一种具有抖动假象压制功能的三维反射系数反演方法

技术领域

本发明属于油气地震勘探资料处理领域，尤其涉及一种具有全方位抖动假象压制功能的三维反射系数反演方法。

背景技术

反射系数数据体在构造边界解释和薄地层顶底界面识别中具有广泛应用，因此三维反射系数被视为地震数据与地下地质结构之间的桥梁。目前，获得三维反射系数数据体的方法有逐道一维反演和逐线二维反演两种。逐道一维反演方法仅在纵向时间轴方向采用稀疏约束来建立反演目标函数，由于在主测线和联络测线两个方向上没有利用相邻地震道之间的高度相似性，当信噪比较低时，同一界面在各相邻地震道上存在微小时间错动的特征，造成反射系数在整体形态上出现明显的抖动不稳。而实际地下界面一般呈现出平稳起伏状态，这些抖动假象会使地下构造的边界和薄地层的顶底界面变的十分模糊，对地质解释造成较大困扰。

为了压制三维反射系数数据体中的抖动假象，目前提出了各种逐线反演方法，这些方法一般是在主测线方向上将相邻地震道之间的相关性信息引入反演目标函数实现抖动压制功能，进而通过对逐条测线进行二维反射系数反演获得最终的三维反射系数体。在这些逐线反演方法中，有的利用马尔科夫随机场模拟相邻地震道之间的相关性，有的利用时间-空间域中同相轴的局部线性特征在

发明内容

为了解决上述现有技术问题，本发明实施例提供一种具有抖动假象压制功能的三维反射系数反演方法，该方法利用横向二阶差分算子将三维空间中相邻地震道之间的相关性作为横向约束加入反演目标函数，从而使测线方向和联络测线方向同时获得了抖动压制功能，解决了现有技术存在的问题。具体包括：

获取地震数据体和纵波速度、密度测井曲线；

利用所述纵波速度、密度测井曲线计算测井反射系数，利用所述地震数据体中的井旁道和测井反射系数构造子波反演目标函数，利用阻尼最小二乘法计算地震子波序列；

根据所述地震数据体的维度和计算得到的地震子波序列构造子波三维卷积算子和横向二阶差分三维卷积算子，计算上述三维卷积算子的三维傅里叶变换；

利用所述横向二阶差分三维卷积算子构造具有横向约束项的三维反射系数反演目标函数；

结合分裂Bregman算法框架对所述三维反射系数反演目标函数进行频率域分裂，并对各子问题进行交替优化获得三维反射系数反演结果。

附图说明

此处的附图作为说明书的一部分，给出了本专利所述方法的一个实施例，是为了对所述方法的原理和效果进行更加直观的说明，显而易见地，对于本领域普通的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本发明提供的一种具有抖动假象压制功能的三维反射系数反演方法的流程框图；

图2为本发明实施例提供的利用地震子波序列构造子波三维卷积算子的示意图；

图3为本发明实施例提供的构造三维横向二阶差分卷积算子的示意图；

图4为本发明实施例提供的三维地震数据体示意图；

图5为本发明实施例提供的三维反射系数反演结果示意图；

图6为本发明实施例提供的反射系数反演结果中的剖面图；

图7为本发明实施例提供的反射系数反演结果中的时间切片图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明的技术方案进行进一步详细说明。应当理解，此处所选用的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所提供的实施例仅仅是本发明的一个实施例，而不是全部的实施例。

下面结合图1-7对本发明作详细说明。

图1是本发明实施例提供的一种具有抖动假象压制功能的三维反射系数反演方法的流程图，如图1所示，包括：

步骤 S101：获取地震数据体和纵波速度、密度测井曲线；

步骤S102：利用所述测井曲线计算测井反射系数，利用所述地震数据体中的井旁道和测井反射系数构造子波反演目标函数，利用阻尼最小二乘法计算地震子波序列；

步骤S103：根据所述地震数据体的维度和计算得到的地震子波构造频率域子波三维卷积算子和横向二阶差分三维卷积算子；

步骤S104：利用所述横向二阶差分三维卷积算子构造具有横向约束项的三维反射系数反演目标函数；

步骤S105：结合分裂Bregman算法对所述三维反射系数反演目标函数进行频率域分裂，并交替优化各子问题获得三维反射系数反演结果。

具体地说，所述获取地震数据体和纵波速度、密度测井曲线包括：

步骤1.1：将地震数据体

进一步地，所述利用所述测井曲线计算测井反射系数，利用所述地震数据体中的井旁道和测井反射系数构造子波反演目标函数，利用阻尼最小二乘法计算地震子波序列包括：

步骤2.1：利用测井波阻抗计算测井反射系数序列

其中，

步骤2.2：利用所述测井反射系数序列

，/>

其中，

步骤2.3：利用所述托普里兹矩阵

其中，

步骤2.4：所述利用阻尼最小二乘法计算子波序列

其中，上标“

进一步地，所述根据所述地震数据体的维度和计算得到的地震子波构造频率域子波三维卷积算子和横向二阶差分三维卷积算子包括：

步骤3.1：构造与原始地震数据体

步骤3.2：更改

当三维地震数据体的尺度

步骤3.3：计算

进一步地，利用所述横向二阶差分三维卷积算子构造具有横向约束项的三维反射系数反演目标函数包括：

步骤4.1：

其中，

进一步地，所述结合分裂Bregman算法对所述三维反射系数反演目标函数进行频率域分裂，并交替优化各子问题获得三维反射系数反演结果包括：

步骤5.1：给定最大迭代次数

步骤5.2：将所述三维反射系数反演目标函数分裂为如下频率域优化子问题：

①

②

③

④

⑤

其中，符号“

步骤5.3：根据下列公式和所述

①

其中，

②

其中，

③

其中，

④

⑤

步骤5.4：令

图4为本发明实施例提供的三维地震数据体示意图，该数据中存在较显著的随机噪声；图5为利用本发明方法获得的三维反射系数反演结果，反演结果中各地层顶底界面平顺自然，不含抖动假象；图6为图5所示反演结果中的第100号线对应的剖面，箭头指示的薄层顶底界面延伸符合地质规律，不含抖动假象；图7为图5所示反演结果中530毫秒处的时间切片，箭头所指薄层在平面上同样可以被清晰的追踪解释，进一步说明了本发明方法能够有效地压制噪声引起的反射系数抖动假象。