[发明专利]拓宽地震数据频带的方法及装置

说明书

一种拓宽地震数据频带的方法及装置，所述方法包括以下步骤：步骤1：对时间域单道地震数据进行傅里叶变换，得到频率域单道地震数据；步骤2：计算频率域单道地震数据的振幅；步骤3：对振幅进行拟合与光滑处理，获得拟合曲线，计算拟合曲线最大值步骤4：基于拟合曲线和拟合曲线最大值计算单道拓频滤波算子；步骤5：在频率域，基于单道拓频滤波算子计算经过拓频的频率域单道地震数据；步骤6：对经过拓频的频率域单道地震数据进行反傅里叶变换。本发明可以实现高频端和低频端的同时拓宽，通过拓频控制因子有效控制拓频，避免产生假象和高频噪声。此外，本发明以原始数据的频谱作为约束，可以最大程度的保持原有信号的主频特征，减少信号畸变。

技术领域

本公开涉及地震勘探资料处理技术领域，特别涉及一种拓宽地震数据频带的方法及装置。

背景技术

在地震勘探中，地震数据的频谱分析是现代信号处理与分析中的重要手段之一。频谱分析是指将信号源发出的信号强度按频率顺序展开，使其成为频率的函数，并考察变化规律。将时域信号变换至频率域，其目的是把复杂的时间历程波形经过傅里叶变换分解为若干单一的谐波分量来研究，从而获得信号的频率结构以及各谐波和相位信息。

分辨率是分辨一个给定的地震剖面细节特征的能力。对于3D地震资料来说，地震资料分辨率包括纵向(时间上的)分辨率和横向(空间上的)分辨率。纵向分辨率主要取决于地震信号的频率，为了更好地分辨薄层，需要较宽的频带。由于大多数实际地震资料频带范围较窄，因此需要符合地质规律且有效的拓频方法对地震资料进行频带拓宽处理。常规处理方法中反褶积处理方法(如用于压缩子波的脉冲反褶积等)一般多用于拓展高频地震资料(有时也可以拓展低频地震资料)。总的来说，这些方法存在两个弊端：一是引入相当多的高频噪音；二是拓展的频宽一般均小于一个倍频程。同时拓宽地震信号的高频端和低频端的拓频技术一直是地震资料采集和处理所追求的目标。

发明内容

本公开的目的是提供一种拓宽地震数据频带的方法及装置，其针对地震资料频带范围较窄、分辨率较低的问题，基于单道地震数据，对地震数据进行拓频，能够同时拓宽地震信号的高频端和低频端，拓频后能有效提高地震数据分辨率，同时还能保持原始信号的基本特征。

本公开的一方面提供一种拓宽地震数据频带的方法，包括以下步骤：

步骤1：对时间域单道地震数据进行傅里叶变换，得到频率域单道地震数据；

步骤2：计算所述频率域单道地震数据的振幅；

步骤3：对所述振幅进行拟合与平滑处理，获得拟合曲线，计算所述拟合曲线最大值；

步骤4：基于所述拟合曲线和拟合曲线最大值计算单道拓频滤波算子；

步骤5：在频率域，基于所述单道拓频滤波算子计算经过拓频的频率域单道地震数据；

步骤6：对经过拓频的频率域单道地震数据进行反傅里叶变换。

优选地，基于以下公式计算单道拓频滤波算子：

其中，f(w)表示所述单道拓频滤波算子，Amp'(w)表示所述拟合曲线，Amp_max'(w)表示所述拟合曲线最大值，ε表示拓频控制因子。

优选地，ε的取值范围在0.01至1之间。

优选地，基于以下公式计算经过拓频的频率域单道地震数据：

F₁(w)＝Fr₁(w)+iFi₁(w)

其中，

Fr₁(w)＝Fr(w)×f(w)

Fi₁(w)＝Fi(w)×f(w)