地震相对阻抗反演体。

进一步，所述步骤2中，地震数据用s表示，反地震子波用w表示，地下反射系数用r表示，地震数据s表示为反地震子波w和地下反射系数r的褶积s＝w*r +n，频率域表示为S＝WR＝WFr，F是Fourier变换矩阵，利用压缩感知理论，通过非线性重构来重建信号，令A＝WF,y＝S,x＝r，获得成本函数如下式：