[发明专利]基于加权L1范数稀疏准则的子波相位估计方法及系统

说明书

本发明提供一种基于加权L1范数稀疏准则的子波相位估计方法及系统，该方法包括：S1、获取地震数据，并给定初始地震子波；S2、构建不同相位的子波群；S3、利用构建的子波群进行基于稀疏贝叶斯学习的稀疏反演，得到反演结果；S4、采用加权L1范数稀疏准则量化评价所述反演结果的稀疏性，获取地震子波相位和对应的反射系数序列中的一项。该系统包括：初始子波给定单元、子波群构建单元、反演单元、评价单元。本发明建立了加权L1范数稀疏准则与地震子波相位之间的关系，通过加权L1范数和稀疏贝叶斯学习的双重稀疏表示，分离了子波相位和反射系数的干涉耦合效应。

技术领域

本发明涉及地震勘探反演技术领域，尤其涉及一种基于加权L1范数稀疏准则的子波相位估计方法及系统。

背景技术

对反射波地震数据进行反褶积处理可以得到具有超高分辨率的反射系数或波阻抗结果从而获得尽可能清晰的油气藏图像，而子波正确与否对反褶积结果起着决定性作用。然而经过一系列处理后的地震剖面通常会有残留的子波相位，而残留的子波相位会造成时域主峰的偏移和旁瓣数目的变化，并有可能彻底改变子波的相位特性及因果特性，导致后续的反褶积处理结果误差变大并且产生假象进而影响后续的地质解释和勘探开发任务。

对于子波相位校正的约束条件一般分为两类：井资料约束与准则函数约束。当需要处理的数据中有大量井资料的时候，那么利用测井数据对井旁地震记录进行相位估计，然后将估计的结果应用于整个剖面，对井旁道地震数据进行确定性子波估计的方法是最准确的。然而实际上由于测井数据较为稀少，确定性子波估计方法通常难以应用在实际场景当中。此外，大量的学者研究发现不同的测井数据估计的子波通常会有相位上的差异。因此，对于大部分地震数据都需要从数据本身出发进行估计子波即采用统计性子波估计方法。

最早的子波常相位估计校正技术是在Wiggins的最小熵反褶积的基础上，Levy和Oldenburg等人对地震道进行相位旋转，利用最大方差模准则评价不同相位时地震道偏离高斯性的程度，提出一种自动相位校正的方法 (APC)直接从地震数据中估计子波相位。但是，该方法并未考虑到反射系数的干涉对地震数据相位的影响，而且当地震数据缺少低频信息时该方法也很难取得较好的效果。

考虑到峰度准则具有放大强反射和压制弱反射等性质，Lu和Liu等人通过对归一化的振幅取对数的处理方式对峰度准则进行改进，提出了一种改进的峰度准则。L1范数作为一种良好的稀疏准则被广泛应用于地震数据处理的各个环节当中，随后Scargle等将L1范数用来评价相位提取的结果。 Sacchi研究了Sech准则和Cauchy准则，并分别将其作为稀疏约束引入到稀疏脉冲反褶积中。在测井资料丰富时，采用零相位地震道作为标准地震道，可以采用相似系数准则估计相位，Taner等人将改进的相似系数准则应用于实际地震数据的相位校正中且取得了较好的效果。刘玉金和李振春等人利用局部相似度准则估计出井旁道的相位属相，再将其插值到整个地震剖面，从而实现对非稳态数据进行了相位校正处理。周兴元对常相位校正后的结果的包络进行了分析比较，且分析了子波剩余相位不是常数时进行常相位校正的意义。刘金俊等人阐述了子波零相位化、反褶积和地震分辨率之间的关系。刘俊州、马铭等基于偏斜度准则进行子波相位估计，分析了带宽、噪声以及反射系数模型等对结果的影响。随后Yu和Yuan等人分析对比了峰度、Parsimony、柯西和改进柯西等准则在子波常相位估计当中的应用。

值的注意的是，反射系数的干涉也会引起地震数据的相位变化，这种干涉效应通常与地震子波相位耦合在一块难以分离，进而影响子波真实相位的估计。上述现有技术中的子波相位估计方法，是根据地震记录或测井数据直接估计子波相位，并未考虑到反射系数的干涉效应对子波相位估计的影响，影响了子波真实相位的估计。