[發明專利]一種基于窗口傅里葉變換的地層異常地震檢測方法

有效

• 申請號: 201710553015.4
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107505665B
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 陳同俊;馬麗;馮西會;高陽
• 申請（專利權）人: 陜西省煤田地質集團有限公司;中國礦業大學
• 主分類號: G01V11/00
• 分類號: G01V11/00;G01V1/30
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 彭雄

1.一種基于窗口傅里葉變換的地層異常地震檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1)在研究區中的地震剖面上識別、追蹤目的層所對應的反射波同相軸；

步驟2)確定研究區地震道信號傅里葉變換的參數，包括時窗大小，時窗位置和傅里葉變換樣點數；

步驟3)收集研究區已有地質資料和測井曲線為參考資料，依據測井曲線交會圖和巖石物理建模結果分析判斷地層是否正常，選取正常地層所對應的地震道為標準道，所述標準道的地面震動信號記為f(t)，利用快速傅里葉變換計算其頻率域響應F(ω)；選取頻率域響應曲線鐘形窗中心頻率分別為頻率一ω₁和頻率二ω₂的鐘形窗，使頻率二ω₂等于地震道優勢頻率，即振幅最高點對應的頻率，同時使頻率一與頻率二差的絕對值|ω₂-ω₁|大于時窗寬度的一半，計算頻率域響應比一ξ＝F(ω₂)/F(ω₁)，其中F(ω₁)為頻率為ω₁的標準道地面震動信號f(t)的頻率域響應，F(ω₂)為頻率為ω₂的標準道地面震動信號f(t)的頻率域響應；

步驟4)對于非標準地震道，利用快速傅里葉變換依次計算其時間域地面震動信號f'(t)的頻率域響應F'(ω)；選取頻率域響應曲線鐘形窗中心頻率分別為頻率三ω₃和頻率四ω₄的鐘形窗，使頻率四ω₄等于非標準地震道優勢頻率，同時使頻率三與頻率四差的絕對值|ω₄-ω₃|大于時窗寬度的一半，計算頻率域響應比二ξ'＝F'(ω₄)/F'(ω₃)，其中F'(ω₃)為頻率為ω₃的非標準地震道地面震動信號f'(t)的頻率域響應，F'(ω₄)為頻率為ω₄的非標準地震道地面震動信號f'(t)的頻率域響應；

步驟5)對于研究區內的所有地震道，計算η＝(ξ'-ξ)/ξ，繪制η值在研究區的等值線圖，橫軸縱軸分別為x，y方向的坐標，等值線圖中η的大小即指示目的層的異常強弱。

2.根據權利要求1所述的基于窗口傅里葉變換的地層異常地震檢測方法，其特征在于：步驟1)的具體方法如下：

(1)利用密度測井曲線和縱波速度測井曲線，計算反射系數測井曲線；

(2)選取地震子波，通過將地震子波與反射系數測井曲線進行褶積運算，生成合成地震記錄；

(3)依據井旁地震道，通過將其與合成地震記錄進行對比識別目的層反射波；

(4)利用計算機自動追蹤或人機交互追蹤方式追蹤目的層反射波同相軸，即與各道振動相位相同的極值位置；

(5)追蹤時，追蹤時窗設定為目的層反射波的視周期，即地震剖面上所讀取的地震波周期；

(6)追蹤時，追蹤相位設定為波峰或波谷或過零點。

3.根據權利要求1所述的基于窗口傅里葉變換的地層異常地震檢測方法，其特征在于：步驟2)的具體方法如下：

(1)將時窗設定為目的層反射波的視周期；

(2)將時窗位置設定為目的層反射波同相軸；

(3)將傅里葉變換樣點數設定為256或512或1024。

4.根據權利要求1所述的基于窗口傅里葉變換的地層異常地震檢測方法，其特征在于：步驟3)中當研究區存在多個標準道時，以所有標準道的地面震動信號平均值作為標準道信號。

5.根據權利要求1所述的基于窗口傅里葉變換的地層異常地震檢測方法，其特征在于：步驟3)中用到的快速傅里葉變換的公式如下：

F(ω)＝FFT(f(t))

其中，f(t)表示標準道地面震動信號，F(ω)表示其頻率域響應；

步驟4)中用到的快速傅里葉變換的公式如下：

F'(ω)＝FFT(f'(t))

其中，f'(t)表示非標準地震道地面震動信號，F'(ω)表示其頻率域響應。