本發(fā)明屬于地震勘探
技術(shù)領(lǐng)域：
：，涉及一種數(shù)據(jù)驅(qū)動的地震信號零相位反褶積方法。
背景技術(shù)：
：：對高分辨率地震資料的要求除了與常規(guī)資料相比具有高的縱向分辨率、寬的頻帶外，還應(yīng)該具有較高的保真度，即要求處理過的地震資料不僅能解釋精細(xì)的地層構(gòu)造，還必須滿足后續(xù)巖性預(yù)測及儲層反演的需要，這就需要較為精確地描述出地震子波在地層中的變化。所以在較短的數(shù)據(jù)集里、較低的信噪比下有效估計子波振幅譜是解決上述問題的關(guān)鍵。理論上估計子波振幅譜的方法為：對一段平穩(wěn)的地震信號，如果反射系數(shù)統(tǒng)計獨立，具有有限的二階矩，地震信號相關(guān)函數(shù)的傅里葉變換即為子波振幅譜的平方。但是地層反射系數(shù)概率分布所呈現(xiàn)出來的復(fù)雜性和地震信號本身的特點，使得上述方法在應(yīng)用中受到了一些限制：地層的反射系數(shù)有時并不表現(xiàn)出獨立特性，即并不是“白的”；反射系數(shù)的概率分布更接近于α-stable分布，該分布二階以上的統(tǒng)計量不存在；對于低信噪比的地震資料，該方法也難以達(dá)到滿意的結(jié)果。譜模擬方法可以克服以上缺點，是一種非常有效的估計子波振幅譜方法。譜模擬是零相位反褶積的常用方法，模擬指的是從地震信號振幅譜中擬合出子波的振幅譜。一般情況下，由于地震信號的非平穩(wěn)性，地震子波不僅是時變而且是空變的，要獲得準(zhǔn)確的相位信息非常困難。在實際操作中，子波相位的不準(zhǔn)確會引起反褶積后的剖面同相軸無規(guī)律的時移，處理后的結(jié)果會形成很多假象。地震信號零相位褶積后只能使振幅譜發(fā)生了變化，而相位譜則與原來相同，反褶積剖面上的相位特征得以保持，同相軸無時移現(xiàn)象。零相位反褶積所要求的就是準(zhǔn)確地估計出子波的振幅譜，目前通常采用的方法主要有以下兩種：多道振幅譜平均法和譜模擬方法。通過將多道地震記錄對數(shù)譜平均的方法，可以得到對子波振幅譜的估計。理論上講，該方法不足之處在于：子波是空變的，各道的子波存在差異；其理論基礎(chǔ)只是針對無噪的地震記錄，未考慮到噪聲對上述漸進(jìn)特性的影響；地下介質(zhì)的屬性可能表現(xiàn)出不同范圍的連續(xù)性，為保證效果，用于疊加的地震道應(yīng)該盡量不相關(guān)，所以隨機(jī)選取地震道的準(zhǔn)則對估計質(zhì)量也有影響。rosa和ulrych(1991)提出一種譜模擬(spectralmodeling)方法，該方法將地震子波譜視為頻率的連續(xù)、光滑的函數(shù)，將其建模為一個參數(shù)待定的函數(shù)，該公式被廣泛應(yīng)用于子波振幅的估計，其主要的不足是估計結(jié)果對模型參數(shù)比較敏感。jinghuaigao等(2017)通過對子波振幅譜的研究，提出了譜模擬的一個新的迭代算法，該算法不依賴于模型參數(shù)，能夠數(shù)據(jù)驅(qū)動地、較好地對子波振幅譜進(jìn)行估計，對噪聲具有好的魯棒性，該方法較使用特定的函數(shù)對地震記錄譜進(jìn)行擬合相比，減少了人為因素的影響，能夠更客觀地反映譜的變化；同時，用該方法處理短時窗的地震數(shù)據(jù)，也能收到了好的估計效果，這意味著該方法可以對非平穩(wěn)地震記錄中子波的變化進(jìn)行很好地刻畫。由于反射系數(shù)的概率分布非常復(fù)雜、類型多樣，很多統(tǒng)計性反褶積算法對噪聲較為敏感，這使得基于譜模擬的零相位反褶積技術(shù)成為較穩(wěn)健的提高分辨率的方法，該方法要求準(zhǔn)確地估計出子波的振幅譜。傳統(tǒng)的方法是基于多項式函數(shù)擬合子波的振幅譜，模型參數(shù)較多、估計結(jié)果受參數(shù)影響很大。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，使用新的譜模擬技術(shù)，對地震信號進(jìn)行零相位反褶積，提供一種數(shù)據(jù)驅(qū)動的地震信號零相位反褶積方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種數(shù)據(jù)驅(qū)動的地震信號零相位反褶積方法，包括以下步驟：1)從地震記錄中估計地震子波振幅譜；2)基于估計的振幅譜，對地震記錄在頻率域進(jìn)行維納濾波；3)對維納濾波器做逆傅里葉變換，得到反褶積結(jié)果。本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：步驟1)中采用com方法從地震記錄中估計地震子波振幅譜，具體方法如下：其估計子波使用的是壓縮映射算子，表達(dá)式為：p[f,x]＝cp(fp(f,x))α(1-fp(f,x))β(1)其中：f為待估計函數(shù)，x為函數(shù)的自變量，cp為歸一化因子，fp為待估計函數(shù)的泛函，α為參數(shù)，β為參數(shù)；其中，fp(t)為p次方，a為積分下界，b為積分上界；在實際應(yīng)用上式估計地震子波振幅譜時，α,β需要估計，而p是事先設(shè)定的，p的選取不影響子波估計計算精度，影響子波估計計算效率；步驟2)中，頻率域維納濾波的具體方法如下：頻率域維納域維納濾波的標(biāo)準(zhǔn)形式為：其中，s(ω),w(ω),ε2分別為地震記錄的頻譜、地震子波的頻譜和正則化參數(shù)；ω為角頻率，ε為正則化因子；w*(ω)表示對子波譜取共軛；采用如下的改進(jìn)形式：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明利用子波振幅譜估計方法，不依賴于模型參數(shù)，能夠較好地對子波振幅譜進(jìn)行有效地估計，具有好的魯棒性。用該方法對地震記錄進(jìn)行零相位反褶積，可以收到了很好的效果，同時該方法也可以有效地處理非平穩(wěn)地震數(shù)據(jù)。附圖說明圖1是本發(fā)明的零相位反褶積算法流程圖；圖2是用于數(shù)值算例的反射系數(shù)、地震子波和相應(yīng)的合成記錄；圖3是使用com方法估計的地震子波振幅譜；圖4是對地震記錄做零相位反褶積的結(jié)果；圖5是反褶積前后的頻譜對比。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述：參見圖1，本發(fā)明對三維地震數(shù)據(jù)體或二維剖面的零相位反褶積采用的是逐道進(jìn)行方式，每一道的處理方法是一致的，這里只描述對一道地震數(shù)據(jù)的處理過程。具體包括以下步驟：1)從地震記錄中估計地震子波振幅譜；對從地震記錄中估計地震子波振幅譜，采用的是jinghuaigao等(2017)提出的com方法，該方法的原理性論文《anewapproachforextractingtheamplitudespectrumoftheseismicwaveletfromtheseismictraces》發(fā)表于inverseproblems雜志。其估計子波使用的是壓縮映射算子，表達(dá)式為：p[f,x]＝cp(fp(f,x))α(1-fp(f,x))β(1)其中：在上式中，α,β需要估計，而p是事先設(shè)定的。由于該方法是一個迭代算法，p的選取，不影響子波估計計算精度，影響子波估計計算效率。對零相位反褶積而言，經(jīng)過實際資料的測試，p的選取，對反褶積結(jié)果有一定的影響。大量的實際數(shù)據(jù)測試表明：p的值不能取得太小，以略小于1為宜。2)基于估計的振幅譜，對地震記錄在頻率域進(jìn)行維納濾波；頻率域維納域維納濾波的標(biāo)準(zhǔn)形式為：其中：s(ω),w(ω),ε2分別為地震記錄的頻譜、地震子波的頻譜和正則化參數(shù)。w*(ω)表示對子波譜取共軛。經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)測試，我們采用如下的改進(jìn)形式：說明如下：a.由于只用地震子波的振幅譜，所以w(ω)≥0，其共軛與本身一致。b.改進(jìn)后的形式更容易取得信噪比與輸出信號頻帶的折中。如果地震信號的噪聲水平較低，θ可以的小一點，一般是小于1，這樣較標(biāo)準(zhǔn)形式更易于拓寬頻帶；如果地震信號的噪聲水平較高，θ可以的大一點，一般是大于1，這樣較標(biāo)準(zhǔn)形式更易于抑制噪聲。3)對維納濾波器做逆傅里葉變換，得到反褶積結(jié)果。實施例：依據(jù)褶積模型，合成了一道超過290個樣點的地震記錄，采樣間隔1ms，子波為40hzricker子波，反射系數(shù)樣點數(shù)為200。圖2為用于數(shù)值算例的反射系數(shù)、地震子波和相應(yīng)的合成記錄。圖3為使用com方法，估計的地震子波振幅譜，可以看出估計效果較為理想。圖4是使用估計的地震子波，對地震記錄做零相位反褶積的結(jié)果，可以看出，反褶積后的地震記錄分辨率有了極大的提高。圖5是反褶積前后的頻譜對比，反褶積后地震記錄的譜被有效地展寬。以上內(nèi)容僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明權(quán)利要求書的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12當(dāng)前第1頁12