一種采用頻變的復(fù)數(shù)相關(guān)系數(shù)估算瞬時(shí)慢度的方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種采用頻變的復(fù)數(shù)相關(guān)系數(shù)估算瞬時(shí)慢度的方法，首先通過(guò)頻譜分析來(lái)確定地震剖面的主頻，并在時(shí)間方向把地震道投影到以該主頻為頻率的富里葉變換的基函數(shù)上，然后利用投影后的地震剖面按空間道序再按時(shí)間采樣點(diǎn)順序逐點(diǎn)估算每個(gè)采樣點(diǎn)的瞬時(shí)慢度。估算瞬時(shí)慢度采用的是慢度掃描方式，首先對(duì)每一掃描慢度利用當(dāng)前采樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的當(dāng)前處理道及其相鄰道的當(dāng)前處理時(shí)窗內(nèi)的數(shù)據(jù)計(jì)算出總的復(fù)數(shù)相關(guān)系數(shù)，然后利用每一掃描慢度的總的復(fù)數(shù)相關(guān)系數(shù)的實(shí)部和虛部估算出當(dāng)前采樣點(diǎn)的瞬時(shí)慢度。本發(fā)明抗噪能力更強(qiáng)，可以利用復(fù)數(shù)相關(guān)系數(shù)的實(shí)部和虛部的性質(zhì)更精確地估算瞬時(shí)慢度。
【專利說(shuō)明】一種采用頻變的復(fù)數(shù)相關(guān)系數(shù)估算瞬時(shí)慢度的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及地球物理勘探技術(shù)，屬于地震資料處理中屬性提取范疇，是一種采用 頻變的復(fù)數(shù)相關(guān)系數(shù)估算瞬時(shí)慢度的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在地震資料處理中，瞬時(shí)慢度是地震數(shù)據(jù)一個(gè)非常重要的屬性。瞬時(shí)慢度可廣泛 應(yīng)用于地震數(shù)據(jù)插值或外推、噪聲壓制、VSP數(shù)據(jù)上下行波分離、波束偏移、速度層析反演和 地震解釋中斷層預(yù)測(cè)等。
[0003] 估算瞬時(shí)慢度的方法一般分為三大類。第一類是基于相關(guān)性分析的慢度掃描方 法；第二類基于局部Radon變換的慢度方法；第三類是基于平面波微分方程的慢度估算方 法。
[0004] 基于相關(guān)性分析的慢度掃描方法以當(dāng)前地震道的當(dāng)前采樣點(diǎn)為中心點(diǎn)，按掃描慢 度確定信號(hào)在其相鄰地震道上的軌跡，然后以信號(hào)在地震道上的軌跡點(diǎn)為中心取時(shí)窗，計(jì) 算所有時(shí)窗內(nèi)數(shù)據(jù)之間的互相關(guān)系數(shù)并求和，這樣就得到了以掃描慢度為變量的互相關(guān)函 數(shù)，最后求互相關(guān)函數(shù)的最大值對(duì)應(yīng)的掃描慢度就可以得到當(dāng)前地震道的當(dāng)前采樣點(diǎn)處的 瞬時(shí)慢度。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是算法簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是得到的慢度精度低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明目的在于提供一種可更準(zhǔn)確估算瞬時(shí)慢度的采用頻變的復(fù)數(shù)相關(guān)系數(shù)估 算瞬時(shí)慢度的方法。
[0006] 本發(fā)明的具體實(shí)施步驟如下：
[0007] 1)采集得到二維地震剖面；
[0008] 2)對(duì)地震剖面進(jìn)行頻譜分析并確定地震剖面的主頻f。；
[0009] 對(duì)地震剖面進(jìn)行F-K譜分析并確定地震剖面的最小和最大視速度和;
[0010] 3)在時(shí)間方向，把地震道投影到以地震剖面的主頻f。為頻率的富里葉變換的基函 數(shù)上，得到投影后的地震剖面A (X，t，f。）：
[0011]

【權(quán)利要求】
1. 一種采用頻變的復(fù)數(shù)相關(guān)系數(shù)估算瞬時(shí)慢度的方法，特點(diǎn)是具體實(shí)施步驟如下： 1) 采集得到二維地震剖面； 2) 對(duì)地震剖面進(jìn)行頻譜分析并確定地震剖面的主頻f。；對(duì)地震剖面進(jìn)行F-K譜分析并 確定地震剖面的最小和最大視速度￥_和v max ; 3) 在時(shí)間方向，把地震道投影到以地震剖面的主頻f。為頻率的富里葉變換的基函數(shù) 上，得到投影后的地震剖面A(x，t，f。）：
式中，a (X，t)是二維地震剖面，X和t分別為地震道的空間和時(shí)間坐標(biāo)，f。為地震剖 面的主頻；A(X，t，f。）為投影后的地震剖面； 4) 對(duì)投影后的地震剖面A(x，t，f。）先按空間道序再按時(shí)間采樣點(diǎn)順序逐點(diǎn)按步驟 5)-18)估算瞬時(shí)慢度； 5) 根據(jù)步驟2)確定的地震剖面的主頻f。，用下式計(jì)算以采樣點(diǎn)為中心的沿時(shí)間方向 的處理時(shí)窗的長(zhǎng)度：
式中，f。為地震剖面的主頻，At為地震剖面的時(shí)間采樣率，wt為處理時(shí)窗的長(zhǎng)度； 6) 根據(jù)步驟2)確定的地震剖面的最小和最大視速度vmin和vmax，計(jì)算出慢度掃描的最 少值和最大值； Pmin l,Vmax Pmax l,Vmin 式中，pmin和pmax表示慢度掃描的最少值和最大值，vmin和v max是由步驟2)確定的地震 剖面的最小和最大視速度； 7) 根據(jù)慢度掃描個(gè)數(shù)，計(jì)算慢度掃描的增量： dp= (Pmax_Pmin)/ (np-l) 式中，np為用戶給出的慢度掃描個(gè)數(shù)；dp為慢度掃描的增量；pmin和pmax表示慢度掃描 的最少值和最大值； 8) 以當(dāng)前處理地震道為中心道，確定參與瞬時(shí)慢度估算的相鄰地震道數(shù)wx ; 9) 從慢度掃描的最少值開(kāi)始到慢度掃描的最大值為止，按慢度掃描增量計(jì)算掃描慢度 Pi ： Pi= (i_l)*dp (i=l，2，...，np) 其中，i表示掃描慢度的編號(hào)，Pi是第i個(gè)掃描慢度，dp表示由步驟7)計(jì)算的慢度增 量； 10) 以當(dāng)前處理地震道和處理時(shí)窗的中心點(diǎn)為基點(diǎn)，對(duì)每一掃描慢度按照下式計(jì)算其 對(duì)應(yīng)的相鄰地震道上的處理時(shí)窗的中心點(diǎn)時(shí)間Tu和時(shí)窗對(duì)應(yīng)的信號(hào)的延遲時(shí)Λ Ti j;
式中，i表示掃描慢度的編號(hào)；j表示相鄰地震道的編號(hào)，〇編號(hào)表示當(dāng)前處理道；Pi表 示第i個(gè)掃描慢度。表示當(dāng)前處理地震道的空間作標(biāo)，X」表示第j個(gè)相鄰地震道的空間 作標(biāo)；τ c!表示當(dāng)前處理地震道的處理時(shí)窗的中心點(diǎn)時(shí)間；τ i;j表示當(dāng)用慢度Pi進(jìn)行掃描時(shí) 第j個(gè)相鄰地震道的處理時(shí)窗的中心點(diǎn)時(shí)間；Λ τ u表示當(dāng)用慢度Pi進(jìn)行掃描時(shí)第j個(gè)相 鄰地震道與當(dāng)前處理道的處理時(shí)窗中心點(diǎn)之間的時(shí)間延遲時(shí)；w x表示由步驟8)定義的相鄰 地震道數(shù)；np表示由步驟7)定義的慢度掃描個(gè)數(shù)； 11) 對(duì)每一掃描慢度根據(jù)步驟10)計(jì)算的當(dāng)前道及其相鄰道的處理時(shí)窗的中心點(diǎn)時(shí) 間以及步驟5)定義的時(shí)窗長(zhǎng)度，提取當(dāng)前道及其相鄰道的處理時(shí)窗內(nèi)的采樣點(diǎn)的數(shù)值
mi,j=Ti,j/At 1. i ^ np, -wx/2 ^ j ^ wx/2, -wt/2 ^ n ^ wt/2 式中，i表示掃描慢度的編號(hào)；j表示相鄰地震道的編號(hào)，〇序號(hào)表示當(dāng)前處理道；11表 不處理時(shí)窗內(nèi)的米樣點(diǎn)的編號(hào)，0編號(hào)表不處理時(shí)窗的中心米樣點(diǎn)；Pi表不第i個(gè)掃描慢 度；τ u表示當(dāng)用慢度pi進(jìn)行掃描時(shí)第j個(gè)相鄰地震道的處理時(shí)窗的中心點(diǎn)時(shí)間；Λ t為 地震剖面的時(shí)間采樣率；mu表示當(dāng)用慢度Pi進(jìn)行掃描時(shí)第j個(gè)相鄰地震道的處理時(shí)窗的 中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)號(hào)；A( Xj，j+n，fc)表示當(dāng)用慢度Pi進(jìn)行掃描時(shí)第j個(gè)相鄰地震道的 處理時(shí)窗內(nèi)的編號(hào)為η的采樣點(diǎn)的數(shù)值表示當(dāng)用慢度Pi進(jìn)行掃描時(shí)從第j個(gè)相 鄰地震道的處理時(shí)窗內(nèi)提取的編號(hào)為η的采樣點(diǎn)的數(shù)值；^表示步驟8)定義的相鄰地震道 數(shù)；ηρ表示步驟7)定義的慢度掃描個(gè)數(shù)。wt表示步驟5)定義的時(shí)窗長(zhǎng)度；f。表示由步驟 2)確定的地震剖面的主頻； 12) 對(duì)每一掃描慢度，根據(jù)10)計(jì)算的相鄰道處理時(shí)窗對(duì)應(yīng)的信號(hào)延遲時(shí)，對(duì)提取的處 理時(shí)窗內(nèi)的采樣點(diǎn)的數(shù)值進(jìn)行相位校正；
式中，i表示掃描慢度的編號(hào)，j表示相鄰地震道的編號(hào)，〇序號(hào)表示當(dāng)前處理道；η表示 處理時(shí)窗內(nèi)的米樣點(diǎn)的編號(hào)，0編號(hào)表不處理時(shí)窗的中心米樣點(diǎn)；Pi表不第i個(gè)掃描慢度； 表示當(dāng)用慢度Pi進(jìn)行掃描時(shí)從第j個(gè)相鄰地震道的處理時(shí)窗內(nèi)提取的編號(hào)為η的 采樣點(diǎn)的數(shù)值；Bj，n(Pi)表示經(jīng)過(guò)相位校正后的當(dāng)用慢度Pi進(jìn)行掃描時(shí)從第j個(gè)相鄰地震 道的處理時(shí)窗內(nèi)提取的編號(hào)為η的采樣點(diǎn)的數(shù)值；Λ τ u表示當(dāng)用慢度Pi進(jìn)行掃描時(shí)第j 個(gè)相鄰地震道與當(dāng)前處理道的處理時(shí)窗中心點(diǎn)之間的時(shí)間延遲時(shí)；f。表示由2)確定的地震 剖面的主頻； 13) 對(duì)每一掃描慢度，計(jì)算相位校正后的每個(gè)相鄰地震道的處理時(shí)窗內(nèi)的信號(hào)的能量 Ej^p,)：
式中，i表示掃描慢度的編號(hào)，j表示相鄰地震道的編號(hào)，〇序號(hào)表示當(dāng)前處理道；η表示 處理時(shí)窗內(nèi)的米樣點(diǎn)的編號(hào)，0編號(hào)表不處理時(shí)窗的中心米樣點(diǎn)；Pi表不第i個(gè)掃描慢度； Bj，n(Pi)表示經(jīng)過(guò)相位校正后的當(dāng)用慢度Pi進(jìn)行掃描時(shí)從第j個(gè)相鄰地震道的處理時(shí)窗內(nèi) 提取的編號(hào)為η的采樣點(diǎn)的數(shù)值；為\n(Pi)的共軛屯(Pi)表示當(dāng)用慢度 Pi進(jìn)行 掃描時(shí)第j個(gè)相鄰地震道處理時(shí)窗內(nèi)信號(hào)的能量;wt表示由步驟5)定義的時(shí)窗長(zhǎng)度； 14) 對(duì)每一掃描慢度，計(jì)算參與慢度估算的各地震道處理時(shí)窗內(nèi)的信號(hào)的復(fù)數(shù)互相關(guān) 系數(shù)--);
-wx/2 彡 j 彡 wx/2, k>j 式中，i表示掃描慢度的編號(hào)；j和k表示相鄰地震道的編號(hào)，0序號(hào)表示當(dāng)前處理道；η 表不處理時(shí)窗內(nèi)的米樣點(diǎn)的編號(hào)，0編號(hào)表不處理時(shí)窗的中心米樣點(diǎn)；Pi表不第i個(gè)掃描慢 度；Bj，n( Pi)表示經(jīng)過(guò)相位校正后的當(dāng)用慢度？1進(jìn)行掃描時(shí)從第j個(gè)相鄰地震道的處理時(shí)窗 內(nèi)提取的編號(hào)為η的采樣點(diǎn)的數(shù)值；B tn(Pi)表示經(jīng)過(guò)相位校正后的當(dāng)用慢度Pi進(jìn)行掃描時(shí) 從第k個(gè)相鄰地震道的處理時(shí)窗內(nèi)提取的編號(hào)為η的采樣點(diǎn)的數(shù)值；^，"(Λ)表*\n( Pi) 的共軛；E^Pi)表示當(dāng)用慢度Pi進(jìn)行掃描時(shí)第j個(gè)相鄰地震道處理時(shí)窗內(nèi)的信號(hào)的能量； Ek(Pi)表示當(dāng)用慢度Pi進(jìn)行掃描時(shí)第k個(gè)相鄰地震道處理時(shí)窗內(nèi)信號(hào)的能量；q k(Pi)表示 當(dāng)用慢度Pi進(jìn)行掃描時(shí)第j個(gè)和第k個(gè)相鄰地震道的處理時(shí)窗內(nèi)信號(hào)的復(fù)相關(guān)系數(shù)；w t表 示由步驟5)定義的時(shí)窗長(zhǎng)度；wx表示由步驟8)定義的相鄰地震道數(shù)； 15) 對(duì)每一掃描慢度，把其對(duì)應(yīng)的各地震道處理時(shí)窗內(nèi)信號(hào)的復(fù)數(shù)互相關(guān)系數(shù)進(jìn)行求 和，得到該慢度的總復(fù)數(shù)相關(guān)系數(shù)C(Pi):
式中，i表示掃描慢度的編號(hào)；j和k表示相鄰地震道的編號(hào)，0序號(hào)表示當(dāng)前處理道； Pi表示第i個(gè)掃描慢度；qk(Pi)表示當(dāng)用慢度Pi進(jìn)行掃描時(shí)第j個(gè)和第k個(gè)相鄰地震道 的處理時(shí)窗內(nèi)信號(hào)的復(fù)相關(guān)系數(shù)；C( Pi)表示當(dāng)用慢度Pi進(jìn)行掃描時(shí)所有相鄰道的處理時(shí) 窗內(nèi)的信號(hào)的復(fù)數(shù)相關(guān)系數(shù)的和；w x表示由步驟8)定義的相鄰地震道數(shù)； 16) 對(duì)每一掃描慢度，計(jì)算該慢度對(duì)應(yīng)的總復(fù)數(shù)相關(guān)系數(shù)的實(shí)部和虛部； RC (Pi)=real (C (p^) IC(pi)=image (C (p^) 式中，i表示掃描慢度的編號(hào)；Pi表示第i個(gè)掃描慢度；C(Pi)表示當(dāng)用慢度？1進(jìn)行掃描 時(shí)所有相鄰道的處理時(shí)窗內(nèi)的信號(hào)的復(fù)數(shù)相關(guān)系數(shù)的和；RC(Pi)表示C(Pi)的實(shí)部；IC( Pi) 表示C(Pi)的虛部； 17) 根據(jù)步驟16)的計(jì)算結(jié)果，在步驟6)慢度掃描的最小值和最大值之間尋找使復(fù)數(shù) 相關(guān)系數(shù)虛部為零的絕對(duì)值最小的掃描慢度qi : ic(qi)=o 式中，IC(Pi)表示C(Pi)的虛部。C(Pi)表示當(dāng)用慢度 Pi進(jìn)行掃描時(shí)所有相鄰道的處 理時(shí)窗內(nèi)的信號(hào)的復(fù)數(shù)相關(guān)系數(shù)的和；Ql表示使復(fù)數(shù)相關(guān)系數(shù)虛部為零的絕對(duì)值最小的掃 描慢度； 18)在慢度0和使復(fù)數(shù)相關(guān)系數(shù)虛部為零的絕對(duì)值最小的零點(diǎn)之間，尋找使復(fù)數(shù)相關(guān) 系數(shù)實(shí)部為最大的掃描慢度q2，得到當(dāng)前處理點(diǎn)的瞬時(shí)慢度； RC (q2) =maxRC (pj 式中，RC(Pi)表示C(Pi)的虛部；C(Pi)表示當(dāng)用慢度 ？1進(jìn)行掃描時(shí)所有相鄰道的處理 時(shí)窗內(nèi)的信號(hào)的復(fù)數(shù)相關(guān)系數(shù)的和，q2表示使復(fù)數(shù)相關(guān)系數(shù)實(shí)部為最大的掃描慢度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，特點(diǎn)是步驟8)所述的相鄰地震道數(shù)wx少于9大于3。
【文檔編號(hào)】G01V1/28GK104297782SQ201310304036
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2013年7月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月19日
【發(fā)明者】柯本喜 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司