[發明專利]生成高精度時頻譜的精準S變換方法

有效

• 申請號: 202010445275.1
• 申請日: 2020-05-24
• 公開（公告）號: CN111474582B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 王仰華
• 申請（專利權）人: 王仰華
• 主分類號: G01V1/30
• 分類號: G01V1/30
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 韓富強

本發明涉及一種生成高精度時頻譜的精準S變換方法，為解決現有技術不能很好地反映地震資料中的低頻異常的問題，使頻譜局部聚焦化，使頻譜能量重心對應于地震主頻位置；精準S變換通過構建一個全新的頻率加權的高斯窗函數，使頻譜能量的重心與地震波形的主頻相對應，頻率權重隨頻率與主頻差值的增大而逐漸增大。實現步驟是：（1）對地震數據逐道計算地震道的解析信號道；（2）對地震數據逐道計算穩定化時變瞬時頻率；（3）實施高斯平滑濾波估算時變+空變的地震主頻；（4）對地震數據逐道計算精準S變換生成高精度地震時頻譜。具有顯著增強低頻部分的時間分辨能力，特別適用于薄互儲層的油藏特征描述的優點。

技術領域

本發明涉及一種S變換生成地震時頻譜方法，特別是涉及一種生成高精度時頻譜的精準S變換方法。

背景技術

地震時頻分析是對油氣儲藏進行定量描述的一種有效方法。例如，由于地震波的高頻能量被油氣儲藏吸收，那么地震低頻振幅異常就是油氣儲藏很好的檢測指示。地震時頻分析的計算方法有很多，在這些計算方法中，常規S變換方法在效率和有效性之間取得了很好的平衡，因此在油藏檢測面中得到了廣泛的應用。

常規S變換是對地震道等非平穩信號進行時頻分析的一種常用方法，它是短時窗傅里葉變換(STFT)的一種擴展。STFT是用時間窗對非平穩地震道進行截段，然后進行傅里葉變換。常規S變換與STFT不一樣之處是，常規S變換設置隨頻率加權的時窗函數。由于這種時窗是頻變的，常規S變換方法產生的時-頻譜中沿時間方向的分辨率是隨頻率而變化的，也就是說，時頻譜在高頻率部分沿時間方向的分辨率較高，而在低頻率部分沿時間方向的分辨率較低。

除了經典S變換，各種文獻中出現了多種S變換的改進方法，主要通過修正其窗口函數的辦法改善時-頻譜的分辨率。比如，引入一個標量參數控制高斯窗的寬度，從而調節時-頻譜的分辨率；通過使用不同形式的窗函數，如指數函數，適度放寬經典S變換中對高斯窗的限制；構建復窗函數對高斯窗進行修正，從而對S變換進行相位調制。然而，這些常規S變換方法生成的時頻譜在低頻部分沿時間方向的分辨率都較低，不能很好地反映地震資料中的低頻異常。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術的S變換生成地震時頻譜方法的上述缺陷，提出一種生成高精度時頻譜的精準S變換方法。

為實現上述目的，本發明生成高精度時頻譜的精準S變換方法是使頻譜局部聚焦化，使頻譜能量重心對應于地震主頻位置；精準S變換通過建立一個全新的頻率加權的高斯窗函數，使頻譜能量的重心與地震波形的主頻相對應，頻率權重隨頻率與主頻差值的增大而逐漸增大。因此時頻譜不僅在高頻端具有高分辨率，在低頻端也具有高分辨率。精準S變換考慮了地震波形主頻的時變特性，高斯窗函數中的頻率權重也是時變的。由于地震反射時間代表地質深度，精準S變換在低頻率端生成的高分辨率時頻譜，適用于薄互儲層油氣藏的精準預測和有效分析。具有精準S變換生成的時頻譜能夠精準地反映地震特性隨反射時間即地質深度的變化，增強低頻部分的時間分辨能力，特別適用于薄互儲層的油藏特征描述的優點。

作為優化，實現步驟是：（1）對地震數據逐道計算地震道的解析信號道；（2）對地震數據逐道計算穩定化時變瞬時頻率；（3）實施高斯平滑濾波估算時變+空變的地震主頻；（4）對地震數據逐道計算精準S變換生成高精度地震時頻譜。