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1、(10)申请公布号 CN 103336303 A (43)申请公布日 2013.10.02 CN 103336303 A *CN103336303A* (21)申请号 201310227103.7 (22)申请日 2013.06.06 G01V 1/40(2006.01) G01V 1/28(2006.01) (71)申请人 浙江大学 地址 310027 浙江省杭州市西湖区浙大路 38 号 (72)发明人 田钢 李曦宁 沈洪垒 石战结 陈燃 (74)专利代理机构 杭州求是专利事务所有限公 司 33200 代理人 杜军 (54) 发明名称 一种利用声波测井进行地震拓频方法 (57) 摘要 本发明。
2、公开了一种利用声波测井进行地震拓 频方法。它将声波测井和密度测井数据得到的反 射系数序列与选定的高频地震子波制做成宽带的 合成地震记录 ； 利用合成的宽带地震记录与过井 地震道对比， 得到由于低通地层滤波器所造成的 纵向高频信号损失规律 ； 同时利用井旁地震记录 与过井剖面上任意地震道的对比分析， 得到地层 横向变化的滤波效应 ； 通过研究上述滤波器的振 幅频谱特性， 总结纵向与横向滤波器在叠加地震 剖面上的特性， 设计一个包括纵向频率损失和横 向频率变化的拓频串联反滤波器， 将其作用到跨 井叠加地震剖面上， 以达到拓展频带宽度， 提高叠 后反射地震剖面分辨率的目的， 为油气藏精细描 述和动态。
3、监测提供更详尽、 更可靠的地震信息。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图6页 (10)申请公布号 CN 103336303 A CN 103336303 A *CN103336303A* 1/1 页 2 1. 一种利用声波测井进行地震拓频方法， 其特征在于该方法包括以下步骤 ： 步骤 1. 利用一口已知井的声波和密度测井资料求取波阻抗反射系数序列 r(t)， 将 该反射系数序列 r(t) 与一选定的宽带子波 w(t) 进行褶积， 得到的宽带合成地震记录 y(t)=。
4、r(t)*w(t) ； 步骤 2. 将宽带合成地震记录 y(t) 作为期望输出信号， 其相应的井旁地震道 x井旁(t) 作为输入信号， 根据最小平方反滤波的原理求出纵向反滤波器 h1(t) ； 根据最小平方反滤波原理求取 h1(t) 的公式如下 ： 式中， rxx(t) 为井旁地震道 x井旁(t) 的自相关函数 ； ryx(t) 为 y(t) 与 x井旁(t) 的互相 关函数 ； h1(t) 即为所求的纵向反滤波因子， -m0为代求的反滤波因子 h1(t) 的起始时刻 ； 步骤 3. 将该井的井旁地震道 x井旁(t) 作为期望输出信号， 井间任一道叠后 CDP 记录 z （t） 作为输入信号，。
5、 根据最小平方反滤波的原理得到横向反滤波器 h2(t) ； 同样用最小平方反滤波原理求取 h2(t) ： 式中， rzz(t) 为地震道记录 z(t) 的自相关函数 ； rxz(t) 为 x井旁(t) 与 z(t) 的互相关函 数 ； h2(t) 即为所求的横向反滤波因子， -n0为代求的反滤波因子 h2(t) 的起始时刻 ； 步骤 4. 总结纵向反滤波器与横向反滤波器在叠加地震剖面上的特性， 设计一个包括 纵向频率损失和横向频率变化的拓频串联反滤波器 h(t)=h1(t)*h2(t)， 将其作用于叠后地 震数据 , 实现拓宽频带， 提高分辨率的目的 ； 地震数据拓频处理的流程如下列公式所示 。
6、： Z (f)=Z(f)H1(f)H2(f) 式中， Z (f) 为拓频后地震数据的频率域表示， Z(f) 为拓频前地震数据的频率域表示， H1(f) 为纵向补偿反滤波器 h1(t) 的频率域表示， H2(f) 为横向匹配反滤波器 h2(t) 的频率 域表示 ； 最后， Z (f) 经傅里叶反变换就可得到拓频后的地震数据。 权 利 要 求 书 CN 103336303 A 2 1/4 页 3 一种利用声波测井进行地震拓频方法 技术领域 0001 本发明涉及一种利用声波测井进行地震拓频方法， 特别是利用拓频串联反滤波器 进行地震信号的纵向高频补偿和横向变化匹配， 以拓宽频带， 提高地震信号分辨率。
7、的有效 办法。 背景技术 0002 地震测井联合技术过去主要被用于岩性解释和储层预测， 它主要是利用合成地震 记录确定反射层的地质层位， 识别多次反射波， 实现层位标定， 但往往造成高分辨的测井信 息降低为低分辨的地震道信息。 0003 地震拓频技术的常规方法主要为反 Q 滤波， 它是按照某种吸收衰减模型设计反滤 波因子， 以补偿大地吸收滤波影响。但其效果由于品质因子 Q 的测量精度限制而受到影响。 发明内容 0004 本发明的目的是提供一种利用声波测井进行地震拓频的方法。 0005 其实现的主要技术流程在于 ： 0006 步骤 1. 利用一口已知井的声波和密度测井资料求取波阻抗反射系数序列 。
8、r(t)， 将该反射系数序列 r(t) 与一选定的宽带子波 w(t) 进行褶积， 得到的宽带合成地震记录 y(t)=r(t)*w(t)。 0007 步骤 2. 将宽带合成地震记录 y(t) 作为期望输出信号， 其相应的井旁地震道 x井旁 (t) 作为输入信号， 根据最小平方反滤波的原理求出纵向反滤波器 h1(t)。 0008 根据最小平方反滤波原理求取 h1(t) 的公式如下 ： 0009 0010 式中， rxx(t) 为井旁地震道 x井旁(t) 的自相关函数 (t=0,1m) ； ryx(t) 为 y(t) 与 x井旁(t) 的互相关函数 ； h1(t) 即为所求的纵向反滤波因子 (t=-。
9、m0,-m0+1-m0+m)。其 中 -m0为代求的反滤波因子 h1(t) 的起始时刻， m0的选取与互相关系函数 ryx(t) 的性质有 很大的关系。当 ryx(t) 是最小相位时， m0=0 ； 当 ryx(t) 是最大相位时， m0=m ； 当 ryx(t) 是混 合相位时， m0 （0， m） ， 通常是通过试验确定。 0011 步骤 3. 将该井的井旁地震道 x井旁(t) 作为期望输出信号， 井间任一道叠后 CDP 记 录 z（t） 作为输入信号， 根据最小平方反滤波的原理得到横向反滤波器 h2(t)。 0012 同样用最小平方反滤波原理求取 h2(t) ： 0013 说 明 书 C。
10、N 103336303 A 3 2/4 页 4 0014 式中， rzz(t)为地震道记录z(t)的自相关函数(t=0,1n) ； rxz(t)为x井旁(t)与 z(t) 的互相关函数 ； h2(t) 即为所求的横向反滤波因子 (t=-n0,-n0+1-n0+n)。其中 -n0 为代求的反滤波因子 h2(t) 的起始时刻， n0的选取与互相关函数 rxz(t) 的性质有很大的关 系。当 rxz(t) 是最小相位时， n0=0 ； 当 rxz(t) 是最大相位时， n0=n ； 当 rxz(t) 是混合相位时， n0 （0， n） ， 通常是通过试验确定。 0015 步骤 4. 总结纵向反滤波器。
11、与横向反滤波器在叠加地震剖面上的特性， 设计一个 包括纵向频率损失和横向频率变化的拓频串联反滤波器 h(t)=h1(t)*h2(t)， 将其作用于叠 后地震数据 , 实现拓宽频带， 提高分辨率的目的。 0016 地震数据拓频处理的流程如下列公式所示 ： 0017 Z (f)=Z(f)H1(f)H2(f) 0018 式中， Z (f) 为拓频后地震数据的频率域表示， Z(f) 为拓频前地震数据的频率域 表示， H1(f) 为纵向补偿反滤波器 h1(t) 的频率域表示， H2(f) 为横向匹配反滤波器 h2(t) 的 频率域表示。最后， Z (f) 经傅里叶反变换就可得到拓频后的地震数据。 001。
12、9 本发明使得拓频处理后的地震剖面达到预期效果。实际处理中， 在一口井声波测 井资料已知的情况下， 对其进行拓频处理， 处理的结果与另一口井的测井记录有很好的对 应。该方法实现了拓宽频带， 提高地震分辨率的目的， 为实际生产提供依据。 附图说明 0020 图 1 为原始地震叠后剖面、 某商业拓频软件拓频处理剖面与频带 5-105hz 带通子 波拓频处理剖面对比图 ； 0021 图 2 为主频分别为 30hz、 70hz 和 120hz 的雷克子波合成地震记录对比图 ； 0022 图 3 为原始地震剖面与低频段、 中频段、 高频段带通子波拓频处理剖面对比图 ； 0023 图 4 为低频段带通子波。
13、拓频处理剖面与合成地震记录对比图， 左右为合成地震记 录 ； 0024 图 5 为中频段带通子波拓频处理剖面与合成地震记录对比图， 左右为合成地震记 录 ； 0025 图 6 为高频段带通子波拓频处理剖面与合成地震记录对比图， 左右为合成地震记 录 ； 0026 图 7 为某井仅考虑纵向反滤波器和考虑拓频串联反滤波器的拓频道与合成道对 比图 具体实施方式 0027 以下结合附图对本发明作进一步说明。 0028 本发明的技术方案是 ： 利用一口已知井的声波和密度测井资料所获得的波阻抗反 说 明 书 CN 103336303 A 4 3/4 页 5 射系数序列， 与一选定的宽带子波进行褶积， 所得。
14、到的宽带合成地震记录与对应时窗内的 井旁地震道对比， 根据最小平方反滤波原理求得纵向反滤波器， 对比分析井旁地震道与井 间任意地震道的振幅与相位差异， 同样的原理可以求得横向反滤波器。纵横向反滤波器共 同作用得到拓频串联反滤波器， 将其作用在叠后地震剖面上， 取得了良好的拓频效果， 如图 1。 0029 图 1 为原始地震叠后剖面、 某商业拓频软件拓频处理剖面与频带 5-105hz 带通子 波拓频处理剖面对比图。图 1（a） 为原始地震叠后剖面， 图 1（b） 和图 1（c） 分别为应用 商业软件和该专利方法拓频后的结果。图 1(c) 的拓频效果较图 1(b) 好， 尤其就深部目的 层而言， 。
15、图 1(b) 中仅显示两个厚层的强反射波， 而图 1(c) 将这两个强反射复合波分离开， 在强反射层内出现了两个薄层的反射波同相轴， 两个薄层很可能是两煤层之间被屏蔽的砂 岩反射层。 0030 合成地震记录的子波主频分析 ： 0031 子波频率的不同对合成地震记录有着不同的影响。 低频子波往往导致反射波发生 干涉， 形成假的同相轴， 降低了地震勘探的分辨率。图 2 为主频分别为 30hz、 70hz 和 120hz 的雷克子波合成地震记录对比图。 0032 如图 2， 在 1.18s-1.21s 内， 30hz 的合成地震记录出现了与过井记录对应， 但与反 射系数不对应的峰值 ； 70hz 的。
16、合成记录与反射系数对应较好 ； 120hz 的合成记录更好地反 映出反射序列的主要峰值。造成此结果的原因是低频子波产生反射波干涉。可见， 合成地 震记录的频率越高， 反射波的干涉影响就越小， 也越好地反映反射系数中包含的层位信息。 0033 图 3 为原始地震剖面与低频段、 中频段、 高频段带通子波拓频处理剖面对比图。由 图 3(a) 和 (b) 可知， 带通子波拓频处理后的地震剖面与常规叠后地震剖面非常接近， 说明 了低频段子波拓频并未改变原始地震剖面信息， 为基于声波测井的地震拓频方法提供依 据。对比图 3(c)， 带通子波拓频在保留原有低频信息的同时， 将高频段的能量加强。在深 部目的层。
17、内， 原始叠加剖面上出现的两个强复合波经过拓频处理后已被完全分离。对比图 3(d)， 拓频的最高频率永远小于截止频率并且受到原始数据品质的直接限制。那种丢掉低 频成分的， 表面上看来主频较高的分辩率是假分辨率。频带过大， 低频能量较小， 高频能量 补充过大， 拓频的效果会有所降低， 有效波同相连续性减弱， 影响拓频的处理质量， 但频率 提高并不会产生新的噪声。 0034 图 4-6 分别为低频段、 中频段、 高频段带通子波拓频处理剖面与合成地震记录对 比图。如图可知， 拓频处理后剖面两侧的地震道与该井的合成地震记录对应较好。 0035 综上所述， 低频段拓频处理为声波测井的地震拓频方法提供依据。
18、， 中频段拓频处 理取得良好的拓频效果， 频率选取过高会导致拓频结果失真。 在实际处理中， 我们选取中频 段的地震子波进行拓频处理， 以达到拓宽频带， 提高分辨率的目的。 0036 拓频串联反滤波器的方向选取 ： 0037 实际处理中， 我们需要利用两口测井数据进行拓频结果的对比。在一口井声波测 井资料已知的情况下， 对其整个叠加剖面的数据进行拓频处理， 处理的结果与另一口井的 合成地震记录对比。由于两口井在地震剖面的不同位置， 对于井间的反滤波处理在作用纵 向反滤波器的同时， 还必须考虑反滤波器的横向变化。 为此， 我们讨论拓频串联反滤波器的 方向特性， 即横向匹配反滤波器， 其中用 55h。
19、z 的雷克子波进行合成地震记录。 说 明 书 CN 103336303 A 5 4/4 页 6 0038 在选定某一横向方向后， 将该方向最后一道的拓频处理记录与该道的合成地震记 录对比。 为了定量地说明横向匹配反滤波器的影响， 我们引入Pearson相关系数 （） ， 描述 拓频处理道与合成地震道的相关程度。 0039 图 7 为某井仅考虑纵向补偿反滤波器和考虑拓频串联反滤波器的拓频道与合成 道对比图。 如图7(a)， 仅考虑纵向反滤波器对原始地震道作用， 拓频道与合成道的相关程度 较小 （=0.21） ， 所得到的拓频记录效果并不理想， 振幅波动不明显， 无法识别出主要的地 质层位。 而图。
20、7(b)， 同时考虑纵向和横向反滤波器对原始地震道处理， 拓频道与合成道的相 关程度有所提高 （=0.32） ， 相关系数较仅考虑纵向反滤波器提高了 0.11， 振幅峰值对应 较好， 92 井拓频处理后的记录与其合成地震记录吻合度更高。 说 明 书 CN 103336303 A 6 1/6 页 7 图 1(a) 图 1(b) 图 1(c) 说 明 书 附 图 CN 103336303 A 7 2/6 页 8 图 2 图 3(a) 说 明 书 附 图 CN 103336303 A 8 3/6 页 9 图 3(b) 图 3(c) 说 明 书 附 图 CN 103336303 A 9 4/6 页 10 图 3(d) 图 4 说 明 书 附 图 CN 103336303 A 10 5/6 页 11 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 103336303 A 11 6/6 页 12 图 7(a)图 7(b) 说 明 书 附 图 CN 103336303 A 12 。