阅读说明：本技术 一种高频重建方法、装置及计算机存储介质 (High-frequency reconstruction method and device and computer storage medium ) 是由 侯献华 王伟 樊馥 苏奎 邢恩袁 于 2019-10-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高频重建方法、装置及计算机存储介质,首先通过测井数据确定反射系数序列；接着根据所获得的反射系数序列和过井原始剖面地震道数据确定过井合成地震记录空间数据；进一步地利用高斯核模型根据所述过井合成地震记录空间数据和原始地震道数据,计算高频地震记录；最后根据所计算得到的高频地震记录和所述原始地震道数据确定高频重建结果,所述高频重建结果中的高频部分保持所述过井合成地震记录空间数据的高频特性,所述高频重建结果中的低频部分保持所述原始地震道数据的低频特征。(The invention discloses a high-frequency reconstruction method, a device and a computer storage medium, firstly, a reflection coefficient sequence is determined through logging data; determining well-crossing synthetic seismic record spatial data according to the obtained reflection coefficient sequence and the well-crossing original profile seismic channel data; further utilizing a Gaussian kernel model to calculate high-frequency seismic records according to the well-crossing synthetic seismic record space data and the original seismic trace data; and finally, determining a high-frequency reconstruction result according to the calculated high-frequency seismic record and the original seismic channel data, wherein the high-frequency part in the high-frequency reconstruction result keeps the high-frequency characteristic of the spatial data of the well-crossing synthetic seismic record, and the low-frequency part in the high-frequency reconstruction result keeps the low-frequency characteristic of the original seismic channel data.)

一种高频重建方法、装置及计算机存储介质

技术领域

本发明涉及地震勘测技术，尤其涉及一种高频重建方法、装置及计算机存储介质。

背景技术

近年来，高频信息恢复技术在地震资料处理中的应用得到了高度重视。目前学术界高频重建方法主要包括稀疏脉冲反演、频谱延拓、谱白化、直方图修正及自调制高频重建等。其中，比较前沿的自调整高频重建方法主要思路是将地震资料极值点抬平得到调制函数，然后将调制函数通过乘方绝对值得到的高频成分与原始地震资料相乘，最后将原始资料的低频成分替换所得结果的低频部分，得到最终的高频恢复地震资料。

然而，上述自调整高频重建方法存在如下缺陷：1)该方法过度依赖于井资料与过井剖面信息，所得到的拓频资料波组细节信息不丰富，单纯是同相轴变细，不能表现出地震剖面粗细相间的特征，丢失了原剖面的层间信息，特别是钾盐中粗颗粒储层信息；(2)适用于层状模型，不适合地层与构造横向变化剧烈储层的地震资料；(3)对断层控制的钾盐储层，其效果不佳。

发明内容

本发明实施例为了解决当前高频重建方法所存在的以上缺陷，创造性地提供一种新的高频重建方法、装置及计算机存储介质。

根据本发明的第一方面，提供一种高频重建方法，所述方法包括：通过测井数据确定反射系数序列；根据所获得的反射系数序列和过井原始剖面地震道数据确定过井合成地震记录空间数据；利用高斯核模型根据所述过井合成地震记录空间数据和原始地震道数据，计算高频地震记录；根据所计算得到的高频地震记录和所述原始地震道数据确定高频重建结果，所述高频重建结果中的高频部分保持所述过井合成地震记录空间数据的高频特性，所述高频重建结果中的低频部分保持所述原始地震道数据的低频特征。

根据本发明一实施方式，所述通过测井数据确定反射系数序列，包括：利用所述测井数据提取声波时差序列与密度数据；将所述声波时差序列与密度数据进行点积运算，得到反射系数序列。

根据本发明一实施方式，所述根据所获得的反射系数序列和过井原始剖面地震道数据确定过井合成地震记录空间数据，包括：从所述过井原始剖面地震道数据提取井旁道地震子波序列；利用所提取的井旁道地震子波序列与所述反射系数序列进行褶积运算，得到过井合成地震记录空间数据。

根据本发明一实施方式，所述通过高斯核模型根据所述过井合成地震记录空间数据和原始地震道数据，计算高频地震记录，包括：利用所述过井合成地震记录空间数据，通过最小二乘法获得具有高频成分的高斯核函数；利用所述原始地震道数据，获得与原始地震道匹配的参数向量；将对应不同地震道上的所述高斯核函数与所述参数向量的乘积相加，得到高频地震记录。

根据本发明一实施方式，所述根据所计算得到的高频地震记录和所述原始地震道数据确定高频重建结果，包括：对所述高频地震记录进行高通滤波，得到高频部分数据；将所述原始地震道数据与所述高频部分数据相加，得到高频重建结果。

根据本发明的第二方面，还提供一种高频重建装置，所述装置包括：第一确定模块，用于通过测井数据确定反射系数序列；第二确定模块，用于根据所获得的反射系数序列和过井原始剖面地震道数据确定过井合成地震记录空间数据；计算模块，用于利用高斯核模型根据所述过井合成地震记录空间数据和原始地震道数据，计算高频地震记录；第三确定模块，用于根据所计算得到的高频地震记录和所述原始地震道数据确定高频重建结果，所述高频重建结果中的高频部分保持所述过井合成地震记录空间数据的高频特性，所述高频重建结果中的低频部分保持所述原始地震道数据的低频特征。

根据本发明一实施方式，所述第一确定模块具体用于，利用所述测井数据提取声波时差序列与密度数据；将所述声波时差序列与密度数据进行点积运算，得到反射系数序列。

根据本发明一实施方式，所述第二确定模块具体用于，从所述过井原始剖面地震道数据提取井旁道地震子波序列；利用所提取的井旁道地震子波序列与所述反射系数序列进行褶积运算，得到过井合成地震记录空间数据。

根据本发明一实施方式，所述计算模块具体用于，利用所述过井合成地震记录空间数据，通过最小二乘法获得具有高频成分的高斯核函数；利用所述原始地震道数据，获得与原始地震道匹配的参数向量；将对应不同地震道上的所述高斯核函数与所述参数向量的乘积相加，得到高频地震记录。

根据本发明一实施方式，所述第三确定模块具体用于，对所述高频地震记录进行高通滤波，得到高频部分数据；将所述原始地震道数据与所述高频部分数据相加，得到高频重建结果。

根据本发明实施例第三方面，又提供一种计算机存储设备，存储设备包括一组计算机可执行指令，当指令被执行时用于执行上述任一项所述高频重建方法。

本发明实施例高频重建方法、装置及计算机存储介质，首先通过测井数据确定反射系数序列；接着根据所获得的反射系数序列和过井原始剖面地震道数据确定过井合成地震记录空间数据；进一步地利用高斯核模型根据所述过井合成地震记录空间数据和原始地震道数据，计算高频地震记录；最后根据所计算得到的高频地震记录和所述原始地震道数据确定高频重建结果，所述高频重建结果中的高频部分保持所述过井合成地震记录空间数据的高频特性，所述高频重建结果中的低频部分保持所述原始地震道数据的低频特征。如此，本发明基于高斯核模型的井约束地震高分辨率处理的方法和流程，适用于噪音数据；而且，本发明在高斯核模型中，因参数样本空间附近进行拟合近似，没有维数灾难的影响。另外，本发明所得的高频重建结果既保持了原始地震剖面的低频特征、横向变化特征，又具有与井相匹配的高频成分，高频拓展部分可以通过调整参数大小，对目标层中粗颗粒储层进行拓频处理，使得高频重建后的地震剖面利于井震标定与反演。

需要理解的是，本发明的教导并不需要实现上面所述的全部有益效果，而是特定的技术方案可以实现特定的技术效果，并且本发明的其他实施方式还能够实现上面未提到的有益效果。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

图1示出了本发明实施例高频重建方法的实现流程示意图；

图2示出了本发明一应用示例中通过测井数据确定反射系数序列的各数据组成结构示意图；

图3示出了本发明一应用示例中确定过井合成地震记录空间数据的各数据组成结构示意图；

图4示出了本发明一应用示例中基于高斯核模型的最佳参数向量示意图；

图5示出了本发明一应用实例中具有高频成分的高斯核函数的示意图；

图6示出了本发明一应用示例中单道地震数据高频重建前后对比示意图；

图7示出了本发明又一应用示例中多道地震数据高频重建前后对比示意图；

图8示出了本发明实施例高频重建装置的组成结构示意图。

具体实施方式

下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为使本发明更加透彻和完整，并能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。

图1示出了本发明实施例高频重建方法的实现流程示意图；图2示出了本发明一应用示例中通过测井数据确定反射系数序列的各数据组成结构示意图；图3示出了本发明一应用示例中确定过井合成地震记录空间数据的各数据组成结构示意图；图4示出了本发明一应用示例中基于高斯核模型的最佳参数向量示意图；图5示出了本发明一应用实例中具有高频成分的高斯核函数的示意图；图6示出了本发明一应用示例中单道地震数据高频重建前后对比示意图；图7示出了本发明一应用示例中多道地震数据高频重建前后对比示意图。

参考图1，本发明实施例高频重建方法包括：操作101，通过测井数据确定反射系数序列；操作102，根据所获得的反射系数序列和过井原始剖面地震道数据确定过井合成地震记录空间数据；操作103，利用高斯核模型根据所述过井合成地震记录空间数据和原始地震道数据，计算高频地震记录；操作104，根据所计算得到的高频地震记录和所述原始地震道数据确定高频重建结果。

参考图2，在操作101，首先利用所述测井数据提取声波时差序列(如图2左所示)与密度数据(如图2中所示)；之后将所述声波时差序列与密度数据进行点积运算，得到反射系数序列(如图2右所示)。

参考图3，在操作102，首先从所述过井原始剖面地震道数据(如图3左二所示)提取井旁道地震子波序列(如图3左一所示)；再利用所提取的井旁道地震子波序列与所述反射系数序列(如图3左五所示)进行褶积运算，得到过井合成地震记录空间数据。

在操作103，首先利用所述过井合成地震记录空间数据，通过最小二乘法获得具有高频成分的高斯核函数

其中，x表示高斯核函数输入变量；c表示高斯核函数的均值；h表示高斯核函数的带宽；利用所述原始地震道数据，获得与原始地震道匹配的参数向量θ＝(θ₁,θ₂,…,θ_b)^T，其中b表示基函数的个数，其取值的大小不依赖于输入变量x的维数(地震道数)，依赖于向量x的离散取样点数；将对应不同地震道上的所述高斯核函数与所述参数向量的乘积相加，得到高频地震记录

其中j表示第几个因子及相应的均值，j取值范围1-b。

具体地，步骤1，将过井合成地震记录空间数据作为训练集样本空间

n表示地震道数量；步骤2，设针对训练集样本空间的输出即高频地震记录为其中，

为高频核函数，θ＝(θ₁,θ₂,…,θ_b)^T为参数向量；步骤3，对于n道地震数据，建立最小二乘模型学***方差J_ls(θ)矩阵形式为为n×b矩阵，θ＝(θ₁,θ₂,…,θ_b)^T为b列向量；步骤5，如图4所示，通过调整高斯核函数的带宽因子h，获得基于高斯核模型的最佳参数向量；步骤6，如图5所示，与最佳参数向量相对应的高斯核函数作为高频重建矩阵,每条曲线代表K_i，平移参数为C；步骤7，继续对原始地震重复上述步骤1～4，获得每个地震道的参数向量θ_i＝(θ₁,θ₂,…,θ_b)_i ^T，其中i为不同地震道；步骤8，将由原始地震道匹配的参数向量θ＝(θ₁,θ₂,…,θ_b)^T与步骤4所确定的高斯核函数K相乘得到高频地震记录。这样，本发明可以获得与原始地震记录相匹配的参数向量，此参数向量与原始地震记录的波峰、波谷、零点相对应，因此用该参数向量与具有高频特征的高斯函数相乘，能够拓展原始地震记录频谱。

在操作104，首先对所述高频地震记录进行高通滤波，得到高频部分数据；再将所述原始地震道数据与所述高频部分数据相加，得到高频重建结果。这里，在将高频地震记录做高通滤波时，其高通滤波参数f_high大于原始地震记录主频f_main及二分之一频宽f_width之和，即f_high≥(f_main+f_width/2)。

其中，所述高频重建结果中的高频部分保持所述过井合成地震记录空间数据的高频特性，所述高频重建结果中的低频部分保持所述原始地震道数据的低频特征。

参考图6所示的一应用示例中单道地震数据高频重建前后对比示意图或参考图7所示的又一应用实例中多道地震数据高频重建前后对比示意图，具体参考图6左上、左下、右上及右下依次排布的拓频前地震记录、拓频前频谱、拓频后地震记录及拓频后频谱，不难发现，地震记录高频补偿是用已知频谱延拓到未知频谱，该方法采用的具有高频成分的高斯核函数与合成记录高频相对应。以高斯核函数为模型，合成记录波峰、波谷、零点为初始参数向量，模型与参数向量乘积为针对模型的输出，合成记录为输入目标，求取过输出与输入差值在范数条件小极小值对应的参数向量，通过调整高斯函数中不同的带宽因子，获得最佳参数向量，与此参数向量对应的高斯核函具有合成地震记录的高频频谱。

本发明实施例高频重建方法，首先通过测井数据确定反射系数序列；接着根据所获得的反射系数序列和过井原始剖面地震道数据确定过井合成地震记录空间数据；进一步地利用高斯核模型根据所述过井合成地震记录空间数据和原始地震道数据，计算高频地震记录；最后根据所计算得到的高频地震记录和所述原始地震道数据确定高频重建结果，所述高频重建结果中的高频部分保持所述过井合成地震记录空间数据的高频特性，所述高频重建结果中的低频部分保持所述原始地震道数据的低频特征。如此，本发明基于高斯核模型的井约束地震高分辨率处理的方法和流程，适用于噪音数据；而且，本发明在高斯核模型中，因参数样本空间附近进行拟合近似，没有维数灾难的影响。另外，本发明所得的高频重建结果既保持了原始地震剖面的低频特征、横向变化特征，又具有与井相匹配的高频成分，高频拓展部分可以通过调整参数大小，对目标层中粗颗粒储层进行拓频处理，使得高频重建后的地震剖面利于井震标定与反演。

基于上文所述高频重建方法，本发明实施例还提供一种高频重建装置，如图8所示，所述装置80包括：第一确定模块801，用于通过测井数据确定反射系数序列；第二确定模块802，用于根据所获得的反射系数序列和过井原始剖面地震道数据确定过井合成地震记录空间数据；计算模块803，用于利用高斯核模型根据所述过井合成地震记录空间数据和原始地震道数据，计算高频地震记录；第三确定模块804，用于根据所计算得到的高频地震记录和所述原始地震道数据确定高频重建结果，所述高频重建结果中的高频部分保持所述过井合成地震记录空间数据的高频特性，所述高频重建结果中的低频部分保持所述原始地震道数据的低频特征。

根据本发明一实施方式，第一确定模块801具体用于，利用所述测井数据提取声波时差序列与密度数据；将所述声波时差序列与密度数据进行点积运算，得到反射系数序列。

根据本发明一实施方式，第二确定模块802具体用于，从所述过井原始剖面地震道数据提取井旁道地震子波序列；利用所提取的井旁道地震子波序列与所述反射系数序列进行褶积运算，得到过井合成地震记录空间数据。

根据本发明一实施方式，计算模块803具体用于，利用所述过井合成地震记录空间数据，通过最小二乘法获得具有高频成分的高斯核函数；利用所述原始地震道数据，获得与原始地震道匹配的参数向量；将对应不同地震道上的所述高斯核函数与所述参数向量的乘积相加，得到高频地震记录。

根据本发明一实施方式，第三确定模块804具体用于，对所述高频地震记录进行高通滤波，得到高频部分数据；将所述原始地震道数据与所述高频部分数据相加，得到高频重建结果。

同样，基于如上文所述高频重建方法，本发明实施例又提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有程序，当所述程序被处理器执行时，使得所述处理器至少执行如下所述的操作步骤：操作101，通过测井数据确定反射系数序列；操作102，根据所获得的反射系数序列和过井原始剖面地震道数据确定过井合成地震记录空间数据；操作103，利用高斯核模型根据所述过井合成地震记录空间数据和原始地震道数据，计算高频地震记录；操作104，根据所计算得到的高频地震记录和所述原始地震道数据确定高频重建结果。

这里需要指出的是：以上针对高频重建装置及计算机存储介质实施例的描述，与前述图1至7所示的方法实施例的描述是类似的，具有同前述图1至7所示的方法实施例相似的有益效果，因此不做赘述。对于本发明高频重建装置实施例中未披露的技术细节，请参照本发明前述图1至7所示的方法实施例的描述而理解，为节约篇幅，因此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。