【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油气地球物理勘探，更具体地，涉及一种基于子波压缩的纵横波数据匹配方法。
技术介绍
1、随着多波多分量地震技术的发展，多波勘探已经成为一种有效的储层预测手段。相比单一纵波，利用多波资料进行联合反演与解释，能有效提高储层预测的准确性。比如，当目标区是含气储层时，纵波会受到流体影响出现明显的衰减，剖面上呈现“气云”模糊区，难以进行构造解释等。而横波的传播主要与地层骨架有关，几乎不受流体影响，所以联合横波进行解释工作，有助于减少储层预测的多解性。但在多波勘探中，纵波与横波的产生和传播机制不同，导致采集得到的纵横波数据在传播时间和波形上均存在较大差异，因此将纵波与横波准确匹配，是进行联合反演解释的关键，匹配结果的好坏会影响后续联合反演解释的效果。
2、为联合pp波(纵波)与ps波(转换横波)的信息，常规方法是利用纵横波速度比γ0把ps波数据转换压缩到pp波时间域，再结合波形特征进行时移量校正，将ps波与pp波数据匹配起来。当能够得到准确的纵横波速度比，就能把ps波反射时间校正到pp波反射时间，从而达到匹配的目的。但绝大多数情况纵横波速度比是不准确的，所以又常在时域匹配之后，再使用一些非线性的匹配方法，如动态时间规整(dtw)等，针对波形特征进行局部的拉伸压缩，来提高匹配的精度。
3、然而，在实际勘探中，采用震源是弹性波，在地下介质中传播时，会受到地层的吸收衰减作用影响，造成振幅和频带衰减。且由于pp波和ps波传播方式不同，两者受到地层吸收衰减的影响程度也是不同的。横波是一种剪切波，来自地层能对其造成能
技术实现思路
1、针对上述现有技术中纵横波匹配结果不准确的问题，本专利技术提供了一种基于子波压缩的纵横波数据匹配方法，可以提高pp、ps波两者地震记录波形的相似度，提高最终匹配的精度。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案是：
3、一种基于子波压缩的纵横波数据匹配方法，包括以下步骤：
4、s1：将ps波地震数据转换压缩到pp时间域得到时间域转换后的ps波地震数据，实现时间域预匹配；然后根据所述pp波地震数据及所述时间域转换后的ps波地震数据，提取地震pp子波、ps子波、pp子波频谱和ps子波频谱。
5、s2：引入频变尺度变换因子a作为压缩或拉伸尺度，利用傅里叶变换方法对ps子波进行子波压缩，使ps子波频谱与pp子波频谱一致，得到新的ps子波频谱。其中，所述频变尺度变换因子随着频率的变化而变化。在实际情况中，pp波与ps波的子波频谱不是单一的拉伸或者压缩关系，而是在各个频率分量上呈现一个非线性的关系，即利用固定的尺度变换因子并不能将两者频谱完全匹配。因此，在常规傅里叶尺度变换理论基础上，提出一种频变尺度变换因子，即a不再是固定的值，而是随着频率变化而变化，能根据两者频谱特征对频谱进行局部拉伸压缩提高匹配效果。常规情况下，pp波频带宽，子波分辨率高且波形标准，其所蕴含的信息更丰富，所以只需对ps波进行尺度变换，使其频谱向纵波逼近，压缩子波提高分辨率，匹配效果更准确。
6、s3：根据所述ps子波和所述新的ps子波求得滤波器。经过子波压缩后，ps与pp波地震记录波形相似度会得到有效提高。为了稳定该过程，引入滤波器。
7、s4：利用所述滤波器对所述时间域转换后的ps波地震数据进行滤波处理，得到新的ps波地震数据。
8、s5：根据所述pp波地震数据和所述新的ps波地震数据进行波形匹配。
9、优选地，在步骤s1中，先根据初始纵横比速度比γ0，将ps波地震数据转换压缩到pp时间域，实现时间域预匹配；然后利用谱模拟的子波估计方法分别从pp波地震数据和预匹配后ps波地震数据提取所述pp子波、所述ps子波、所述pp子波频谱和所述ps子波频谱。
10、优选地，在所述步骤s2中，傅里叶变换频谱表示为：
11、w(ω)＝|w(ω)|eiφ(ω)；
12、式中，|w(ω)|是复数的模，为振幅谱；φ(ω)是复数的幅角，为相位谱；i是虚数单位；
13、对于地震子波w(t)，地震子波与所述频变尺度变换因子的关系式为：
14、
15、式中，a为频变尺度变换因子。
16、优选地，在所述步骤s2中，所述频变尺度变换因子表达式为：
17、
18、式中，ωr是参考频率；n>1，m>2，两者的取值根据纵波频带特征确定。可以发现，位于低频段时，a<1，频谱向低频拉伸；位于中间频段——转换横波与纵波频谱频率重叠部分时，1≤a<2，频谱进行小范围的拉伸；位于高频段时，a＝m，频谱向高频拉伸。当然，在实际情况中也会出现其他各种情形，假设在低频段范围，两者频谱已经匹配，不需要再补充转换横波的低频成分，此时a应该等于1。因此，在处理实际资料时，需要结合具体情况选择合适的参考频率ωr、参数m和n。综上，通过频变的傅里叶尺度变换，在频率域能更好的将转换横波频谱和纵波频谱进行匹配，将转换横波子波进行压缩，使两者时间域波形一致，可以提高匹配效果。
19、优选地，在所述步骤s2中，ωr的取值为纵波主频的一半。
20、优选地，在所述步骤s3中，根据所述新的ps子波计算得到新的ps子波频谱，然后根据所述新的ps子波频谱与所述子波频谱的关系求得所述滤波器。
21、令spp(t)为纵波地震记录，sps(t)为转换横波转换到纵波时间域后的地震记录，t是纵波时间，此时认为两者时间域基本对应。根据褶积模型，地震记录在时间域可以表示成地震子波w(t)与反射系数r(t)的褶积，在频率域可以表示成地震子波频谱w(ω)与反射系数频谱r(ω)的乘积。那么，假设pp波与ps波反射系数一致，其地震记录在频率域可以分别表示为：
22、
23、式中，spp(ω)是pp波地震记录频谱；sps(ω)是ps波地震记录频谱；wpp(ω)是pp子波频谱；wps(ω)是ps子波频谱。
24、优选地，在所述步骤s4中，设定pp波与ps波反射系数一致，新的ps波地震记录频谱表示为：
25、
26、式中，是新的ps波地震记录频谱；是新的ps子波频谱；r(ω)是反射系数频谱；根据上式求得所述新的ps子波频谱。通过傅里叶逆变换能得到新的时间域ps波地震记录
27、优选地，在所述步骤s4中，新的ps波地震记录频谱表示为：
28、
29、式中，是新的ps子波频谱；wps(ω)是ps子波频谱；sps(ω)是ps波地震记录频谱；h(ω)是滤波器；根据上式求得所述滤波本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于子波压缩的纵横波数据匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于子波压缩的纵横波数据匹配方法，其特征在于，在所述步骤S1中，先根据初始纵横比速度比γ0，将PS波地震数据转换压缩到PP时间域；然后利用谱模拟的子波估计方法分别从所述PP波地震数据和所述时间域转换后的PS波地震数据提取所述PP子波、所述PS子波、所述PP子波频谱和所述PS子波频谱。
3.根据权利要求1所述的一种基于子波压缩的纵横波数据匹配方法，其特征在于，在所述步骤S2中，傅里叶变换频谱表示为：
4.根据权利要求3所述的一种基于子波压缩的纵横波数据匹配方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述频变尺度变换因子表达式为：
5.根据权利要求4所述的一种基于子波压缩的纵横波数据匹配方法，其特征在于，在所述步骤S2中，ωr的取值为纵波主频的一半。
6.根据权利要求1至5任一所述的一种基于子波压缩的纵横波数据匹配方法，其特征在于，在所述步骤S3中，根据所述新的PS子波计算得到新的PS子波频谱，然后根据所述新的PS子波频谱与所述子波频谱
7.根据权利要求6所述的一种基于子波压缩的纵横波数据匹配方法，其特征在于，在所述步骤S4中，新的PS波地震记录频谱在频率域表示为：
8.根据权利要求7所述的一种基于子波压缩的纵横波数据匹配方法，其特征在于，在所述步骤S3中，设定PP波与PS波反射系数一致，所述新的PS波地震记录频谱表示为：
9.根据权利要求8所述的一种基于子波压缩的纵横波数据匹配方法，其特征在于，在所述步骤S4中，利用正则化方法求解得到所述滤波器。
10.根据权利要求9所述的一种基于子波压缩的纵横波数据匹配方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述滤波器的正则化求解向量表达式为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于子波压缩的纵横波数据匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于子波压缩的纵横波数据匹配方法，其特征在于，在所述步骤s1中，先根据初始纵横比速度比γ0，将ps波地震数据转换压缩到pp时间域；然后利用谱模拟的子波估计方法分别从所述pp波地震数据和所述时间域转换后的ps波地震数据提取所述pp子波、所述ps子波、所述pp子波频谱和所述ps子波频谱。
3.根据权利要求1所述的一种基于子波压缩的纵横波数据匹配方法，其特征在于，在所述步骤s2中，傅里叶变换频谱表示为：
4.根据权利要求3所述的一种基于子波压缩的纵横波数据匹配方法，其特征在于，在所述步骤s2中，所述频变尺度变换因子表达式为：
5.根据权利要求4所述的一种基于子波压缩的纵横波数据匹配方法，其特征在于，在所述步骤s2中，ωr的取值为纵波主频的一半。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李芳，杨金海，刘仕友，汪锐，马光克，孙万元，唐裕元，陈家银，陈双全，
申请(专利权)人：中海石油中国有限公司海南分公司，
类型：发明
国别省市：
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