阅读说明：本技术 一种可用于全波形反演技术的提取子波的方法 (Wavelet extraction method for full waveform inversion technology ) 是由 张金淼 丁继才 朱振宇 孙文博 姜秀娣 翁斌 张益明 王艳冬 糜芳 王清振 于 2019-02-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种可用于全波形反演技术的提取子波的方法,该提取子波的方法包括以下步骤：抽取数据；正演；求取平均数字滤波器；通过褶积运算得到初步提取子波；提取最终子波。本发明公开的可用于全波形反演技术的提取子波的方法利用观测数据和正演数据提取子波,契合全波形反演技术,符合全波形反演需求,该提取子波过程简单,算法稳定,能降低全波形反演在运用过程中发生波形错位的风险。(The invention discloses a method for extracting wavelets for a full waveform inversion technology, which comprises the following steps: extracting data; forward modeling; calculating an average digital filter; obtaining a primary extracted wavelet through convolution operation; and extracting the final wavelet. The wavelet extracting method for the full waveform inversion technology, disclosed by the invention, extracts wavelets by utilizing observation data and forward data, is matched with the full waveform inversion technology, meets the full waveform inversion requirement, has a simple wavelet extracting process and a stable algorithm, and can reduce the risk of waveform dislocation in the application process of the full waveform inversion.)

一种可用于全波形反演技术的提取子波的方法

技术领域

本发明涉及油气勘探领域，具体涉及一种可用于全波形反演技术的提取子波的方法。

背景技术

地下流体多孔隙介质中波传播是油气勘探领域核心研究内容之一，高精度的介质中波传播速度是构造低频模型及地震数据储层反演的重要参数，可用于解释流体多孔隙介质的岩性和物性，进而为指示油气甜点提供指导。近些年在正演数据逼近真实数据的过程中，全波形反演技术正实现初始模型越来越逼近真实模型。全波形反演技术同时利用了地震数据的振幅信息和相位信息，通过反演提高了地下介质传播速度参数精度。

全波形反演技术的运用过程是正演数据和观测数据进行数据匹配的过程，该过程中子波的提取是核心。子波提取的效果决定了全波形反演过程中正演数据和观测数据的匹配的吻合精度，较差的子波很容易导致全波形反演出现波形错位，若正演数据和观测数据相位差别半个波长之上，直接造成反演陷入局部极小，反演以失败告终。

近些年，很多学者在传统提取子波方法方面做了大量的研究，但是目前的子波提取方法均不是针对全波形反演技术开展的，不能用于全波形反演技术的，即使应用全波形反演，全波形反演在运用过程中也容易发生波形较高的错位风险，使得实际应用效果较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可用于全波形反演技术的提取子波的方法，用以降低全波形反演在运用过程中发生波形错位的风险。

本发明提供一种可用于全波形反演技术的提取子波的方法，所述提取子波的方法包括以下步骤：

抽取数据：从待抽取数据中抽取一个炮集，再从该炮集小到中偏移距部分抽取一个矩形窗口内的数据，使该矩形窗口中包含直达波，得到观测数据子集d；

正演：借助主频较低的Ricker子波，利用全波形反演软件的正演模块进行正演，得到正演数据，该正演数据和观测数据大小一致，结构相同，从正演数据中严格按照观测数据的抽取数据方式进行数据抽取，得到和观测数据子集大小一致，结构相同的正演数据子集p；

求取平均数字滤波器；

通过褶积运算得到初步提取子波：利用平均数字滤波器和所述Ricker子波进行褶积，得到初步提取子波；

提取最终子波：利用地震处理软件“ParadigmTM-2011.3-EchosTM”中的FILTER模块对所述初步提取子波进行低通滤波，获得最终提取子波。

进一步地，所述抽取数据之前对观测数据进行预处理，包括以下步骤：

步骤S1011：先利用地震处理软件“ParadigmTM-2011.3-EchosTM”中的AMPSCAL振幅平衡噪音压制模块压制随机噪音；再利用地震处理软件“ParadigmTM-2011.3-EchosTM”中的SUPPRES带限噪音衰减模块压制非线性噪音；

步骤S1012：利用地震处理软件“ParadigmTM-2011.3-EchosTM”中的LEAF线性噪音压制模块压制低频线性噪音；

步骤S1013：先利用地震处理软件“ParadigmTM-2011.3-EchosTM”中的FILTER模块实现地震数据的带通滤波；再利用地震处理软件“ParadigmTM-2011.3-EchosTM”中的MUTE模块实现地震数据的切除操作，利用OFFSET和TIME参数对切除残留的噪音，得到待抽取数据。

进一步地，所述求取平均数字滤波器包括以下步骤：

步骤S1041：针对观测数据子集d和正演数据子集p中每一对单道d_i和p_i计算数字滤波器w_i，使得的该单道正演数据和单道数字滤波器褶积等于该单道观测数据，即

i为道序号，为褶积符号；

步骤S1042：重复步骤S1041，依次计算每一道数字滤波器，直至计算完数据子集所有道对应的数字滤波器；

步骤S1043：对所有数字滤波器做算数平均计算，得到平均数字滤波器。

本发明具有以下优势：

本发明公开的可用于全波形反演技术的提取子波的方法利用观测数据和正演数据提取子波，契合全波形反演技术，符合全波形反演需求，该提取子波过程简单，算法稳定，能降低全波形反演在运用过程中发生波形错位的风险。

具体实施方式

实施例1

实施例1提供一种可用于全波形反演技术的提取子波的方法，所述提取子波的方法包括以下步骤：

步骤S101：观测数据预处理，除去非线性噪音、线性噪音和低频数据和高频数据得到待抽取数据。

对观测数据进行以下数据预处理工作包括以下步骤：

步骤S1011：非线性噪音压制，除去非线性噪音；

具体地：先利用地震处理软件“ParadigmTM-2011.3-EchosTM”中的AMPSCAL振幅平衡噪音压制模块压制随机噪音；再利用地震处理软件“ParadigmTM-2011.3-EchosTM”中的SUPPRES带限噪音衰减模块压制非线性噪音。

步骤S1012：线性噪音压制，除去线性噪音；

具体地：利用地震处理软件“ParadigmTM-2011.3-EchosTM”中的LEAF线性噪音压制模块压制低频线性噪音。

步骤S1013：地震数据滤波和切除，除去低频数据和高频数据；

具体地：先利用地震处理软件“ParadigmTM-2011.3-EchosTM”中的FILTER模块实现地震数据的带通滤波；再利用地震处理软件“ParadigmTM-2011.3-EchosTM”中的MUTE模块实现地震数据的切除操作，利用OFFSET和TIME参数对切除残留的噪音，得到待抽取数据。

步骤S102：对待抽取数据进行抽取数据，得到观测数据子集d

具体地，从待抽取数据中抽取一个炮集，再从该炮集小到中偏移距部分抽取一个矩形窗口内的数据，使该矩形窗口中包含直达波，得到观测数据子集d。

步骤S103：正演数据并抽取数据，得到正演数据子集p；

借助主频较低的Ricker子波，利用全波形反演软件的正演模块进行正演，得到正演数据，该正演数据和观测数据大小一致，结构相同。从正演数据中严格按照观测数据的抽取数据方式进行数据抽取，得到和观测数据子集大小一致，结构相同的正演数据子集p。

步骤S104：求取平均数字滤波器，具体包括以下步骤：

步骤S1041：计算单道数字滤波器

单道数字滤波器的计算方法：针对观测数据子集d和正演数据子集p中每一对单道d_i和p_i计算数字滤波器w_i，使得的该单道正演数据和单道数字滤波器褶积等于该单道观测数据，即

i为道序号，为褶积符号。

步骤S1042：计算多道数字滤波器

具体步骤为：重复步骤S1041，依次计算每一道数字滤波器，直至计算完数据子集所有道对应的数字滤波器；

步骤S1043：计算平均数字滤波器

对所有数字滤波器做算数平均计算，得到平均数字滤波器w；

步骤S105：通过褶积运算得到初步提取子波

利用平均数字滤波器和所述Ricker子波进行褶积，即得到初步提取子波。

步骤S106：提取最终子波

利用地震处理软件“ParadigmTM-2011.3-EchosTM”中的FILTER模块对所述初步提取子波进行低通滤波，获得最终提取子波。

实施例2

针对一组实际观测数据，实施例2提供一种从这种实际观测数据中提取子波的方法，该方法包括以下步骤：

步骤S201：数据预处理，除去非线性噪音、线性噪音和低频数据和高频数据得到待抽取数据

(1)非线性噪音压制，除去非线性噪音；

设置FACTOR参数为2，利用地震处理软件“ParadigmTM-2011.3-EchosTM”中的AMPSCAL振幅平衡噪音压制模块压制随机噪音。

设置FEND参数为15，利用地震处理软件“ParadigmTM-2011.3-EchosTM”中的SUPPRES带限噪音衰减模块压制非线性噪音。

(2)线性噪音压制，除去线性噪音；

设置参数F1，F2，VEL分别为2,15和1250，利用地震处理软件“ParadigmTM-2011.3-EchosTM”中的LEAF线性噪音压制模块压制低频线性噪音。

(3)地震数据滤波和切除，除去低频数据和高频数据；

设置参数F1，F2，F3，F4分别为2.5，5，20，28，利用地震处理软件“ParadigmTM-2011.3-EchosTM”中的FILTER模块实现地震数据的带通滤波；

利用OFFSET和TIME参数对切除残留的噪音，利用地震处理软件“ParadigmTM-2011.3-EchosTM”中的MUTE模块实现地震数据的切除操作，利用OFFSET和TIME参数对切除残留的噪音。

重复实施例1的步骤S102至步骤S106，得到某区实际资料针对全波形反演技术提取的子波，该子波在全波形反演中取得很好效果。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。