[發明專利]一種基于復數域匹配追蹤算法的油氣檢測方法

在審

• 申請號: 201510857615.0
• 申請日: 2015-11-30
• 公開（公告）號: CN105388527A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發明（設計）人: 黃捍東;董月霞;劉洪昌;曾靖
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京);中國石油天然氣股份有限公司冀東油田分公司
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 郭曉宇

技術領域

本發明涉及地震油氣檢測領域，尤指一種基于復數域匹配追蹤算法的油氣檢測方法。

背景技術

地震油氣檢測技術在油氣勘探中發揮著越來越重要的作用，有關地震油氣檢測的分析、提取、標定等技術得到了快速發展。但是，基于反射振幅隨偏移距變化來預測油氣的AVO分析和疊前多參數反演技術，存在計算量大、穩定性差和噪音干擾等諸多問題，方法有待完善。利用地震資料的頻率等相關信息來判斷油氣由來已久，如：M.A.Biot^[1-2](1956)基于油氣雙相介質地震波傳播理論初步分析了地震波的吸收衰減機理；Dilay^[3](1995)基于儲層內部及儲層上下方頻率譜的變化分析了含油氣性對地震波頻率的影響。因此，通過分析地震資料的時頻特征來預測油氣的方法已經引起了廣泛的關注。

傳統的時頻分析主要是利用窗口傅立葉變換、小波變換、s變換等數學變換開窗來做時頻處理的，這樣得到的時頻分布結果都是時窗內信號的統計結果，并且這些時頻分析的方法都受到Heisenberg不確定性原理^[4]的限制，時域分辨率和頻域分辨率相互制約，無法同時取得較高的時頻分析精度。

匹配追蹤算法由Mallat^[5]等于1993年提出，是一種高精度的地震信號分解與重構算法，但計算效率一直制約著該算法的應用。為提高算法計算效率，國內外學者對算法進行了多種改進。Liu等^[6-7]分別于2004年和2005年先后建立了基于Ricker和Morlet子波的原子庫，大大縮減了原子庫的規模；張繁昌等^[8]在2010年提出動態子波庫的匹配追蹤算法；Wang^[9]提出多通道匹配追蹤算法；為減小原子庫的規模，張繁昌等^[10]在2012年提出基于正交時頻原子的原子庫；2013年張繁昌^[11]將地震信號引入復數域，減少了子波的控制參數。

現有的復數域匹配追蹤算法的基本原理，是通過創建冗余子波庫并根據信號自身特點，利用匹配追蹤算法將復信號在子波庫中進行超完備展開，以實現信號的自適應分解。

具體而言，現有的復數域匹配追蹤算法可以分為以下2個階段：

1、匹配分解階段：

1.1、要建立冗余的波原子庫。子波庫是一系列匹配子波的集合，所謂匹配子波是通過對基本子波g(t)做時移、調制和相位變化得到的。假設g(t)為滿足條件的基本子波，γ＝(u_r,f_r,φ_r)表示匹配子波的控制參數，則匹配子波可以定義為：

m_r(t)＝g(t-u_r)exp[i(2πf_r(t-u_r)+φ_r)]；(1-1)

其中，m_r(t)為匹配子波，u_r表示時移；f_r為頻率因子；φ_r為相位因子。利用時移和頻率因子可將基本子波能量集中在少數時頻點附近，而相位因子則用來控制匹配子波的形狀變化。

復數域匹配追蹤算法中，要將匹配的子波的相位和振幅作為一個整體來進行求解，所以，在建立子波庫是一般選取零相位的匹配子波：

m_r(t)＝g(t-u_r)exp[i2πf_r(t-u_r)]；(1-2)

通過實驗分析表明，Morlet子波比較適合對地震記錄做能量和頻譜的定量分析，因此，一般選取Morlet作為基本子波，則式(1-2)可寫為：