基于改進(jìn)s變換的相對(duì)保幅點(diǎn)譜模擬高分辨率處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及地震資料處理，屬于地震資料的反褶積處理，具體是一種可得到高分 辨率地震資料的基于改進(jìn)S變換的相對(duì)保幅點(diǎn)譜模擬高分辨率處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 地球物理勘探獲得原始地震數(shù)據(jù)后，需要對(duì)地震資料進(jìn)行室內(nèi)處理工作，主要的 三個(gè)處理環(huán)節(jié)是：反褶積、疊加和偏移。地震數(shù)據(jù)是地層反射系數(shù)序列與地震子波褶積的結(jié) 果。由于實(shí)際地震子波不是尖脈沖，相距太近的波阻抗界面就不能很好的分辨，特別是薄互 層更是難以有效識(shí)別。反褶積的目的就是壓縮地震子波，拓寬地震資料頻帶，提高地震數(shù)據(jù) 的分辨率。
[0003]在常規(guī)時(shí)間域譜模擬反褶積處理之前，要對(duì)地震資料的球面擴(kuò)散、界面反射和地 層吸收衰減等進(jìn)行能量補(bǔ)償，子波一致性是做好時(shí)間域譜模擬反褶積處理的前提條件。實(shí) 際地震資料中準(zhǔn)確求取品質(zhì)因子Q值是很困難的，這使得地層的吸收衰減得不到完全補(bǔ) 償，并且實(shí)際地震資料的頻率分布范圍在不同地層深度是不同的，這使得地震資料中子波 會(huì)隨著地層深度的增加而變化。時(shí)間域譜模擬反褶積方法通常是在整道地震記錄上進(jìn)行 的，受地震資料中時(shí)變子波的影響，為了從整體上照顧地震資料的淺、中、深層處理效果，需 要根據(jù)實(shí)際地震資料中頻率隨深度的變化情況，按時(shí)間窗口進(jìn)行譜模擬反褶積處理。在劃 定時(shí)間窗口過程中，時(shí)間窗口取的太大就會(huì)造成地震資料補(bǔ)償不足或過度，時(shí)間窗口取的 太小就會(huì)破壞地震資料中反射系數(shù)的相對(duì)關(guān)系。受地震資料中子波時(shí)變特性的影響，劃定 恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間窗口是很困難的，在時(shí)間域進(jìn)行譜模擬反褶積處理不利于地震資料的相對(duì)保幅 處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于提供一種相對(duì)保幅的提高分辨率處理方法，不需要求取地震資料 的品質(zhì)因子Q值，無需劃定反褶積時(shí)間窗口，并能夠有效保持原始數(shù)據(jù)的頻譜特征和時(shí)頻 特性，實(shí)現(xiàn)高分辨率地震資料處理的基于改進(jìn)S變換的相對(duì)保幅點(diǎn)譜模擬高分辨率處理方 法。
[0005]本發(fā)明可通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)：
[0006] 1)采用常規(guī)的地震資料(包括疊加前單炮數(shù)據(jù)或疊加后地震數(shù)據(jù)）；
[0007]2)對(duì)地震資料進(jìn)行改進(jìn)S變換處理，得到每一道地震數(shù)據(jù)的二維時(shí)頻譜，二維時(shí) 頻譜數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：
[0008]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 基于改進(jìn)S變換的相對(duì)保幅點(diǎn)譜模擬高分辨率處理方法，其特征在于包括： 1) 采用常規(guī)的地震資料，包括疊加前單炮數(shù)據(jù)或疊加后地震數(shù)據(jù)； 2) 對(duì)地震資料進(jìn)行改進(jìn)S變換處理，得到每一道地震數(shù)據(jù)的二維時(shí)頻譜，二維時(shí)頻譜 數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：
式中：h(t)是一道地震數(shù)據(jù)，t為時(shí)間，單位是ms;GST(T，f)是一道地震數(shù)據(jù)h(t)的 二維時(shí)頻譜；f為頻率，單位是Hz ;參數(shù)λ和p用于調(diào)節(jié)改進(jìn)S變換窗函數(shù)的時(shí)間延續(xù)長(zhǎng)度 和衰減趨勢(shì)；τ為窗函數(shù)的時(shí)間位置,單位是ms ; 3) 選取地震資料中高信噪比區(qū)域，基于最小二乘原則，對(duì)該區(qū)域二維時(shí)頻譜上的點(diǎn)譜 進(jìn)行振幅譜模擬處理，子波振幅譜擬合數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：
式中：W(f，T)是點(diǎn)譜模擬處理得到的二維子波振幅譜；f為頻率，單位是Hz ;T為時(shí)間， 單位是ms ;Ν和k為點(diǎn)譜模擬的擬合參數(shù)；a"為頻率f的多項(xiàng)式系數(shù)； 4) 設(shè)置一系列大小不同的參數(shù)N和k，擬合得到對(duì)應(yīng)的二維子波振幅譜，并計(jì)算得到子 波自相關(guān)與地震記錄自相關(guān)的誤差值，根據(jù)最佳參數(shù)優(yōu)選方法確定最優(yōu)的子波振幅譜擬合 參數(shù)N和k ; 5) 對(duì)一道地震數(shù)據(jù)的所有點(diǎn)譜進(jìn)行子波振幅譜擬合處理，得到該道地震數(shù)據(jù)的二維時(shí) 間--頻率域子波振幅譜； 6) 根據(jù)二維子波振幅譜設(shè)計(jì)二維時(shí)間--頻率域的反褶積算子，時(shí)間--頻率域二維 反褶積算子表達(dá)式如下：
式中：V(f，Ti)是二維時(shí)間--頻率域反褶積算子；maxf為Ti時(shí)刻子波振幅譜W(f，T i) 的最大值；f為頻率，單位是Hz ;0< λ <1，隨頻率f離開有效頻帶的距離增大，λ取值 減??；ε為白噪成分，用來折中信噪比和分辨率，ε取值較大時(shí)，能夠保證較高的信噪比， 但是分辨率較低；ε取值較小時(shí)，能夠大幅提高分辨率，但會(huì)降低信噪比； 7) 將二維時(shí)間--頻率域反褶積算子應(yīng)用到地震數(shù)據(jù)中，得到反褶積后提高分辨率的 地震數(shù)據(jù)； 8) 重復(fù)步驟5到7,直到全部地震資料完成相對(duì)保幅的點(diǎn)譜模擬高分辨率處理工作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)S變換的相對(duì)保幅點(diǎn)譜模擬高分辨率處理方法， 其特征在于，所述步驟2公式中參數(shù)λ的遍歷范圍是（〇, 2.0)，參數(shù)ρ的遍歷范圍是 (I. 0, 3· 0)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于改進(jìn)S變換的相對(duì)保幅點(diǎn)譜模擬高分辨率處理方 法，其特征在于，所述步驟3中參數(shù)N的遍歷范圍是[2, 10]，參數(shù)k的遍歷范圍是[0, 3]。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于改進(jìn)S變換的相對(duì)保幅點(diǎn)譜模擬高分辨率處理方 法，其特征在于，所述步驟6中有效頻帶為地震資料的較高信噪比頻率分布范圍，參考頻帶 為地震資料的較低信噪比頻率分布范圍，其它頻帶為地震資料的噪音頻率分布范圍。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于改進(jìn)S變換的相對(duì)保幅點(diǎn)譜模擬高分辨率處理方法，其 特征在于，所述步驟6中有效頻帶為地震資料的較高信噪比頻率分布范圍，參考頻帶為地 震資料的較低信噪比頻率分布范圍，其它頻帶為地震資料的噪音頻率分布范圍。
【專利摘要】本發(fā)明屬于地球物理勘探技術(shù)，是一種基于改進(jìn)S變換的相對(duì)保幅的點(diǎn)譜模擬高分辨率處理方法。獲取地震資料后，對(duì)其中一道地震數(shù)據(jù)進(jìn)行改進(jìn)S變換處理，得到該道地震數(shù)據(jù)的二維時(shí)頻譜，在時(shí)間-頻率域中進(jìn)行點(diǎn)譜模擬高分辨率處理，實(shí)現(xiàn)地震資料的相對(duì)保幅處理。通過對(duì)地震資料二維時(shí)頻譜中的點(diǎn)譜進(jìn)行子波振幅譜模擬處理，可以獲得該道地震數(shù)據(jù)所有采樣點(diǎn)時(shí)刻的子波振幅譜，即時(shí)間-頻率域的二維子波振幅譜。根據(jù)子波振幅譜設(shè)計(jì)時(shí)間-頻率域的二維反褶積算子，將反褶積算子應(yīng)用到地震資料中，可以得到高分辨率的地震資料。本發(fā)明在時(shí)間-頻率域進(jìn)行點(diǎn)譜模擬高分辨率處理，克服了地震資料中子波時(shí)變特性的影響，并能夠有效保持原始數(shù)據(jù)的頻譜特征和時(shí)頻特性，是一種相對(duì)保幅的反褶積處理技術(shù)。
【IPC分類】G01V1-28
【公開號(hào)】CN104749621
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310729510
【發(fā)明人】刁瑞, 尚新民, 單聯(lián)瑜, 芮擁軍, 李繼光, 冮明川, 劉立平, 劉鵬翔, 王勝閣, 馮玉蘋, 苗永康
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司勝利油田分公司物探研究院
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2013年12月26日