[發明專利]一種采用頻變的復數相關系數估算瞬時慢度的方法

有效

• 申請號: 201310304036.4
• 申請日: 2013-07-19
• 公開（公告）號: CN104297782B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: 柯本喜
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 吳貴明,張永明

1.一種采用頻變的復數相關系數估算瞬時慢度的方法，特點是具體實施步驟如下：

1）采集得到二維地震剖面；

2）對地震剖面進行頻譜分析并確定地震剖面的主頻f_c；對地震剖面進行F-K譜分析并確定地震剖面的最小和最大視速度v_min和v_max；

3）在時間方向，把地震道投影到以地震剖面的主頻f_c為頻率的富里葉變換的基函數上，得到投影后的地震剖面A(x,t,f_c)：

A(x,t,fc)=a(x,t)e-2πifct]]>

式中，a（x,t）是二維地震剖面，x和t分別為地震道的空間和時間坐標，f_c為地震剖面的主頻；A(x,t,f_c)為投影后的地震剖面；

4）對投影后的地震剖面A(x,t,f_c)先按空間道序再按時間采樣點順序逐點按步驟5）-18）估算瞬時慢度；

5）根據步驟2)確定的地震剖面的主頻f_c，用下式計算以采樣點為中心的沿時間方向的處理時窗的長度：

wt=1fcΔt]]>

式中，f_c為地震剖面的主頻，Δt為地震剖面的時間采樣率，w_t為處理時窗的長度；

6）根據步驟2)確定的地震剖面的最小和最大視速度v_min和v_max，計算出慢度掃描的最少值和最大值；

p_min=1/v_max

p_max=1/v_min

式中，p_min和p_max表示慢度掃描的最少值和最大值，v_min和v_max是由步驟2）確定的地震剖面的最小和最大視速度；

7）根據慢度掃描個數，計算慢度掃描的增量：

dp=（p_max-p_min）/（n_p-1）

式中，n_p為用戶給出的慢度掃描個數；dp為慢度掃描的增量；p_min和p_max表示慢度掃描的最少值和最大值；

8）以當前處理地震道為中心道，確定參與瞬時慢度估算的相鄰地震道數w_x；

9）從慢度掃描的最少值開始到慢度掃描的最大值為止，按慢度掃描增量計算掃描慢度p_i：

p_i=（i-1）*dp（i=1,2,…,n_p）

其中，i表示掃描慢度的編號，p_i是第i個掃描慢度，dp表示由步驟7）計算的慢度增量；

10）以當前處理地震道和處理時窗的中心點為基點，對每一掃描慢度按照下式計算其對應的相鄰地震道上的處理時窗的中心點時間τ_i,j和時窗對應的信號的延遲時Δτ_i,j；

τ_i,j=τ₀+（x_j-x₀）*p_i??（-w_x/2≤j≤w_x/2,i=1,2…..n_p）

Δτ_i,j=（x_j-x₀）*p_i（-w_x/2≤j≤w_x/2，i=1,2…..n_p）

式中，i表示掃描慢度的編號；j表示相鄰地震道的編號，0編號表示當前處理道；p_i表示第i個掃描慢度。x₀表示當前處理地震道的空間作標，x_j表示第j個相鄰地震道的空間作標；τ₀表示當前處理地震道的處理時窗的中心點時間；τ_i,j表示當用慢度p_i進行掃描時第j個相鄰地震道的處理時窗的中心點時間；Δτ_i,j表示當用慢度p_i進行掃描時第j個相鄰地震道與當前處理道的處理時窗中心點之間的時間延遲時；w_x表示由步驟8）定義的相鄰地震道數；n_p表示由步驟7）定義的慢度掃描個數；

11）對每一掃描慢度根據步驟10）計算的當前道及其相鄰道的處理時窗的中心點時間以及步驟5）定義的時窗長度，提取當前道及其相鄰道的處理時窗內的采樣點的數值

B~j,n(pi)=A(xj,mi,j+n,fc)]]>

m_i,j=τ_i,j/Δt

1≤i≤n_p，-w_x/2≤j≤w_x/2，-w_t/2≤n≤w_t/2

式中，i表示掃描慢度的編號；j表示相鄰地震道的編號，0序號表示當前處理道；n表示處理時窗內的采樣點的編號，0編號表示處理時窗的中心采樣點；p_i表示第i個掃描慢度；τ_i,j表示當用慢度pi進行掃描時第j個相鄰地震道的處理時窗的中心點時間；Δt為地震剖面的時間采樣率；m_i,j表示當用慢度p_i進行掃描時第j個相鄰地震道的處理時窗的中心點對應的采樣點號；A(x_j,m_i,j+n,fc)表示當用慢度p_i進行掃描時第j個相鄰地震道的處理時窗內的編號為n的采樣點的數值；表示當用慢度p_i進行掃描時從第j個相鄰地震道的處理時窗內提取的編號為n的采樣點的數值；w_x表示步驟8）定義的相鄰地震道數；n_p表示步驟7）定義的慢度掃描個數。w_t表示步驟5）定義的時窗長度；f_c表示由步驟2）確定的地震剖面的主頻；

12）對每一掃描慢度，根據10）計算的相鄰道處理時窗對應的信號延遲時，對提取的處理時窗內的采樣點的數值進行相位校正；

Bj,n(pi)=B~j,n(pi)e-2πifcΔτi,j]]>

式中，i表示掃描慢度的編號，j表示相鄰地震道的編號，0序號表示當前處理道；n表示處理時窗內的采樣點的編號，0編號表示處理時窗的中心采樣點；p_i表示第i個掃描慢度；表示當用慢度p_i進行掃描時從第j個相鄰地震道的處理時窗內提取的編號為n的采樣點的數值；B_j,n(p_i)表示經過相位校正后的當用慢度p_i進行掃描時從第j個相鄰地震道的處理時窗內提取的編號為n的采樣點的數值；Δτ_i,j表示當用慢度p_i進行掃描時第j個相鄰地震道與當前處理道的處理時窗中心點之間的時間延遲時；f_c表示由2）確定的地震剖面的主頻；

13）對每一掃描慢度，計算相位校正后的每個相鄰地震道的處理時窗內的信號的能量E_j(p_i)：

Ej(pi)=Σn=-wt/2wt/2Bj,n(pi)B‾j,n(pi)]]>

式中，i表示掃描慢度的編號，j表示相鄰地震道的編號，0序號表示當前處理道；n表示處理時窗內的采樣點的編號，0編號表示處理時窗的中心采樣點；p_i表示第i個掃描慢度；B_j,n(p_i)表示經過相位校正后的當用慢度p_i進行掃描時從第j個相鄰地震道的處理時窗內提取的編號為n的采樣點的數值；為B_j,n(p_i)的共軛；E_j(p_i)表示當用慢度p_i進行掃描時第j個相鄰地震道處理時窗內信號的能量；w_t表示由步驟5）定義的時窗長度；

14）對每一掃描慢度,計算參與慢度估算的各地震道處理時窗內的信號的復數互相關系數C_j,k(p_i)；

Cj,k(pi)=Σn=-wt/2wt/2Bj,n(pi)B‾k,n(pi)/Ej(pi)Ek(pi)]]>

-w_x/2≤j≤w_x/2，k>j

式中，i表示掃描慢度的編號；j和k表示相鄰地震道的編號，0序號表示當前處理道；n表示處理時窗內的采樣點的編號，0編號表示處理時窗的中心采樣點；p_i表示第i個掃描慢度；B_j,n(p_i)表示經過相位校正后的當用慢度p_i進行掃描時從第j個相鄰地震道的處理時窗內提取的編號為n的采樣點的數值；B_k,n(p_i)表示經過相位校正后的當用慢度p_i進行掃描時從第k個相鄰地震道的處理時窗內提取的編號為n的采樣點的數值；表示B_k,n(p_i)的共軛；E_j(p_i)表示當用慢度p_i進行掃描時第j個相鄰地震道處理時窗內的信號的能量；E_k(p_i)表示當用慢度p_i進行掃描時第k個相鄰地震道處理時窗內信號的能量；C_j,k(p_i)表示當用慢度p_i進行掃描時第j個和第k個相鄰地震道的處理時窗內信號的復相關系數；w_t表示由步驟5）定義的時窗長度；w_x表示由步驟8）定義的相鄰地震道數；

15）對每一掃描慢度,把其對應的各地震道處理時窗內信號的復數互相關系數進行求和，得到該慢度的總復數相關系數C(p_i)：

C(pi)=Σj=-wx/2wx/2Σk>jwx/2Cj,k(pi)]]>

式中，i表示掃描慢度的編號；j和k表示相鄰地震道的編號，0序號表示當前處理道；p_i表示第i個掃描慢度；C_j,k(p_i)表示當用慢度p_i進行掃描時第j個和第k個相鄰地震道的處理時窗內信號的復相關系數；C(p_i)表示當用慢度p_i進行掃描時所有相鄰道的處理時窗內的信號的復數相關系數的和；w_x表示由步驟8）定義的相鄰地震道數；

16）對每一掃描慢度,計算該慢度對應的總復數相關系數的實部和虛部；

RC(p_i)=real(C(p_i))

IC(p_i)=image(C(p_i))

式中，i表示掃描慢度的編號；p_i表示第i個掃描慢度；C(p_i)表示當用慢度p_i進行掃描時所有相鄰道的處理時窗內的信號的復數相關系數的和；RC(p_i)表示C(p_i)的實部；IC(p_i)表示C(p_i)的虛部；

17）根據步驟16）的計算結果，在步驟6）慢度掃描的最小值和最大值之間尋找使復數相關系數虛部為零的絕對值最小的掃描慢度q₁：

IC(q₁)=0

式中，IC(p_i)表示C(p_i)的虛部。C(p_i)表示當用慢度p_i進行掃描時所有相鄰道的處理時窗內的信號的復數相關系數的和；q₁表示使復數相關系數虛部為零的絕對值最小的掃描慢度；

18）在慢度0和使復數相關系數虛部為零的絕對值最小的零點之間，尋找使復數相關系數實部為最大的掃描慢度q₂，得到當前處理點的瞬時慢度；

RC(q₂)=maxRC(p_i)

式中，RC(p_i)表示C(p_i)的虛部；C(p_i)表示當用慢度p_i進行掃描時所有相鄰道的處理時窗內的信號的復數相關系數的和，q₂表示使復數相關系數實部為最大的掃描慢度。

2.根據權利要求1所述的方法，特點是步驟8）所述的相鄰地震道數w_x少于9大于3。