[發(fā)明專利]一種地震地層厚度變化分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110332073.7
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN102508295A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳文超;周艷輝;高靜懷;何永強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明是一種有關(guān)于地震勘探中的地震處理和解釋方法，尤其是有關(guān)于一種基于經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸夂退矔r頻率的高分辨率地震地層厚度變化分析方法。

背景技術(shù)：

目前用于地震地層厚度變化分析的瞬時屬性主要是指基于常規(guī)希爾伯特變換的瞬時屬性，包括瞬時振幅、瞬時相位以及瞬時頻率等。其中瞬時頻率可用于地層厚度變化分析以及異常分析。地震同相軸通常是由地下的一組反射界面反射的地震波合成的。當(dāng)這組反射結(jié)構(gòu)的厚度和巖性逐漸變化時，對應(yīng)的合成地震波的瞬時頻率也隨之變化，當(dāng)有尖滅或者巖性邊界存在，瞬時頻率將急劇變化。因此可以用瞬時頻率來分析地層厚度變化。

現(xiàn)有技術(shù)1：

對地震數(shù)據(jù)的每一道地震信號重復(fù)步驟(1)-(3)：

(1)計算原始地震道信號的希爾伯特變換；

(2)構(gòu)建一個解析信號：將原始地震道信號作為解析信號的實部，將它的希爾伯特變換作為解析信號的虛部；

(3)計算瞬時屬性：解析信號的虛部除以實部，然后取反正切，得到的角度稱為瞬時相位；對瞬時相位求導(dǎo)數(shù)可以得到瞬時頻率。

(4)根據(jù)得到的地震瞬時頻率剖面，分析地層厚度的橫向、縱向變化；

現(xiàn)有技術(shù)1的缺點：

(1)基于常規(guī)希爾伯特變換的瞬時頻率要求信號是窄帶信號，而實際的地震信號很難滿足這一要求，因此基于常規(guī)希爾伯特變換的瞬時頻率有時沒有物理意義，與實際不相符，它更多的表現(xiàn)為一種數(shù)學(xué)計算；

(2)基于常規(guī)希爾伯特變換的瞬時頻率分辨率較低，對薄層的厚度變化不敏感，且受噪聲影響較大，因此對薄互層結(jié)構(gòu)很難判斷其厚度變化。

現(xiàn)有技術(shù)2：

對地震道進(jìn)行經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸夂拖柌刈儞Q，得到地震道的時頻譜，根據(jù)地震道的時頻譜分析地層的厚度變化；

現(xiàn)有技術(shù)2的缺點：

(1)針對的是單道地震記錄，只能分析地層的縱向厚度變化；

(2)經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸獾倪^程中，采用三次樣條作為插值函數(shù)存在過沖和欠沖問題，擬合的局部極大值和局部極小值包絡(luò)受數(shù)據(jù)采樣點波動或小擾動影響極大，可能會得到偏差較大的局部極大值和極小值包絡(luò)，使得相鄰道的經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸饨Y(jié)果變化較大，進(jìn)而導(dǎo)致剖面的橫向連續(xù)性很差，不能從整個剖面上分析地層的橫向厚度變化，很難在實際地震信號處理中得到大量應(yīng)用。

(3)經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸膺^程中，采用定義內(nèi)蘊(yùn)模式函數(shù)的基本條件來判斷篩選出的信號是否為內(nèi)蘊(yùn)模式函數(shù)，導(dǎo)致計算效率較低，計算量較大；內(nèi)蘊(yùn)模式函數(shù)滿足的基本條件是：

①函數(shù)的局部極值點個數(shù)和零點個數(shù)相等或者至多相差1；

②在任一點上，函數(shù)的局部極大值包絡(luò)和局部極小值包絡(luò)的平均值等于零。

發(fā)明內(nèi)容：

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，根據(jù)經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸饪梢詫π盘栠M(jìn)行多分辨率分解的特性，本發(fā)明提供一種高分辨率地震地層厚度變化分析方法，對地震信號進(jìn)行經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸獾玫絻?nèi)蘊(yùn)模式函數(shù)，然后對各級內(nèi)蘊(yùn)模式函數(shù)，計算它的基于連續(xù)小波變換的瞬時頻率，依據(jù)該瞬時頻率變化分析地層的橫向和縱向厚度變化。該方法采用三次B樣條函數(shù)直接對局部極大值點和局部極小值點插值擬合平均值，利用標(biāo)準(zhǔn)偏差準(zhǔn)則來判斷篩選得到的信號是否滿足內(nèi)蘊(yùn)模式函數(shù)的要求。計算瞬時頻率時，該方法采用基于連續(xù)小波變換的帶有阻尼因子的瞬時頻率計算公式。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來解決的，一種地震地層厚度分析方法：

對地震記錄的每一道地震信號重復(fù)步驟01-步驟04：

步驟01：對每一道地震信號進(jìn)行經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸猓纸鉃槎嗉墐?nèi)蘊(yùn)模式函數(shù)分量；

對每一級內(nèi)蘊(yùn)模式函數(shù)重復(fù)步驟02-04：

步驟02：對內(nèi)蘊(yùn)模式函數(shù)，計算它的連續(xù)小波變換；

步驟03：對內(nèi)蘊(yùn)模式函數(shù)構(gòu)建對應(yīng)的解析信號；

步驟04：計算內(nèi)蘊(yùn)模式函數(shù)對應(yīng)的瞬時頻率；

步驟05：根據(jù)得到的各級內(nèi)蘊(yùn)模式函數(shù)的瞬時頻率變化，分析地震的地層厚度變化；

根據(jù)本發(fā)明的實施例，步驟01所述的經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸膺^程是一個不斷篩選的過程，首先將原始地震信號作為輸入信號

篩選過程包括如下步驟：

(A).基于輸入信號的局部極大值，極小值點，采用三次B樣條函數(shù)插值擬合得到平均值；

(B).從輸入信號中減去平均值，得到一個新的信號；

(C).步驟(B)得到的新信號如果滿足給定的條件，則可以視作一級內(nèi)蘊(yùn)模式函數(shù)，并執(zhí)行步驟(D)，否則，將步驟(B)得到的新信號作為輸入信號，回到步驟(A)；