控制地震数据增益的装置和方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及地震数据处理领域，更具体地，涉及一种控制地震数据增益的装置和 一种控制地震数据增益的方法。
【背景技术】
[0002] 人工地震法是石油天然气勘探的主要技术之一。人类可能在任何存在石油天然气 的地区进行石油天然气勘探作业。不同地区有着不同的地表条件和不同的地下地质情况， 即使在同一地区，其地表条件和地下地质情况也可能在空间上存在很大的变化。地表条件 和地下地质情况的变化必然导致人工地震法石油天然气勘探数据(可简称为地震数据)特 征在时间和空间上的变化，地震数据特征变化的主要表现就是其振幅强度在时间和空间上 的变化。
[0003] 对地表条件的影响及地震波传播过程的球面扩散衰减进行校正之后，地震数据的 振幅变化是地下地层物性变化的真实反映。这种地震数据的振幅变化是重要的地质信息， 理论上应该完全加以保持，它是进行地震数据地质解释和油气预测的基础。
[0004] 进行地震数据地质解释和油气预测时，大多情况都是通过人工完成地震数据振幅 变化的分析研究。地震数据振幅变化信息能否被肉眼所识别将显著影响分析研究的精度， 因此地震数据的增益控制方式就变得格外重要。地震数据振幅的差异程度直接决定了地震 数据增益控制的难度:差异愈大，要得到能够清晰显示地震数据的所有振幅变化信息的显 示结果的难度就越大。
[0005] 在一些地区，油气储集目的地层(储层)的物性与相邻的其他地层的物性存在较大 的差异，其地震数据振幅也必然存在很大的差异。这种差异既真实反映了油气储层的物性 特征，同时也给地震数据的显示控制带来了很大的困难。
[0006]目前通常是采用地震数据振幅自动增益控制(AGC)方法来进行地震数据的振幅控 制。AGC通过将不同时间范围（时窗）内的绝对平均振幅调节到同一振幅来克服振幅差异问 题。
[0007] AGC的基本原理为：设定一个期望输出的绝对振幅平均值AD，并在一时窗L内计算 地震数据的绝对振幅平均值A(t);根据A(t)，调整地震数据振幅值，使调整之后的地震数据 绝对振幅平均值在任意的时窗L内为A D，即完成AGC处理。
[0008] 设AGC处理前，地震数据为s(t)，AGC处理后为sA( t)，则有：
[0010] SA(t) = s(t)A〇/A(t) 〇
[0011] AGC方法虽然可以解决振幅差异大的问题，但其存在明显缺点：
[0012] (l)AGC处理后，将不同时窗内地震数据的绝对平均振幅调节到完全一样的水平， 也就不可恢复地完全破坏了原有不同时窗间的相对振幅关系；
[0013] (2)AGC处理后，使得位于强振幅附近的弱振幅信息变得更加微弱，更难以被识别。
[0014] 图1(a)为一发育煤层天然气地区的地震数据示意图。由于煤层的反射较强，位于 煤层上、下的天然气储层砂体及相邻泥岩的反射相对变得非常微弱，难以被识别。
[0015] 图1(b)为对图1(a)所示地震数据进行AGC处理后的结果，时窗L的长度取200ms。 AGC处理结果中，不同时窗振幅差异明显改善，一些原本较弱的反射得以较为清晰地显示， 但不同时间振幅强弱的相对关系被完全破坏(如A1，A2，A3三处的振幅强弱相对关系），位于 煤层强反射附近的天然气储层砂体及相邻泥岩的反射相对更加微弱（如B椭圆处），变得更 加难以识别。
[0016] 图2(a)为一发育含油冲积扇砂体储层地区的地震数据示意图。冲积扇上覆地层反 射较强，同时冲积扇之下的基底反射面也较强。相对而言，冲积扇内部砂泥岩反射就变得很 弱，冲积扇内含油砂体的形态和结构难以清晰刻画。
[0017] 图2(b)为对图1(a)所示的地震数据进行AGC处理后的结果，时窗L的长度取300ms。 AGC处理结果中，含油冲积扇上覆地层反射和基底之下反射的相对关系被完全破坏(如A1、 A2二处的振幅强弱相对关系），基底反射振幅在横向上的变化趋势也被破坏(如B1、B2 二处 的振幅变化趋势）。
【发明内容】
[0018] 本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提出一种新的地震数据处理 装置，其能够在清晰地显示所有振幅变化信息的同时，尽可能地保留不同时间的地震数据 间的相对振幅关系。这一相对振幅关系对于反应油气储层的物性变化非常重要。本发明还 提出了相应的方法。
[0019] 根据本发明的一方面，提出了一种控制地震数据增益的装置，该装置包括:振幅获 取单元，用于得到地震数据s(t)的振幅信号p(t);增益调整单元，用于基于下式对地震数据 s(t)进行增益调整，得到调整后的地震数据SD(t):
[0020] SD(t) = s(t)p(e-υ(?)，其中，e是大于零的常数。
[0021 ]根据本发明的另一方面，提出了一种控制地震数据增益的方法，该方法包括:得到 地震数据s(t)的振幅信号p(t);基于下式对地震数据s(t)进行增益调整，得到调整后的地 震数据SD(t):
[0022] sD(t)=s(t)p(e-D(t)，其中，e>0。
[0023] 本发明的各方面通过以幂指数形式对地震数据进行增益控制，能够在清晰显示地 震数据振幅差异的同时保持所有振幅值的大小顺序不变，以尽可能保留不同时间的地震数 据间的相对振幅关系，这一相对振幅关系能够反应油气储层的物性变化，对于准确解释地 震数据、进行可靠的油气预测非常重要。此外，还便于根据该增益控制结果恢复原始的地震 数据。
【附图说明】
[0024] 通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其 它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号 通常代表相同部件。
[0025] 图1(a)为一发育煤层天然气地区的地震数据示意图；
[0026] 图1(b)为对图1(a)所示地震数据进行AGC处理后的结果；
[0027] 图2(a)为一发育含油冲积扇砂体储层地区的地震数据示意图；
[0028] 图2(b)为对图1(a)所示的地震数据进行AGC处理后的结果；
[0029] 图3示出了根据本发明的一个实施例的控制地震数据增益的装置的结构框图。
[0030] 图4示出了根据本发明的一个实施例的示例的控制地震数据增益的装置的结构框 图。
[0031]图5示出了根据本发明的一个实施例的另一示例的控制地震数据增益的装置的结 构框图。
[0032]图6示出了根据本发明的一个实施例的控制地震数据增益的方法的流程图。
[0033]图7(a)为一地震数据的示意图；
[0034] 图7(b)为应用本发明对图7(a)所示地震数据进行增益控制后得到的结果，其中e = 0.5；
[0035] 图7(c)为基于图7(b)所示的地震数据进行原始数据恢复后得到的结果；
[0036] 图8(a)为一发育含油冲击扇砂体储层地区的地震数据示意图；
[0037] 图8(b)为对图8(a)所示地震数据进行AGC处理后的结果；
[0038] 图8(c)为应用本发明对图8(a)所示的地震数据进行增益控制后的结果；
[0039] 图9(a)为一发育煤层天然气地区的地震数据的示意图；
[0040] 图9(b)为对图9(a)所示地震数据进行AGC处理后的结果；
[0041] 图9(c)为应用本发明对图9(a)所示的地震数据进行增益控制后的结果。
【具体实施方式】
[0042]下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明 的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方 式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的 范围完整地传达给本领域的技术人员。
[0043] 实施例1
[0044] 图3示出了根据本发明的一个实施例的控制地震数据增益的装置的结构框图。在 本实施例中，该装置300包括：
[0045] 振幅获取单元301:用于得到地震数据s(t)的振幅信号p(t)
[0046] 增益调整单元302:用于基于下式对地震数据s(t)进行增益调整，得到调整后的地 震数据SD(t):
[0047] SD(t) = s(t)p(e-υ(?)，其中，e是大于零的常数。
[0048]本实施例是基于这样的原理:设期望得到的输出振幅曲线为Ph(t)，发明人将ph(t) 设计为原始振幅信号p(t)的一定方阶，且要保持不同地震数据的振幅大小关系不变，则有：
[0049] ph(t)=pe(t)，e取大于零的常数。
[0050] 进一步地，对归一化的地震数据s(t)/p(t)进行增益控制，可得到调整后的地震数 据SD(t):
[0052]本实施例通过采用幂指数的形式对地震数据s(t)进行增益控制，所得到的sD(t) 不仅能够清晰显示地震