本發(fā)明涉及地震勘探技術領域，具體而言，涉及一種合成地震記錄的方法和裝置。

背景技術：

褶積模型合成地震記錄在地震疊前和疊后反演中都有非常重要的作用。常規(guī)地震疊前AVO反演或疊后波阻抗反演均為基于模型的反演，其基礎就是通過理論模型計算地震記錄，而這個過程一般通過褶積模型實現。褶積模型假設反射波振幅是由反射系數與子波褶積的結果。在地震記錄中，每個時刻的振幅是由很多反射系數與子波的褶積結果相互作用形成的。常規(guī)的褶積模型針對的一般為波阻抗界面，其反射系數僅與界面兩側地層物性參數(縱、橫波速度和密度)及入射角有關。

隨著地震勘探的發(fā)展，對儲層的認識也在進步。地球物理學家們結合實際情況提出了如薄層理論、粘彈性介質理論、裂縫反射理論等新理論。這些新理論完善了人們對地下介質的認識。上面提到的幾個理論有一個共同特點，其反射系數不僅與物性參數和入射角有關，還與頻率相關，即其反射系數是頻率依賴的，或稱是頻變的。反射系數的頻變特性雖然使對這類儲層的反演復雜化，但它豐富了地震反演理論，為研究薄層厚度、地層粘彈性參數等提供了新的思路。

但是，當反射系數頻變時，常規(guī)褶積模型理論不再適用，這也直接導致常規(guī)反演方法無法應用，進而無法實現對薄層厚度、地層粘彈性參數的研究。

技術實現要素：

有鑒于此，本發(fā)明實施例的目的在于提供一種合成地震記錄的方法和裝置，能夠計算界面兩側介質為均勻各向同性介質的常規(guī)波阻抗界面，以及界面兩側介質為均勻各向異性介質的特殊界面，提供了適用于薄層或粘彈性儲層等非常規(guī)油氣儲層的合成地震記錄方法，為油氣資源的準確勘探和高效開發(fā)提供地質保障。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種合成地震記錄的方法，包括：

獲取目標工區(qū)的地層模型、地震波頻率以及地震子波；其中，所述地層模型至少包括一種類型的界面且每種類型的界面的數量至少為一個；

根據所述地層模型和所述地震波頻率，計算各個地層的反射系數，得到包括頻變反射系數的反射系數矩陣；

根據所述反射系數矩陣和所述地震子波，計算各個時刻的合成地震記錄頻譜；

對所述合成地震記錄頻譜進行傅里葉反變換，得到所有時刻的合成地震記錄。

結合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，根據所述地層模型和所述地震波頻率，計算各個地層的反射系數，得到包括頻變反射系數的反射系數矩陣，包括：

按照公式計算各個地層的反射系數；其中，R(t,f)表示各個地層的反射系數；f表示地震波頻率；t_i表示任意一個時刻；R(t_i,f)表示t_i時刻的反射系數，其值可以是實數，也可以是頻變的復數；

將計算的各個地層的所述反射系數與各個時刻進行組合，得到包括頻變反射系數的反射系數矩陣。

結合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，根據所述反射系數矩陣和所述地震子波，計算各個時刻的合成地震記錄頻譜，包括：

對獲取的所述地震子波進行傅里葉變換，得到地震子波頻譜；

根據所述反射系數矩陣和所述地震子波頻譜，計算各個時刻的合成地震記錄頻譜。

結合第一方面的第二種可能的實施方式，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，根據所述反射系數矩陣和所述地震子波頻譜，計算各個時刻的合成地震記錄頻譜，包括：

按照公式計算各個時刻的合成地震記錄頻譜；其中，表示t_i時刻、頻率為f時的合成地震記錄s(t_i)的頻譜；表示地震子波的子波頻譜；R(t_i,f)表示t_i時刻的反射系數。

結合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，對所述合成地震記錄頻譜進行傅里葉反變換，得到所有時刻的合成地震記錄，包括：

對所述地震記錄頻譜進行傅里葉反變換，得到各個時刻的合成地震記錄s(t_i)；

按照公式對各個時刻的合成地震記錄s(t_i)進行求和，得到所有時刻的合成地震記錄s(t)；其中，s(t)表示所有時刻的合成地震記錄；s(t_i)表示t_i時刻的合成地震記錄；i表示任意時刻；n表示為時刻的任意取值。

結合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第五種可能的實施方式，其中，獲取所述地震子波的方法，包括：

根據預設的地震子波主頻計算所述地震子波：其中，w(t)表示地震子波；f₀表示地震子波主頻；t表示任意取值的時間值；

或者，

根據目標工區(qū)的測井資料，獲取所述目標工區(qū)的地下介質物性參數；

計算所述地下介質物性參數對應反射系數；

對井旁地震道和所述反射系數進行反褶積計算，得到時間域子波w(t)。

結合第一方面的第一種可能的實施方式，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第六種可能的實施方式，其中，對于公式當t_i時刻不對應巖性分界面或裂縫界面時，R(t_i,f)＝0；當t_i時刻的波阻抗界面的界面兩側介質為均勻各向同性介質時，R(t_i,f)＝r(t)，即t_i時刻的反射系數對應的所有頻率值均為相同的實數；當t_i時刻的波阻抗界面的界面兩側介質為均勻各向異性介質時，反射系數R(t_i,f)為頻變復數，其具體數值根據不同界面和不同介質情況計算得到。

結合第一方面的第六種可能的實施方式，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第七種可能的實施方式，其中，波阻抗界面的界面兩側介質為均勻各向異性介質時，反射系數R(t_i,f)的計算方法，包括：

當地層界面為裂縫界面時，根據公式R(t_i,f)＝R_w(θ)+R_frac(θ,f)計算所述反射系數；其中，θ為入射角，f為頻率，R_w(θ)為與裂縫無關的波阻抗界面產生的反射系數，R_frac(θ,f)為裂縫產生的反射系數，其值隨頻率變化；

當地層界面為薄層頂界面時，按照公式r＝-(A₁-BA₂)^-1i_P計算反射系數R(t_i,f)；其中，r表示反射、透射系數向量；R代表反射系數；T代表透射系數；下標PP代表縱波入射、縱波反射；下標PS₁代表縱波入射、快橫波反射；下標PS₂代表縱波入射、慢橫波反射；反射系數R(t_i,f)＝R_PP，其值隨入射角、方位角和頻率的變化而變化；A₁和A₂為傳播矩陣，i_P為入射向量，A₁、A₂和i_P與入射角、方位角、頻率及薄層圍巖物性參數有關；B為薄層傳播矩陣，其值與入射角、方位角、頻率、薄層各向異性參數及薄層其他物性參數有關。

第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種合成地震記錄的裝置，包括：

獲取模塊，用于獲取目標工區(qū)的地層模型、地震波頻率以及地震子波；其中，所述地層模型至少包括一種類型的界面且每種類型的界面的數量至少為一個；

第一計算模塊，用于根據所述地層模型和所述地震波頻率，計算各個地層的反射系數，得到包括頻變反射系數的反射系數矩陣；

第二計算模塊，用于根據所述反射系數矩陣和所述地震子波，計算各個時刻的合成地震記錄頻譜；

第三計算模塊，用于對所述合成地震記錄頻譜進行傅里葉反變換，得到所有時刻的合成地震記錄。

結合第二方面，本發(fā)明實施例提供了第二方面的第一種可能的實施方式，其中，所述第一計算模塊，包括：

第一計算單元，用于按照公式計算各個地層的反射系數；其中，R(t,f)表示各個地層的反射系數；f表示地震波頻率；t_i表示任意一個時刻；R(t_i,f)表示t_i時刻的地層反射系數，其值可以是實數，也可以是頻變的復數；

組合單元，用于將計算的各個地層的所述反射系數與各個時刻進行組合，得到包括頻變反射系數的反射系數矩陣。

本發(fā)明實施例提供的一種合成地震記錄的方法和裝置，包括：獲取目標工區(qū)的地層模型、地震波頻率以及地震子波；根據地層模型和地震波頻率，計算各個地層的反射系數，得到包括頻變反射系數的反射系數矩陣；根據反射系數矩陣和地震子波，計算各個時刻的合成地震記錄頻譜；對合成地震記錄頻譜進行傅里葉反變換，得到所有時刻的合成地震記錄，與現有技術中合成地震記錄的方法僅適用于非頻變的反射系數的常規(guī)地層，無法應用薄層界面、裂縫界面類等特殊界面相比，其不僅能計算界面兩側介質為均勻各向同性介質的常規(guī)波阻抗界面，還能計算界面兩側介質為均勻各向異性介質的特殊界面，提供適用于薄層或粘彈性儲層等非常規(guī)油氣儲層的合成地震記錄方法，實現對薄層厚度、地層粘彈性參數的研究，為油氣資源的準確勘探和高效開發(fā)提供地質保障。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1示出了本發(fā)明實施例所提供的一種合成地震記錄的方法的流程圖；

圖2示出了本發(fā)明實施例所提供的一種廣義褶積模型正演結果的示意圖；

圖3示出了本發(fā)明實施例所提供的一種正演模型的示意圖；圖3中，(a)表示模型示意圖，(b)表示反射系數序列；其中，前兩個豎直方向的線為實部，橫線和最后一個豎直方向的線為虛部。

圖4示出了本發(fā)明實施例所提供的另一種合成地震記錄的方法的流程圖；

圖5示出了本發(fā)明實施例所提供的另一種合成地震記錄的方法的流程圖；

圖6示出了利用廣義褶積模型理論進行地震合成記錄正演的流程示意圖；

圖7示出了本發(fā)明實施例所提供的一種合成地震記錄的裝置的結構示意圖；

圖8示出了本發(fā)明實施例所提供的一種合成地震記錄的裝置中第一計算模塊和第二計算模塊的結構示意圖；

圖9示出了本發(fā)明實施例所提供的一種合成地震記錄的裝置中第三計算模塊和第一計算子單元的結構示意圖；

圖10示出了本發(fā)明實施例所提供的一種合成地震記錄的裝置中獲取模塊的結構示意圖。

主要標號說明：

11、獲取模塊；12、第一計算模塊；13、第二計算模塊；14、第三計算模塊；111、第六計算單元；112、獲取單元；113、第七計算單元；114、反褶積計算單元；121、第一計算單元；122、組合單元；131、第二計算單元；132、第三計算單元；141、第四計算單元；142、第五計算單元；1211、第一計算子單元；1212、第二計算子單元；

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領域技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

隨著美國頁巖氣革命的成功，在世界范圍內掀起了一股非常規(guī)油氣資源勘探開發(fā)的浪潮。非常規(guī)儲層如薄儲層、粘彈性儲層受到學者們和能源公司的廣泛關注。地震反演是預測非常規(guī)儲層油氣富集區(qū)的有效技術，它可以幫助地質人員圈定油氣富集的“甜點”地區(qū)。在地震疊前或疊后反演中，利用褶積模型合成理論地震記錄的正演方法是基礎，起著重要的作用。傳統(tǒng)的褶積模型合成地震記錄要求地層反射系數是不隨頻率變化的，但對于某些特殊儲層，由于層厚變化(如薄儲層)、或含流體(如孔隙性儲層)等因素導致其反射系數是頻變的，無法應用常規(guī)褶積模型理論進行正演，從而限制了其疊前反演方法的研究應用。本發(fā)明實施例提供了一種合成地震記錄的方法和裝置，其提出了廣義褶積模型理論，該基于廣義褶積模型擴展了常規(guī)褶積模型的應用范圍，使其可進行地層反射系數隨頻率變化情況下的褶積合成地震記錄，為儲層反演的發(fā)展奠定了理論基礎。下面通過實施例進行描述。

本發(fā)明實施例提供了一種合成地震記錄的方法，參考圖1，所述方法具體包括：

S101、獲取目標工區(qū)的地層模型、地震波頻率以及地震子波；其中，所述地層模型至少包括一種類型的界面且每種類型的界面的數量至少為一個。

具體的，目標工區(qū)的地層模型可以是常規(guī)地層的地層模型，也可以是特殊地層(如薄層、裂縫層等)的地層模型。每個地層模型包括至少一個地層，每個地層對應一種類型的界面(該界面為地層界面)；每個地層模型可以包括一種類型的界面，也可以包括多個不同類型的界面，其中，界面類型包括界面兩側介質為均勻各向同性介質的常規(guī)波阻抗界面以及界面兩側介質為均勻各向異性介質的特殊界面(如薄層界面以及裂縫界面)，并且，每種類型的界面的數量可以為一個，也可以為多個。

上述地震子波可以是為了進行理論研究，首先預置一個地震子波主頻，然后根據該地震子波主頻計算各個時刻的地震子波；或者，上述地震子波也可以是實際應用中根據測井資料提取得到的。具體的提取方法包括：獲取測井資料，然后利用測井資料獲取井口附近準確地下介質物性參數，通過計算得到該地下介質物性參數對應反射系數r(t)，根據反射系數r(t)結合井旁地震道s(t)反褶積計算得到時間域子波w(t)。

上述地震波頻率可以是預置的一個確定范圍的頻率，該頻率的范圍與后面地震子波的頻譜對應的頻率范圍相同。

S102、根據所述地層模型和所述地震波頻率，計算各個地層的反射系數，得到包括頻變反射系數的反射系數矩陣。

具體的，根據地層模型中各個界面對入射地震波的反射時間和地震波頻率，計算各個地層的反射系數；然后將各個地層的反射系數與對應的時刻進行組合，得到包括頻變反射系數的反射系數矩陣。

為了減小計算量，提高計算效率，本發(fā)明實施例中根據獲取的地震子波，首先計算地震子波頻譜，然后根據地震子波頻譜計算地震子波的主要頻率范圍；該主要頻率范圍的具體計算方法包括：利用地震子波頻譜計算得到其振幅譜，分析主要能量對應的頻率范圍，得到地震子波主要頻率范圍。在計算頻變反射系數時，可僅計算子波主要頻率范圍內的反射系數，減少計算量，提高效率。

S103、根據所述反射系數矩陣和所述地震子波，計算各個時刻的合成地震記錄頻譜。

本發(fā)明實施例中，首先計算地震子波的子波頻譜，然后根據反射系數矩陣和子波頻譜計算各個時刻的合成地震記錄頻譜。

S104、對所述合成地震記錄頻譜進行傅里葉反變換，得到所有時刻的合成地震記錄。

本步驟中，對步驟103中得到的各個時刻的合成地震記錄頻譜進行傅里葉反變換，得到各個時刻的合成地震記錄，然后對各個時刻的合成地震記錄進行求和，得到所有時刻的合成地震記錄。

如圖2所示，對于常規(guī)波阻抗界面，利用本發(fā)明實施例提供的合成地震記錄的方法和常規(guī)褶積模型的合成記錄完全一致；但對于裂縫反射，由于反射系數是頻變的，其為復數，常規(guī)褶積模型理論無法合成地震記錄(即反射地震記錄)，但本發(fā)明實施例提供的合成地震記錄的方法仍可以合成反射記錄。這對開展裂縫反演等反射系數為頻變復數的一類儲層反演具有重要意義

本發(fā)明實施例提供的一種合成地震記錄的方法，與現有技術中合成地震記錄的方法僅適用于非頻變的反射系數的常規(guī)地層，無法應用薄層界面、裂縫界面類等特殊界面相比，其不僅能計算界面兩側介質為均勻各向同性介質的常規(guī)波阻抗界面，還能計算界面兩側介質為均勻各向異性介質的特殊界面，提供適用于薄層或粘彈性儲層等非常規(guī)油氣儲層的合成地震記錄方法，實現對薄層厚度、地層粘彈性參數的研究，為油氣資源的準確勘探和高效開發(fā)提供地質保障。

進一步的，上述步驟102中，根據所述地層模型和所述地震波頻率，計算各個地層的反射系數，得到包括頻變反射系數的反射系數矩陣，具體包括：

1、按照公式計算各個地層的反射系數；其中，R(t,f)表示各個地層的反射系數；f表示地震波頻率；t_i表示任意一個時刻；R(t_i,f)表示t_i時刻的反射系數，其值可以是實數，也可以是頻變的復數；

本發(fā)明實施例中，為了減少反射系數的計算量，提高計算效率，在對獲取的地震子波進行傅里葉變換，得到地震子波頻譜后，再利用地震子波頻譜計算得到其振幅譜，分析主要能量對應的頻率范圍，得到地震子波主要頻率范圍。在計算頻變反射系數時，可僅計算子波主要頻率范圍內的反射系數，減少計算量，提高效率。

上述地震子波主要頻率范圍優(yōu)選為0HZ到奈奎斯特頻率的頻率范圍。對應的，上述地震波頻率也優(yōu)選為0HZ到奈奎斯特頻率的頻率范圍。

2、將計算的各個地層的所述反射系數與各個時刻進行組合，得到包括頻變反射系數的反射系數矩陣。

如圖3所示模型，包括兩個波阻抗界面(圖3中具體為界面1和2、2和3的分界面)和一條水平裂縫，波阻抗界面反射系數為實數，裂縫反射系數利用Schoenberg(1980)提出的方法計算，其值為頻變的復數，且僅有虛部。

進一步的，參考圖4，步驟103中，根據所述反射系數矩陣和所述地震子波，計算各個時刻的合成地震記錄頻譜，具體包括：

S1031、對獲取的所述地震子波進行傅里葉變換，得到地震子波頻譜。

本發(fā)明實施例中，上述地震子波主要頻率范圍優(yōu)選為0HZ到奈奎斯特頻率的頻率范圍。

S1032、根據所述反射系數矩陣和所述地震子波頻譜，計算各個時刻的合成地震記錄頻譜。

本步驟中，具體按照公式計算各個時刻的合成地震記錄頻譜；其中，表示t_i時刻、頻率為f時的合成地震記錄s(t_i)的頻譜；表示地震子波的子波頻譜；R(t_i,f)表示t_i時刻的反射系數。

進一步的，步驟104中，對所述合成地震記錄頻譜進行傅里葉反變換，得到所有時刻的合成地震記錄，包括：

1、對所述地震記錄頻譜進行傅里葉反變換，得到各個時刻的合成地震記錄s(t_i)；具體的，上述傅里葉反變換的公式包括：公式中，IFFT表示傅里葉反變換計算。

2、按照公式對各個時刻的合成地震記錄s(t_i)進行求和，得到所有時刻的合成地震記錄s(t)；其中，s(t)表示所有時刻的合成地震記錄；s(t_i)表示t_i時刻的合成地震記錄；i表示任意時刻；n表示為時刻的任意取值。

本發(fā)明實施例中，和分別為對各個地層的反射系數和對合成地震記錄的計算公式，這兩個公式為本發(fā)明實施例提出的廣義褶積模型，利用該廣義褶積模型，不僅能計算界面兩側介質為均勻各向同性介質的常規(guī)波阻抗界面，還能計算界面兩側介質為均勻各向異性介質的特殊界面，提供適用于薄層或粘彈性儲層等非常規(guī)油氣儲層的合成地震記錄方法，為油氣資源的準確勘探和高效開發(fā)提供地質保障

下面對本發(fā)明實施例中提出的廣義褶積模型和的推導進行說明：

為了對含頻變反射系數的地層模型進行合成地震記錄正演，首先根據地層模型求得反射系數。常規(guī)褶積模型中反射系數位移時間序列r(t)，每個時間點(即每個時刻)的反射系數為一實數值。褶積合成地震記錄的公式如下：

s(t)＝r(t)*w(t) (1)

式(1)中，s(t)為合成地震記錄；w(t)為時域地震子波；r(t)為實反射系數序列，*為褶積運算符。(1)式中反射系數序列還可寫為分量求和的形式：

式(2)中，n為時間采樣點數；δ為狄拉克函數，其值在t＝t_i為1，其它時刻為0。式(2)的意義在于將反射系數序列r(t)分解為每個時刻反射系數值的求和過程。再此基礎上，式(1)的褶積合成記錄可進一步寫為：

式(3)表示，一個反射系數序列的地震合成記錄過程可看作每個時刻對應的反射系數與子波褶積結果的求和。

下面描述本發(fā)明實施例中的廣義褶積模型公式的推導過程：

假設含頻變反射系數的反射系數序列為R(t,f)，其中f為頻率。參考式(2)，反射系數序列可寫為：

其中，R(t_i,f)表示t_i時刻的反射系數，其值可能是實數，也可以是頻變的復數。當t_i時刻不對應巖性分界面或裂縫界面時，R(t_i,f)＝0；當t_i時刻對應界面兩側介質為均勻各向同性介質的常規(guī)波阻抗界面時，R(t_i,f)＝r(t)，即t_i時刻反射系數所有頻率對應的值均為相同的實數；當t_i時刻對應界面兩側介質為均勻各向異性介質的特殊界面(如薄層頂界面、裂縫界面等)時，反射系數R(t_i,f)為頻變復數，此時的反射系數的具體數值根據不同界面以及介質情況求取。

參考(3)式，t_i時刻的反射系數對應的合成地震記錄為：

s(t_i)＝R(t_i,f)δ(t-t_i)*w(t) (5)

為了處理頻率項，對式(5)兩側進行傅里葉變換：

上述式(3)表示，一個反射系數序列的地震合成記錄過程可看作每個時刻對應的反射系數與子波褶積結果的求和。

利用公式(6)計算得到所有時刻的合成地震記錄頻譜后，對得到的合成地震記錄頻譜進行傅里葉反變換，即可得到各個時刻合成地震記錄s(t_i)，在對得到各個時刻合成地震記錄s(t_i)進行求和即可得到廣義褶積模型的合成地震記錄s(t)：

進一步的，合成地震記錄不同的應用環(huán)境中，獲取所述地震子波的方法也不同，本發(fā)明實施例中給出了兩種具體獲取地震子波的方法：

第一，當獲得合成地震記錄是為了進行理論研究時，獲取地震子波的方法包括：

根據預設的地震子波主頻計算所述地震子波：其中，w(t)表示地震子波；f₀表示地震子波主頻；t表示任意取值的時間值；

具體的，針對進行理論研究的，可以人工設定子波。例如雷克子波，只要給定雷克子波主頻值，即可按照下面的公式(8)計算得到子波序列，具體的公式為：

式中，f₀為子波主頻，時間t為已知值可以任意設定。

第二，參考圖5，當獲得的合成地震記錄是為了進行實際的特殊地層的地下介質物性參數的反演時，地震子波的獲取方法包括：

S301、根據目標工區(qū)的測井資料，獲取所述目標工區(qū)的地下介質物性參數。

具體的，當目標工區(qū)的地層為裂縫層時，地下介質物性參數包括：每一個地層的物性參數和每條水平裂縫的裂縫參數。其中，每一個地層的物性參數包括：地層的縱波速度、地層的橫波速度和地層密度；上述每條水平裂縫的裂縫參數為兩個：S_N和S_T；其中，S_N為水平裂縫法向屈服度，S_T為水平裂縫切向屈服度。

當目標工區(qū)的地層為薄層時，地下介質物性參數包括：所述地下介質物性參數至少包括薄煤層的以下參數：厚度、速度、密度和各向異性參數。

S302、計算所述地下介質物性參數對應反射系數；

具體的，上述反射系數的計算方法包括：當地層模型中的界面不對應巖性分界面或裂縫界面時，反射系數為0；當地層模型中的波阻抗界面的界面兩側介質為均勻各向同性介質時，反射系數為r(t)，即選取時刻的反射系數對應的所有頻率值均為相同的實數；當地層模型中的波阻抗界面的界面兩側介質為均勻各向異性介質時，反射系數為頻變復數，其具體數值根據不同界面和不同介質情況計算得到。

當地層模型中的波阻抗界面的界面兩側介質為均勻各向異性介質時，根據不同的界面情況計算反射系數：1、當界面為裂縫界面時，根據下面的“地層界面為裂縫界面”的方法進行計算；2、當界面為薄層頂界面時，根據下面的“地層界面為薄層頂界面”的方法進行計算。

S303、對井旁地震道和所述反射系數進行反褶積計算，得到時間域子波。

具體的，結合步驟301～步驟303，上述方法為統(tǒng)計性子波的提取，根據地震記錄自相關與子波自相關相等的假設，利用地震記錄估計子波的振幅譜和相位譜，最后反傅里葉變換后得到時間域子波w(t)。

進一步的，對于公式當t_i時刻不對應巖性分界面或裂縫界面時，R(t_i,f)＝0；當t_i時刻的波阻抗界面的界面兩側介質為均勻各向同性介質時，R(t_i,f)＝r(t)，即t_i時刻的反射系數對應的所有頻率值均為相同的實數；當t_i時刻的波阻抗界面的界面兩側介質為均勻各向異性介質時，反射系數R(t_i,f)為頻變復數，其具體數值根據不同界面和不同介質情況計算得到。圖6示出了本發(fā)明實施例提供的一種合成地震記錄的方法的整理流程示意圖。

進一步的，波阻抗界面的界面兩側介質為均勻各向異性介質時，反射系數R(t_i,f)的計算方法，包括：

當地層界面為裂縫界面時，根據公式R(t_i,f)＝R_w(θ)+R_frac(θ,f)計算所述反射系數；其中，θ為入射角，f為頻率，R_w(θ)為與裂縫無關的波阻抗界面產生的反射系數，R_frac(θ,f)為裂縫產生的反射系數，其值隨頻率變化；

當地層界面為薄層頂界面時，按照公式r＝-(A₁-BA₂)^-1i_P計算反射系數R(t_i,f)；其中，r表示反射、透射系數向量；R代表反射系數；T代表透射系數；下標PP代表縱波入射、縱波反射；下標PS₁代表縱波入射、快橫波反射；下標PS₂代表縱波入射、慢橫波反射；反射系數R(t_i,f)＝R_PP，其值隨入射角、方位角和頻率的變化而變化；A₁和A₂為傳播矩陣，i_P為入射向量，A₁、A₂和i_P與入射角、方位角、頻率及薄層圍巖物性參數有關；B為薄層傳播矩陣，其值與入射角、方位角、頻率、薄層各向異性參數及薄層其他物性參數有關。

本發(fā)明實施例提供的一種合成地震記錄的方法，與現有技術中合成地震記錄的方法僅適用于非頻變的反射系數的常規(guī)地層，無法應用薄層界面、裂縫界面類等特殊界面相比，其不僅能計算界面兩側介質為均勻各向同性介質的常規(guī)波阻抗界面，還能計算界面兩側介質為均勻各向異性介質的特殊界面，提供適用于薄層或粘彈性儲層等非常規(guī)油氣儲層的合成地震記錄方法，實現對薄層厚度、地層粘彈性參數的研究，為油氣資源的準確勘探和高效開發(fā)提供地質保障。

參考圖7，本發(fā)明實施例提供了一種合成地震記錄的裝置，所述裝置用于執(zhí)行上述合成地震記錄的方法，所述裝置包括：

獲取模塊11，用于獲取目標工區(qū)的地層模型、地震波頻率以及地震子波；其中，所述地層模型至少包括一種類型的界面且每種類型的界面的數量至少為一個；

第一計算模塊12，用于根據所述地層模型和所述地震波頻率，計算各個地層的反射系數，得到包括頻變反射系數的反射系數矩陣；

第二計算模塊13，用于根據所述反射系數矩陣和所述地震子波，計算各個時刻的合成地震記錄頻譜；

第三計算模塊14，用于對所述合成地震記錄頻譜進行傅里葉反變換，得到所有時刻的合成地震記錄。

本發(fā)明實施例提供的一種合成地震記錄的裝置，與現有技術中合成地震記錄的方法僅適用于非頻變的反射系數的常規(guī)地層，無法應用薄層界面、裂縫界面類等特殊界面相比，其不僅能計算界面兩側介質為均勻各向同性介質的常規(guī)波阻抗界面，還能計算界面兩側介質為均勻各向異性介質的特殊界面，提供適用于薄層或粘彈性儲層等非常規(guī)油氣儲層的合成地震記錄方法，實現對薄層厚度、地層粘彈性參數的研究，為油氣資源的準確勘探和高效開發(fā)提供地質保障。

進一步的，參考圖8，本發(fā)明實施例提供的合成地震記錄的裝置中，第一計算模塊12，包括：

第一計算單元121，用于按照公式計算各個地層的反射系數；其中，R(t,f)表示各個地層的反射系數；f表示地震波頻率；t_i表示任意一個時刻；R(t_i,f)表示t_i時刻的地層反射系數，其值可以是實數，也可以是頻變的復數；

組合單元122，用于將計算的各個地層的所述反射系數與各個時刻進行組合，得到包括頻變反射系數的反射系數矩陣。

進一步的，參考圖8，本發(fā)明實施例提供的合成地震記錄的裝置中，第二計算模塊13，包括：

第二計算單元131，用于對獲取的所述地震子波進行傅里葉變換，得到地震子波頻譜；

第三計算單元132，用于根據所述反射系數矩陣和所述地震子波頻譜，計算各個時刻的合成地震記錄頻譜。

進一步的，本發(fā)明實施例提供的合成地震記錄的裝置中，第三計算單元具體用于132，按照公式計算各個時刻的合成地震記錄頻譜；其中，表示t_i時刻、頻率為f時的合成地震記錄s(t_i)的頻譜；表示地震子波的子波頻譜；R(t_i,f)表示t_i時刻的反射系數。

進一步的，參考圖9，本發(fā)明實施例提供的合成地震記錄的裝置中，第三計算模塊14，包括：

第四計算單元141，用于對所述地震記錄頻譜進行傅里葉反變換，得到各個時刻的合成地震記錄s(t_i)；

第五計算單元142，用于按照公式對各個時刻的合成地震記錄s(t_i)進行求和，得到所有時刻的合成地震記錄s(t)；其中，s(t)表示所有時刻的合成地震記錄；s(t_i)表示t_i時刻的合成地震記錄；i表示任意時刻；n表示為時刻的任意取值。

進一步的，參考圖10，本發(fā)明實施例提供的合成地震記錄的裝置中，獲取模塊11，包括：

第六計算單元111，用于根據預設的地震子波主頻計算所述地震子波：其中，w(t)表示地震子波；f₀表示地震子波主頻；t表示任意取值的時間值；

或者，

獲取單元112，用于根據目標工區(qū)的測井資料，獲取所述目標工區(qū)的地下介質物性參數；

第七計算單元113，用于計算所述地下介質物性參數對應反射系數；

反褶積計算單元114，用于對井旁地震道和所述反射系數進行反褶積計算，得到時間域子波w(t)。

進一步的，本發(fā)明實施例提供的合成地震記錄的裝置中，對于公式當t_i時刻不對應巖性分界面或裂縫界面時，R(t_i,f)＝0；當t_i時刻的波阻抗界面的界面兩側介質為均勻各向同性介質時，R(t_i,f)＝r(t)，即t_i時刻的反射系數對應的所有頻率值均為相同的實數；當t_i時刻的波阻抗界面的界面兩側介質為均勻各向異性介質時，反射系數R(t_i,f)為頻變復數，其具體數值根據不同界面和不同介質情況計算得到。

進一步的，參考圖9，本發(fā)明實施例提供的合成地震記錄的裝置中，第一計算單元121，包括：

第一計算子單元1211，用于波阻抗界面的界面兩側介質為均勻各向異性介質時，反射系數R(t_i,f)的計算方法；

第二計算子單元1212，用于按照公式計算各個地層的反射系數；其中，R(t,f)表示各個地層的反射系數；f表示地震波頻率；t_i表示任意一個時刻；R(t_i,f)表示t_i時刻的地層反射系數，其值可以是實數，也可以是頻變的復數；

進一步的，本發(fā)明實施例提供的合成地震記錄的裝置中，第一計算子單元1211具體用于，當地層界面為裂縫界面時，根據公式R(t_i,f)＝R_w(θ)+R_frac(θ,f)計算所述反射系數；其中，θ為入射角，f為頻率，R_w(θ)為與裂縫無關的波阻抗界面產生的反射系數，R_frac(θ,f)為裂縫產生的反射系數，其值隨頻率變化；

當地層界面為薄層頂界面時，按照公式r＝-(A₁-BA₂)^-1i_P計算反射系數R(t_i,f)；其中，r表示反射、透射系數向量；R代表反射系數；T代表透射系數；下標PP代表縱波入射、縱波反射；下標PS₁代表縱波入射、快橫波反射；下標PS₂代表縱波入射、慢橫波反射；反射系數R(t_i,f)＝R_PP，其值隨入射角、方位角和頻率的變化而變化；A₁和A₂為傳播矩陣，i_P為入射向量，A₁、A₂和i_P與入射角、方位角、頻率及薄層圍巖物性參數有關；B為薄層傳播矩陣，其值與入射角、方位角、頻率、薄層各向異性參數及薄層其他物性參數有關。

本發(fā)明實施例提供的一種合成地震記錄的裝置，與現有技術中合成地震記錄的方法僅適用于非頻變的反射系數的常規(guī)地層，無法應用薄層界面、裂縫界面類等特殊界面相比，其不僅能計算界面兩側介質為均勻各向同性介質的常規(guī)波阻抗界面，還能計算界面兩側介質為均勻各向異性介質的特殊界面，提供適用于薄層或粘彈性儲層等非常規(guī)油氣儲層的合成地震記錄方法，實現對薄層厚度、地層粘彈性參數的研究，為油氣資源的準確勘探和高效開發(fā)提供地質保障。

本發(fā)明實施例所提供的合成地震記錄的裝置可以為設備上的特定硬件或者安裝于設備上的軟件或固件等。本發(fā)明實施例所提供的裝置，其實現原理及產生的技術效果和前述方法實施例相同，為簡要描述，裝置實施例部分未提及之處，可參考前述方法實施例中相應內容。所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，前述描述的系統(tǒng)、裝置和單元的具體工作過程，均可以參考上述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。

在本發(fā)明所提供的實施例中，應該理解到，所揭露裝置和方法，可以通過其它的方式實現。以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，又例如，多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些通信接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上?？梢愿鶕嶋H的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明提供的實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。

所述功能如果以軟件功能單元的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網絡設備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋，此外，術語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

最后應說明的是：以上所述實施例，僅為本發(fā)明的具體實施方式，用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制，本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改或可輕易想到變化，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改、變化或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明實施例技術方案的精神和范圍。都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。