[发明专利]基于多信息约束反演的品质因子确定方法、装置及系统

说明书

本说明书实施例公开了一种基于多信息约束反演的品质因子确定方法、装置及系统。所述方法包括获取叠前地震数据，所述叠前地震数据包括时空几何结构信息、时空域振幅衰减信息、时空域相位衰减信息；基于岩石物理理论中子波衰减的物理信息，建立叠前地震数据、品质因子、反射系数之间的关系模型；基于所述关系模型，反演获得多道反射系数；利用预设稀疏准则函数计算所述多道反射系数的稀疏度；根据固有衰减与反射系数稀疏度的关系，确定品质因子。利用本说明书实施例可以极大提高Q谱反演的稳定性和Q值估计的精度，从而为后续的反Q滤波、提高地震分辨率等处理提供良好基础。

技术领域

本说明书实施例方案属于地球物理勘探技术领域，尤其涉及一种基于多信息约束反演的品质因子确定方法、装置及系统。

背景技术

在地震勘探数据处理过程中，高保真、高分辨率及高信噪比的地震资料处理是地震数据解释、油气储层预测的重要依据和保证。随着油气勘探程度日益提高，对地震资料的分辨率提出了更高的要求。而地层的吸收衰减效应是影响地震资料分辨率的主要因素之一，品质因子Q是表征地层本身固有吸收特性的主要参数。因此提取准确的Q值对于补偿粘弹性介质吸收衰减效应、提高地震资料的分辨率、地震成像、储层预测和油藏描述等方面具有重要意义。

1962年，Futterman首次将地层对地震波的吸收衰减论述为地层的本质属性。此后，许多地球物理工作者在地层吸收参数——品质因子Q的求取方法上进行了大量的研究。Bath于1974年提出利用谱比法估算地层品质因子，该方法的实质是利用地震波在粘弹性介质中传播后振幅谱的变化对Q值进行估计。通过选取不同深度或不同时间处的两个地震子波，经过傅里叶变换得到其振幅谱，建立谱比值的自然对数与频率之间的关系，通过线性拟合计算得到品质因子Q。谱比法易于实现得到了较为广泛的应用，但子波的频谱往往受到噪声、频谱干涉等因素的影响，从而降低了利用谱比法估算Q值的精度。1979年，Kjartansson和Biai等基于地震波的频散理论提出上升时间法。上升时间定义为地震波在第一个传播周期内波形的最大振幅和最大斜率之比，通过建立上升时间与品质因子之间的解析关系来估算地层吸收参数。1985年，Jannsen等提出子波模拟法，借助于旅行时差和频散之间的关系，通过不断修正Q值，使参考信号和观测信号达到最佳的近似。1997年，Quan和Harris推导了品质因子Q与质心频率的关系，提出质心频率偏移法。实验结果表明，在这些方法中品质因子Q的计算强烈地依赖于地震资料的品质，在信噪比低时误差较大。

此外，传统的地层吸收参数反演方法主要基于VSP(Vertical SeismicProfiling，垂直地震剖面)资料和叠后地震资料。虽然VSP资料和叠后地震资料具有相对较高的信噪比，但是，基于VSP资料的Q值反演只能得到吸收参数在垂向上的数值，缺乏横向的地层信息，信息量有限。另外，利用叠后地震资料，即使忽略地震偏移精度的影响，由于受到不同地震道传播路径的差异、动较正拉伸对频谱影响的差异、反射透射能量分配的差异等因素的影响，使得叠加后地震道扭曲了真实的地层吸收响应，从而导致基于叠后地震资料估算的地层吸收参数存在较大的误差，甚至是错误的。为此，1998年，Dasgupta和Clark提出一种从叠前CMP道集中估算品质因子的QVO(Q versus offset)方法。该方法首先分别计算不同偏移距处谱比值对数关于频率的斜率，然后对不同的斜率和偏移距的平方进行线性拟合，其所得截距即为所求的Q值。2002年，Zhang和Ulrych在假设震源子波为雷克子波以及地震波沿直线路径传播的情况下，推导了地震子波峰值频率与品质因子Q之间的解析关系，提出一种逐层剥离的Q值估算方法。2005年，Liu和Wei将Zhang等的地震波沿直线路径传播的假设改为弯曲射线传播路径，提高了从CMP道集中反演Q值的精度。2009年，Reine等提出利用变时窗时频分析方法提取振幅谱，较好的解决了频谱干涉问题。考虑到叠前地震记录振幅谱的角度依赖关系和对噪声敏感的特点，2012年Reine等进一步将叠前地震记录变换到τ-p域并且利用反演的算法同时拟合频率和传播时差来求取Q值，较好地解决了叠前地震数据振幅谱的角度依赖问题且抗噪性较强。