专利名称：地震资料约束下测井数据外推中的频率搬移方法
技术领域：
地震资料约束下测井数据外推中的频率搬移方法属于地震勘探技术领域，尤其设计地震数据约束下测井数据外推的技术领域。
为了获取大面积的较高分辨率的油气参数体，人们提出了许多在地震资料约束下外推测井数据的方法。但是，在利用只有低频成分的地震资料估计较高分辨的油气参数体的高频成分时，存在着奇异性即多解性的问题。例如由向量Ak＝[ak1，ak2，ak3]， B＝[b1，b2，0]，且aki≠0，i＝1，2，3；bj≠0，j＝1，2，产生向量Ck＝[ak1b1，ak2b2，ak30]＝[ak1b1，ak2b2，0]。把它用于解决地震资料约束下外推测井数据时，可以把问题简化为已知A1，C1，已知Ck，k≠1，估计Ak。我们可以用A1，C1B，再用Ck，k≠1和BAk。但由于b3＝0，故Ak中其第三项无法确定，即存在多解性问题，假定可以由Ck，k≠1中的前两项来估计出Ak中的第三项。目前是利用一些非线性映射技术，如人工神经网络技术来实现的。但所用的基于学习的非线性映射技术，都需要事先由人工确定一些对结果有很大影响的参数，对于不同的处理人员，其差别很大。
本发明的特征在于1.它是一种借用通信领域中常用的频率搬移技术以解决地震资料约束下的测井资料和储层参数外推中存在的奇异性、多解性问题的方法，它依次含有以下步骤(1)向计算机输入以下参数地震信号x(t)，设定的频率范围，信号采样间隔Δt，频率搬移参数I＝[1，2，…，N]中任一包含1在内的子集。
(2)频率搬移，生成不同频带信号利用公知的Hilbert变换，得到x(t)的复信号x(t)+xI(t)，从中求出瞬时振幅A(t)和相位θ(t)；(3)利用频率域滤波去掉超出设定频率范围的频率成分(3.1)对于i∈I中的任一i，估计搬移后信号yi(t)＝A(t)Cos(iθ(t))；(3.2)利用Fourier(傅氏变换)得到其频谱γi(f)；(3.3)把频谱内超出设定频率范围内的频率成分置为0；(3.4)利用Fourier反变换得到滤波后信号yi′(t)；(4)合并所有经滤波后的搬移后信号，得到伪超分辨率信号y(t)=Σi∈Iyi′(t)]]>。
本发明所述的频率搬移参数I＝[1，3，5]。
仿真实验表明它解决了非线性映射技术中存在的多解性问题。


图1、地震资料约束下测井数据外推中的频率搬移方法的计算机程序流程图。
图2、人工合成记录伪超分辨率处理示例。
a)地震剖面；b)伪超分辨率剖面；c)对应地震信号的频谱；d)对应伪超分辨率信号的频谱；e)地震剖面的局部放大图；f)伪超分辨率剖面的局部放大图；具体实施方式
我们首先简单地介绍一下通信中常用地模拟线性调制技术调制后的信号的频谱为调制信号频谱的平移和线性变换。设输入信号是x(t)，则通过调制后的信号为y(t)＝(A+x(t))cos(ωct+θc)式中A为外加的直流分量，ωc为载波信号的角频率，θc为载波信号的起始相位。
利用频率搬移技术，我们可以从有限频带的原始地震信号出发，生成不同频带的相应的信号。通过将生成的不同频带信号和原始信号组合在一起，可以得到一个频带宽的多的信号。它虽然生成了原始信号中缺失的频率成分，属于一种超分辨率技术，但由于生成的频率成分不是真正的频率成分，所以我们称生成的新的宽带信号为伪超分辨率信号。为了使生成的伪超分辨率信号与原地震信号保持一致，我们使用了一种基于Hilbert变换的频率搬移技术(现代通信原理，曹志刚，钱亚生，清华大学出版社，1999)，通过Hilbert变换，我们得到地震信号x(t)的复信号x(t)+jxI(t)，得到其瞬时振幅M(t)和相位θ(t)，则还原地震信号保持纹理一致的超分辨率信号为y(t)=M(t)ΣiCos[iθ(t)]]]>其中i∈I，I可以是[1，2，L N]中任一包含1在内的子集。我们取I为[1，3，5]。因此用这种伪超分辨率信号代替带限的地震信号，既可满足外推的需要的层位约束，又可解决测井数据外推中存在的多解性。
图1是它的计算机程序流程框图。
图2是一个合成地震剖面的伪超分辨率处理实例。在图2c中白色的箭头指出了原信号的频谱变为0的位置。由图2可知，伪超分辨率信号的频谱得到明显的拓宽，且延续了原信号频谱的纹理特征。通过对局部放大图的对比可知，本发明提出的伪超分辨率方法仅使原地震剖面的同相轴变细，而不产生新的同相轴。
本发明的仿真实验是在CPU为P4 1.6G，Hard Disk为80GB，显卡为Geforce2 pro 32MB的一台PC机上进行的。
权利要求
1.地震资料约束下的测井数据外推中的频率搬移方法，其特征在于，它是一种借用通信领域中常用的频率搬移技术以解决地震资料约束下的测井资料和储层参数外推中存在的奇异性、多解性问题的方法，它依次含有以下步骤(1)向计算机输入以下参数地震信号x(t)，设定的频率范围，信号采样间隔Δt，频率搬移参数I＝[1，2，…，N]中任一包含1在内的子集。(2)频率搬移，生成不同频带信号利用公知的Hilbert变换，得到x(t)的复信号x(t)+jxI(t)，从中求出瞬时振幅A(t)和相位θ(t)；(3)利用频率域滤波去掉超出设定频率范围的频率成分(3.1)对于i∈I中的任一i，估计搬移后信号yi(t)＝A(t)Cos(iθ(t))；(3.2)利用Fourier(傅氏变换)得到其频谱γi(f)；(3.3)把频谱内超出设定频率范围内的频率成分置为0；(3.4)利用Fourier反变换得到滤波后信号yi′(t)；(4)合并所有经滤波后的搬移后信号，得到伪超分辨率信号y(t)=Σi∈Iyi′(t)]]>。
2.根据权利要求1所述的地震资料约束下，测井数据外推中的频率搬移方法，其特征在于所述的频率搬移参数I＝[1，3，5]。
全文摘要
地震资料约束下测井数据外推中的频率搬移方法属于地震勘探技术领域，其特征在于它是一种借用通信领域中常用的频率搬移技术以解决地震资料约束下测井数据外推中存在的多解性问题的方法，它利用通信领域中的Hilbert变换技术把原地震信号扩展为频谱得到明显拓宽而且又延续了原信号频谱的纹理特征的伪超分辨率信号，用它来代替频率受限的测得的地震信号，去约束测井数据的外推，既满足了外推时需要的层位约束，又可以解决测井数据外推中存在的多解性问题。
文档编号G01V1/40GK1431524SQ03102680
公开日2003年7月23日 申请日期2003年2月14日 优先权日2003年2月14日
发明者陆文凯 申请人:清华大学