[发明专利]一种非平稳提高地震分辨率的方法

说明书

技术领域

本发明属于地球物理勘探领域，具体地，涉及一种非平稳提高地震分辨率的方法。

背景技术

随着油气田勘探开发程度日益加深，薄互层和小目标体成为上游增储的重要组成部分，高品质的地震资料在发现该类隐蔽性油气藏中功不可没，因此提高地震资料分辨率一直是国内外学者研究的热点。自1954年Robinson引入褶积模型以来，反褶积便成为提高地震分辨率的基本处理手段，但经典褶积模型假设子波是稳定的，即不随空间和时间变化，没有考虑实际介质的衰减吸收和大地滤波，因此也称之为稳定反褶积。很多文献致力于解决地震记录的非平稳性。

2011年Gary等人提出了Gabor反褶积，将稳定褶积模型推广到非稳定褶积，将地震记录表示为三部分：衰减函数、震源子波和反射系数。类比于稳定褶积的傅里叶分解，在时频域将地震道近似分解为反射系数的Gabor变换乘以衰减函数，再乘以震源子波的傅里叶变换。在Gabor域白噪反射系数和最小相位子波的假设条件下，直接从地震道的时频谱中估计衰减函数和震源子波，通过数学运算得到反射系数的Gabor谱，再逆变换得到时间域的反射系数。该算法借助反Q滤波的思想，应用双曲线平滑，从地震道Gabor谱中直接估计出衰减函数，解决了地震记录的非平稳性和反Q滤波算法的不稳定。但是该算法采用了Gabor变换，涉及到高斯时窗长度截断问题，另外双曲线平滑是基于均匀衰减介质的假设，因此实际资料结果常常会带来一些假象。

反褶积是目前提高地震分辨率的基本处理手段，其基于两个重要且合理的假设：一是地震子波假设为最小相位，二是假设反射系数在统计意义上是白噪 的，白噪反射系数的假设意味着可直接从地震道的振幅谱来估计地震子波的振幅谱，最小相位的假设意味着地震子波的相位谱可直接由其振幅谱计算得到，因此可直接从地震道中确定地震子波，从而反褶积仅是一个求取反子波的过程。但经典褶积模型假设子波是稳定的，即不随空间和时间变化，没有考虑实际介质的衰减吸收和大地滤波，因此也称之为稳定反褶积。反Q滤波具有先天性的算法不稳定，Gabor反褶积受时窗截断和平滑方法的影响较大，因此需要更高精度的时频谱计算方法和突破均匀衰减介质的假设。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明基于非平稳褶积的理论框架，结合匹配追踪子波分解的思想，提出了一种时频谱匹配追踪子波合成的思路，类比于数字信号的正、逆变换，在时频域实现了一种非平稳的提高地震分辨率方法。

根据本发明的一个方面，提供一种非平稳提高地震分辨率的方法，包括以下步骤：

正向匹配追踪分解地震道数据，得到地震道时频谱；

对地震道时频谱进行平滑处理；

反向匹配追踪合成地震道数据。

进一步地，在正向匹配追踪分解地震道数据步骤中，在时间域将地震道数据进行正向匹配追踪子波分解，计算每个子波的理论时频谱，将每个子波的时频谱进行叠加得到地震道的时频谱。

进一步地，在对地震道时频谱进行平滑的步骤中，对时频谱进行平滑得到平滑后的时频谱TF_s(t,ω)，即衰减子波的时频谱。

进一步地，由公式2得到反射系数时频谱TF_r(t,ω)，

这里，A_max为平滑时频谱的最大值，μ是一个微小量，为时频谱白化因子，t为反射旅行时，ω为频率。

进一步地，在反向匹配追踪合成地震道数据的步骤中，对所述反射系数时频谱进行反向匹配追踪，得到一系列高分辨率的地震子波，叠加所有的高分辨率地震子波，合成高分辨率地震道。

进一步地，在正向匹配追踪分解地震道数据步骤中：首先在子波库中，分别计算子波与地震道的局部相关系数；选取相关最大的子波；从地震道中减去相关最大的子波得到残差道；循环以上步骤得到下一个相关最大的子波，继续循环直到满足终止条件。

本发明基于最佳匹配准则，将匹配追踪算法应用于实际地震道的分解和合成，提出了正反向匹配追踪，给出了提高地震分辨率的流程。应用该方法流程对我国西南地区的地震资料进行了提高分辨率处理，取得了显著的效果。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1显示了根据本发明实施方式的非平稳提高地震分辨率的流程图。