亚星游戏官网-www.yaxin868.com

专利名称：一种基于地震记录变子波模型提高地震资料分辨率的方法
技术领域：
本发明属于油气勘探中地震资料分析与处理领域，涉及该领域的一种基于自适应时-频变换的提高地震资料分辨率处理的技术，具体地说，是关于一种基于地震记录变子波模型提高非平稳地震资料分辨率的方法。
背景技术：
常用的提高地震资料纵向分辨率的方法(例如谱白化方法、各种反褶积方法)，其理论基础是传统的褶积模型。这一模型基于若干基本假设，其中之一就是假设子波是平稳的，即假设子波在地下传播过程中不随时间变化。然而，实际中子波常常是非平稳的，这使得以该模型为理论基础的提高分辨率的方法，在许多情况下难以取得好的效果。为此，一些学者提出了反射地震记录的另一种模型，这种模型认为子波在地下传播过程中随着传播时间发生变化，不同时刻到达检波器的子波的波形是不同的，反射地震记录是这些具有不同到达时的子波的叠加。这种模型被称为非平稳地震记录模型。地震记录的非平稳性主要是由波前扩散和频率衰减效应引起的，波前扩散可以用几何扩散函数来校正。由频率衰减引起的非平稳效应，即所谓的Q效应。反Q滤波和时变谱白化方法是常用的频率衰减补偿方法。但是，由于Q值较难求准，而限制了反Q滤波方法的应用；而时变谱白化方法处理的结果难以确保地震记录局部能量相对关系。将地层视为单Q值的黏弹性介质，Margrave 禾口 Lamoureux(Margrave, G.F., Μ. P. Lamoureux, 2001, "Gabor deconvolution," CREffES Research Report, vol 13,pp. 241-276,pp. 252-253)给出了一个非平稳地震道模型的显式表达式。以这一表达式为基�。�在假定反射系数序列满足白噪假设的前提下，他们又提出了一种Gabor反褶积方法，直接将Wiener反褶积算法扩展到待分析信号为非平稳的情况。然而，由于按照单Q值模型同时求解不同时刻的反褶积算子，使得Gabor反褶积方法对地层Q 值随深度变化的情况效果不佳。

发明内容
基于现有技术中所存在的上述问题，本发明目的是提出一种基于地震记录变子波模型提高地震资料分辨率的方法。为实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案一种基于地震记录变子波模型提高地震资料分辨率的方法，其特征在于，包括以下步骤1)构造分子-Gabor窗，将非平稳地震记录自适应地划分为若干平稳的片段，每个片段中拥有一个近似不变的等效子波，且所述等效子波易于从该片段中提取出来；2)用第1)步构造得到的分子-Gabor窗生成分子-Gabor标架，将非平稳地震记录变换到分子-Gabor域；3)在分子-Gabor域，对每个分子-Gabor窗内的地震记录片段所对应的分子-Gabor系数进行拓频和能量补偿处理；4)将处理后的分子-Gabor系数反变换到时间域，得到提高分辨率后的地震记录。
所述步骤1)中，分子-Gabor窗通过单位分解法构造，具体分为三个步骤①生成满足单位分解的原子窗族选择基本原子窗函数G (t)为Lamoureux函数，用= G(t-jAt)表示中心位于第j个采样点上的原子窗，对原子窗族:1^ N}按下式归一化
/ N / “N为地震道采样点的个数，由(1)式可得一组满足单位分解的原子窗族{^(t) 1 ^ j ^ N}；②构造初始分子-Gabor窗首先定义地震信号s (t)的瞬时频率如下f (t) = 1/2 π {[s (t) ds*(t)/dt-s*(t) ds (t)/dt]/[a(t)2+ξ2]} (2)这里s*(t)为 s(t)的 Hilbert 变换，a(t) = [s (t) 2+s* (t)2] “2 为 s (t)的包络，ξ 为无量刚的小常数；其次用加权瞬时频率f' (t)代替局部均值频率来表征地层的吸收效应，加权瞬时频率定义如下m=\:Tmw_I\:Twm(3)这里W(t)取为s (t)包络幅值的平方；然后，采用保边缘平滑拟合的方法消除子波干涉对加权瞬时频率的影响选取信号包络峰值处的加权瞬时频率，对它们作保边缘平滑拟合，检验出偏离拟合曲线较远的数据点，将这些较远的数据点去掉，然后用线性插值去填充这些去掉的点，如此反复迭代直到拟合曲线上的值不再有大的变化，从而得到最终拟合的曲线；最后根据拟合曲线上相邻两点之间的差值和距离计算各分子窗的分割点，然后将相邻分割点间的小原子窗叠加起来就得到了自适应分子窗，设第k个分子窗的起点和终点分别为Μ15—1和Mk，则第k个分子窗可以表示为
Mk-IΨ人 = Σ Sj {
w(4)③对初始分子-Gabor窗进行能量归一化，得到分子-Gabor窗令&表示第k个分子窗的能量，则有
-η /2尽=|仏I=[匚I仏⑴|2叫(5)能量归一化以后第k个分子窗· )/Ek即为我们所构造的分子-Gabor窗。所述步骤2~)中，由步骤1)中得到的分子-Gabor窗构造分子-Gabor标架，相应的分子-Gabor变换定义如下5,(/) = ^1dt(6)
^k -O0将非平稳地震记录s (t)按照(6)式变换到分子-Gabor域。 所述步骤幻中，在分子-Gabor域对每个地震记录片段进行频带拓宽和振幅校正， 方法之一是保持原始地震记录相对能量关系的拓频
对于第k个分子窗截出的地震记录片段，采用下式拓宽该片段的频带
权利要求
1.一种基于地震记录变子波模型提高地震资料分辨率的方法，其特征在于，包括以下步骤1)构造分子-Gabor窗，将非平稳地震记录自适应地划分为若干平稳的片段，每个片段中拥有一个近似不变的等效子波，且所述等效子波易于从该片段中提取出来；2)用第1)步构造得到的分子窗生成分子-Gabor标架，将非平稳地震记录变换到分子-Gabor 域；3)在分子-Gabor域，对每个分子-Gabor窗内的地震记录片段所对应的分子-Gabor系数，进行拓频和能量补偿处理；4)将处理后的分子-Gabor系数反变换到时间域，得到提高分辨率后的地震记录。
2.如权利要求1所述的一种基于地震记录变子波模型提高地震资料分辨率的方法，其特征在于，所述步骤1)中，分子-Gabor窗通过单位分解法构造，具体分为三个步骤①生成满足单位分解的原子窗族选择基本原子窗函数G (t)为Lamoureux函数，用(^.(t) = G(t-jAt)表示中心位于第 j个采样点上的原子窗，对原子窗族IGj (t) j ^Nj按下式归一化/ NS人^ = G1W J4G人 (1)/ i=lN为地震道采样点的个数，由(1)式可得一组满足单位分解的原子窗族 1 ^ j ^ N}；②构造初始分子-Gabor窗首先定义地震信号s (t)的瞬时频率如下f (t) = 1/2 π {[s (t) ds*(t)/dt-s*(t) ds (t)/dt]/[a(t)2+ξ2]} (2)这里 s*(t)为 s(t)的 Hilbert 变换，a(t) = [s (t) 2+s*(t)2] “2 为 s (t)的包络，ξ 为无量刚的小常数；其次用加权瞬时频率f' (t)代替局部均值频率来表征地层的吸收效应，加权瞬时频率定义如下m=\:T mw_ I \:Twm(3)这里w(t)取为s(t)包络幅值的平方；然后，采用保边缘平滑拟合的方法消除子波干涉对加权瞬时频率的影响选取信号包络峰值处的加权瞬时频率，对它们作保边缘平滑拟合，检验出偏离拟合曲线较远的数据点， 将这些较远的数据点去掉，然后用线性插值去填充这些去掉的点，如此反复迭代直到拟合曲线上的值不再有大的变化，从而得到最终拟合的曲线；最后根据拟合曲线上相邻两点之间的差值和距离计算各分子窗的分割点，然后将相邻分割点间的小原子窗叠加起来就得到了自适应分子窗，设第k个分子窗的起点和终点分别为他―1和Mk，则第k个分子窗可以表示为Mk-\ΨAt)= Σ & (OJ=Mt-1(4)③对初始分子-Gabor窗进行能量归一化，得到分子-Gabor窗令&表示第k个分子窗的能量，则有
3.如权利要求1或2所述的一种基于地震记录变子波模型提高地震资料分辨率的方法，其特征在于，所述步骤幻中，由步骤1)中得到的分子-Gabor窗构造分子标架，相应的分子-Gabor变换定义如下
4.如权利要求1所述的一种基于地震记录变子波模型提高地震资料分辨率的方法，其特征在于，所述步骤幻中，在分子-Gabor域对每个地震记录片段进行频带拓宽和振幅校正，方法之一是保持原始地震记录相对能量关系的拓频对于第k个分子窗截出的地震记录片段，采用下式拓宽该片段的频带
5.如权利要求4所述的一种基于地震记录变子波模型提高地震资料分辨率的方法，其特征在于，所述步骤幻中，在分子-Gabor域对每个地震记录片段进行频带拓宽和振幅校正，方法之二是带衰减补偿的拓频对于第j个分子窗截出的地震记录片段，把由参考子波到第j个分子之间的介质视为均勻粘弹性介质，介质的等效品质因子记为％，令参考子波从震源传播到中心为j的分子窗处所用的时间为Ir则平面波在频率域满足因果律的传播算子表示为
6.如权利要求1或5所述的一种基于地震记录变子波模型提高地震资料分辨率的方法，其特征在于，所述步骤4)中，分子-Gabor逆变换定义如下
全文摘要
本发明涉及一种基于地震记录变子波模型提高地震资料分辨率的方法，其特征在于，包括以下步骤1)构造分子-Gabor窗，将非平稳地震记录自适应地划分为若干平稳的片段，每个片段中拥有一个近似不变的等效子波，且所述等效子波易于从该片段中提取出来；2)用第1)步构造得到的分子窗生成分子-Gabor标架，将非平稳地震记录变换到分子-Gabor域；3)在分子-Gabor域，对每个分子-Gabor窗内的地震记录片段所对应的分子-Gabor系数，进行拓频和能量补偿处理；4)将处理后的分子-Gabor系数反变换到时间域，得到提高分辨率后的地震记录。该方法以现代拟微分算子理论为基�。�以自适应时-频分析方法为工具，处理后的地震资料具备高分辨率和相对保持振幅特性。
文档编号G01V1/36GK102183787SQ201110053739
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月7日 优先权日2011年3月7日
发明者印海燕, 姜秀娣, 安琪, 宋亮, 张兵, 朱伟林, 李丽霞, 汪玲玲, 翁斌, 赵伟, 高静怀 申请人:中国海洋石油总公司, 中海石油研究中心, 西安交通大学