基于激发相位先验约束的子波提取方法、系统、设备与流程

本发明属于油气田勘探信息处理，尤其涉及基于激发相位先验约束的子波提取方法、系统、设备。

背景技术：

1、地震子波提取是地震勘探中一个非常关键的问题，子波提取的精度对地震正演、处理、反演和解释均有较大的影响。对于地震正演而言，地震子波是基于褶积模型或波动方程进行正演模拟的基础；对于地震处理而言，在不同工区地震数据拼接处理中，地震子波的精确提取是实现不同工区振幅、相位、频率精细匹配的前提；对于地震反演和解释而言，不同的地震子波往往对反演和解释结果有不同的影响。

2、目前，地震子波提取方法主要分为确定性地震子波提取和统计性地震子波提取两大类。如果研究区有已钻井，则通常采用确定性地震子波提取方法，该方法首先利用测井资料计算反射系数序列，然后根据褶积理论，结合井旁地震道求取地震子波。如果研究区没有已钻井，则需要采用统计性地震子波提取方法，该方法基于地震子波时不变、地下反射系数为具有白噪谱的随机序列、地震道不含噪声等假设，则观测地震道的自相关就给定了地震子波自相关的一个估计，即已知了地震子波的振幅谱，但对于地震子波的相位谱，则必须给出一个假设，如最小相位、零相位或最大相位，然而不论陆上或是海上地震数据，地震子波往往都是混合相位的，因此常规基于相位假设提取的地震子波通常是不准确的。

3、海上地震数据采集时，气枪震源激发的子波是可以准确求取的，因此，研发一种新的统计性地震子波提取方法，以激发子波相位作为先验信息约束地震子波提取过程，可以有效解决常规统计性子波提取方法无法实现相位准确估算的技术问题。

4、通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

5、(1)现有统计性子波提取技术通常对子波相位进行假设，无法实现相位准确估算，导致地震子波提取不准确，影响地震正演、处理、反演和解释精度，降低了地震勘探成效。

6、(2)现有统计性子波提取技术无法实现混合相位子波提取，实用范围窄。

技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了基于激发相位先验约束的子波提取方法、系统、设备。

2、所述技术方案如下：基于激发相位先验约束的子波提取方法，包括以下步骤：

3、s1，输入子波提取对应空间和时窗范围内的叠后地震数据；

4、s2，对输入的地震道做自相关；

5、s3，对自相关结果进行傅立叶变换，获取子波振幅谱；

6、s4，输入野外采集时气枪震源激发的远场子波；

7、s5，根据海面反射系数模拟远场子波的震源鬼波；

8、s6，根据震源沉放深度计算震源鬼波的延迟时，融合远场子波与震源鬼波得到激发子波；

9、s7，对激发子波进行时移，使波峰和波谷关于零时刻对称；

10、s8，对时移后的激发子波进行傅立叶变换，获取子波相位谱；

11、s9，融合步骤s3得到的子波振幅谱和步骤s8得到的子波相位谱，并进行反傅立叶变换，得到地震子波。

12、在步骤s1中，根据子波提取的空间位置确定地震道的输入空间范围，选择距离子波提取空间位置5～7道地震道；根据子波提取的时窗范围、子波的时间长度确定地震道的输入时窗范围。

13、在步骤s2中，自相关的计算公式为：

14、

15、式中，n表示序列长度，τ表示采样点，τ＝0,1,2…n-1，t表示时间延迟，x(τ)表示原始序列，x(τ-t)表示τ-t时刻的序列，y(t)表示自相关后序列。

16、在步骤s3中，对自相关结果进行傅立叶变换，获取子波振幅谱包括：对自相关结果进行傅立叶变换，根据地震道的自相关等于子波的自相关的假设，则地震道的能量谱等于子波的能量谱，表达式为：

17、eswav＝fft[autocor(seis)]

18、式中，eswav表示子波的能量谱，fft表示快速傅立叶变换，autocor表示自相关，seis表示地震道；

19、根据能量谱与振幅谱的关系，对能量谱开平方，得到子波的振幅谱，表达式为：

20、

21、式中，aswav表示子波的振幅谱。

22、在步骤s5中，根据海面反射系数模拟远场子波的震源鬼波中，由于震源鬼波传播到海面时发生极性反转，因此震源鬼波可以表示为：

23、wghost＝-1·rcsea·wfar

24、式中，wghost表示震源鬼波，rcsea表示海面反射系数，wfar表示远场子波。

25、在步骤s6中，根据震源沉放深度计算震源鬼波的延迟时，表达式为：

26、

27、式中，tdelay表示震源鬼波的延迟时，sdepth表示震源沉放深度，vsea表示地震波在海水中的传播速度，根据计算的延迟时tdelay将步骤s4输入的远场子波与步骤s5模拟得到的震源鬼波进行融合，得到激发子波wfire。

28、在步骤s8，子波相位谱的表达式为：

29、

30、式中，pswav表示子波的相位谱，fft表示快速傅立叶变换，表示时移后的激发子波。

31、在步骤s9中，融合步骤s3得到的子波振幅谱和步骤s8得到的子波相位谱，并进行反傅立叶变换，得到地震子波；具体包括：

32、对子波的频谱进行反傅立叶变换得到地震子波，表达式为：

33、wseis＝ifft[fswav]

34、式中，wseis表示地震子波，ifft表示快速反傅立叶变换，fswav表示子波的频谱。

35、本发明的另一目的在于提供一种实现所述基于激发相位先验约束的子波提取方法的提取系统，该提取系统包括：

36、叠后地震数据提取模块，用于输入子波提取对应空间和时窗范围内的叠后地震数据；

37、自相关模块，用于对输入的地震道做自相关；

38、子波振幅谱获取模块，用于对自相关结果进行傅立叶变换，获取子波振幅谱；

39、远场子波输入模块，用于输入野外采集时气枪震源激发的远场子波；

40、震源鬼波模拟模块，用于根据海面反射系数模拟远场子波的震源鬼波；

41、激发子波获取模块，用于根据震源沉放深度计算震源鬼波的延迟时，融合远场子波与震源鬼波得到激发子波；

42、零时刻对称模块，用于对激发子波进行时移，使波峰和波谷关于零时刻对称；

43、子波相位谱模块，用于对时移后的激发子波进行傅立叶变换，获取子波相位谱；

44、地震子波获取模块，用于融合得到的子波振幅谱和得到的子波相位谱，并进行反傅立叶变换，得到地震子波。

45、本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述基于激发相位先验约束的子波提取方法。

46、本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述基于激发相位先验约束的子波提取方法。

47、结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：

48、第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本发明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果，具体描述如下：

49、本发明提供得基于激发相位先验约束的子波提取方法输入子波提取对应空间和时窗范围内的叠后地震数据；对输入的地震道做自相关；对自相关结果进行傅立叶变换，获取子波的振幅谱；输入气枪震源激发的远场子波；模拟远场子波的震源鬼波；融合远场子波与震源鬼波得到激发子波；对激发子波进行时移，使波峰和波谷关于零时刻对称；对时移后的激发子波进行傅立叶变换，获取子波的相位谱；融合得到的子波振幅谱和得到的子波相位谱，并进行反傅立叶变换，得到地震子波。通过上述方案本发明以激发子波相位作为先验信息约束地震子波提取过程，解决了常规统计性子波提取方法无法实现相位准确估算的技术问题。

50、第二、把技术方案看作一个整体或者从产品的角度，本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：

51、本发明特别适用于因研究区无已钻井或测井曲线不全导致无法开展确定性子波提取，而只能开展统计性子波提取的情况。

52、第三、作为本发明的权利要求的创造性辅助证据，还体现在以下几个重要方面：

53、(1)本发明的技术方案对常规统计性子波提取方法的技术缺陷进行了改进和完善，不再需要对相位进行假设，解决了统计性子波提取方法无法实现相位准确估算的技术难题。

54、(2)本发明的技术方案可应用于地震正演、地震数据精细拼接处理、地震反演和解释等多个领域，支持油气田的储层和烃类检测研究，在油气田勘探中具有较大的推广应用和商业价值。