非稳态地震数据反射系数反演方法研究与应用
[Abstract]:The traditional reflection coefficient inversion is based on convolution model, which requires the seismic data to be steady (that is, the attenuation and dispersion of formation quality factor Q) are not taken into account. If the Fourier spectrum (amplitude spectrum and phase spectrum) of a seismic wave does not change during its propagation, the seismic wave is said to be stable. On the contrary, the frequency spectrum of seismic wave changes (amplitude attenuation and phase dispersion) during its propagation, which is called unsteady. Data consisting of unsteady seismic waves are called unsteady seismic data. Due to the viscoelasticity of the formation, the actual seismic data are unstable. In the traditional reflection coefficient inversion of unsteady seismic data, the formation Q filter effect must be compensated first, and the inverse Q filter is usually used. However, the amplitude compensation of inverse Q filter has the inherent numerical instability problem, and this problem has not been solved in essence. Therefore, a direct inversion method of reflection coefficient from unsteady seismic data is presented in this paper, which is called unsteady sparse reflection coefficient inversion of (Nonstationary Sparse Reflectivity Inversion,. The main advantages of NSRI). NSRI are: by integrating the Q filter operator into the convolution model, It avoids the numerical instability problem inherent in amplitude compensation of inverse Q filter. NSRI also avoids the time-varying wavelet estimation problem faced by time-varying deconvolution method. NSRI not only extends the traditional reflection coefficient inversion to deal with unsteady seismic data, but also avoids the problem of time-varying wavelet estimation. It also has the function of traditional reflection coefficient inversion. In order to obtain the sparse reflection coefficient solution, only the partial spectrum with high SNR of the input seismic data is used to establish the NSRI inversion equations, and the compressed sensing domain basis tracking algorithm is used to optimize the solution of the l_1-l_2 constrained objective function. The experimental results show that NSRI can directly obtain the reflection coefficient solution from the unsteady data, without the need of inverse Q filter for the input unsteady data. When the signal to noise ratio is low, the NSRI can still obtain a reasonable reflection coefficient solution. When there is a moderate error in the input Q value, the NSRI result will not change dramatically. When there are moderate errors in the main frequency and phase of the input seismic wavelet, NSRI can still obtain reasonable inversion results. Then the physical simulation data is used to test the NSRI.. The physical model is made at a ratio of 1: 5000 (that is, the physical model is 1 millimeter for the actual 5 meters), and the speed ratio is about 1: 1. The physical model consists of a strong absorption attenuation medium. For the physical simulation data, the true reflection coefficient solution is known, but the propagation mechanism of seismic wave in the physical model and the Q attenuation dispersion mechanism of the physical model medium are not known, so the physical simulation data is blind to NSRI. The Q value of physical model medium is obtained by measuring attenuation and dispersion data at ultrasonic frequency and using reference sample method and spectral ratio method. Although the original data contains multiple waves, diffraction waves, boundary reflection and other disturbances, in order to avoid destroying the Q filtering effect of the original data, In this paper, the original data are not preprocessed. The analysis of physical simulation data by NSRI confirms that the derived formula of unsteady seismic data is correct; The Q value of the physical model medium measured in the laboratory is credible. The functions and advantages of NSRI are confirmed. The Q compensation result of the reconstruction of reflection coefficient and source wavelet convolution from NSRI inversion is better than that of gain control inverse Q filter. The actual seismic data test further confirmed the function and advantage of NSRI.
【学位授予单位】:中国石油大学(北京)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:P631.44
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,本文编号:2361727
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