[發(fā)明專利]一種基于自適應最優(yōu)核時頻分布的地震衰減定性估計方法

無效

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• 申請日: 2013-07-01
• 公開（公告）號: CN103364832A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設計）人: 高靜懷;王曉凱;陳文超
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學
• 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任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于地球物理勘探領域，涉及一種定性地震衰減估計方法，特別涉及一種基于自適應最優(yōu)核時頻分布的地震衰減定性估計方法。

背景技術(shù)

地震波在地下介質(zhì)中傳播，散射和吸收衰減特性等均與頻率有關(guān)，因此時頻分析是地震信號分析的重要手段。Fourier變換已在地震信號處理中取得了很多應用，例如：去噪、頻譜分析等，所以也是目前商業(yè)處理軟件必備的技術(shù)模塊。加窗傅立葉變換用移動的窗函數(shù)來截取信號，然后對分析窗內(nèi)的信號做傅立葉變換。加窗傅立葉變換高頻處和低頻處的時間-頻率聯(lián)合分辨率是固定的。連續(xù)小波變換在低頻處使用大尺度來獲得較寬的窗函數(shù)，在高頻處使用小尺度來獲得較窄的窗函數(shù)，因此在高低頻有不同的時間-頻率聯(lián)合分辨率。連續(xù)小波變換利用尺度來控制窗的寬窄，獲得的是時間-尺度分布，而尺度和頻率并無直接的對應關(guān)系。S變換直接利用頻率控制窗函數(shù)的寬窄，既保留了小波變換的優(yōu)點，又克服了小波變換尺度和頻率沒有對應關(guān)系的缺點。上述加窗傅立葉變換、小波變換及S變換均為線性變換，其時間-頻率聯(lián)合分辨率均受限于不確定性原理。Wigner-Ville分布具有最高的時間-頻率聯(lián)合分辨率，但是受交叉項干擾嚴重，因此在實際應用中受限。Cohen類時頻分布利用不同的核函數(shù)對Wigner-Ville分布進行濾波以抑制交叉項干擾，得到不同的時頻分布，因此Cohen類時頻分布的結(jié)果完全取決于核函數(shù)。許多學者設計了固定型核函數(shù)，因此只能適合分析特定種類的信號。Baraniuk和Jones提出依賴信號的最優(yōu)核時頻分布，在整個時間持續(xù)期內(nèi)根據(jù)信號對核函數(shù)進行迭代優(yōu)化，獲得一個適應于信號的時頻分布。Jones和Baraniuk對依賴信號的時頻分布進行改進，提出自適應最優(yōu)核時頻分布。該分布的核函數(shù)是隨時間的變化而變化的，故而自適應最優(yōu)核時頻分布具有較高的時間-頻率聯(lián)合分辨率以及良好的交叉項抑制能力。多位學者將該分布用于分析線性調(diào)頻信號，取得了較好的效果。此外，常用的時頻分析方法還有匹配追蹤算法及其改進算法等，并得到了廣泛的發(fā)展和應用。

Taner等人于1979年觀察到地震波在穿過含氣儲層以后視頻率會降低，而這種視頻率的異常可以用來指示含氣儲層。為了提取這種異常，需要時頻分析的方法。多種時頻分析方法已被用來檢測這種高低頻分量的不同衰減特性，并將其用于直接碳氫儲層指示：匹配追蹤類方法被廣泛用于直接碳氫儲層檢測以及碳氫引起的低頻陰影檢測，但是匹配追蹤類方法的結(jié)果對字典依賴性較強且運算量巨大；陳文超和高靜懷等人研究含氣儲層對地震波的影響，并利用改進的匹配地震子波作為母小波對地震波衰減特性進行分析，在某油田的實際應用取得了明顯效果；陳學華等人分析了低頻陰影的機理，利用廣義S變換對某地區(qū)三維實際資料進行頻譜分解，能夠檢測油氣儲層的低頻陰影，刻畫油氣儲層的空間展布。然而穩(wěn)定的、時間-頻率聯(lián)合分辨率高的時頻工具仍是關(guān)鍵。匹配追蹤類時頻分析方法具有很高的時間-頻率聯(lián)合分辨率，但是計算極為耗時且結(jié)果不穩(wěn)定，此外結(jié)果受所選取的字典影響。常用的連續(xù)小波變換及廣義S變換結(jié)果很穩(wěn)定，但其時間-頻率聯(lián)合分辨率受限于不確定性原理，并且在高頻處和低頻處的時間-頻率聯(lián)合分辨率不，因此，影響分析結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述缺陷或不足，本發(fā)明提供了一種基于自適應最優(yōu)核時頻分布的地震衰減定性估計方法，目的在于克服上述時頻分析方法的缺點，利用高頻/低頻處具有相同分辨率且時頻分辨率能夠突破不確定性原理的自適應最優(yōu)核時頻分布作為時頻分析工具，根據(jù)地震波在穿過含氣儲層后高頻分量和低頻分量衰減不同的原理，實現(xiàn)對地震衰減定性進行估計。

為達到以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

包括以下步驟：

1）采集原始地震數(shù)據(jù)

采集原始地震數(shù)據(jù)的道號、線號、以及采樣點號時間，對采集到的原始地震數(shù)據(jù)進行預處理，得到疊后地震數(shù)據(jù)體，記為S(x,y,t)，其中x表示道號，y表示線號，t表示采樣點號時間；

2）拾取地震數(shù)據(jù)目標層的層位

拾取目標層位及目標層上方的層位，記目標層位為H_T(x,y)，目標層位上面的層位為H_A(x,y)；

3）確定高頻頻率f_H和低頻頻率f_L

首先，對目的層鄰近的地震數(shù)據(jù)進行頻譜分析，然后選擇高頻頻率fH和低頻頻率fL；

4）對疊后地震數(shù)據(jù)體中每道信號計算自適應最優(yōu)核時頻分布并得到高頻分量AOKTFR(x,y,t,fH)和低頻分量AOKTFR(x,y,t,fL)；

5）確定修正因子α（x，y）