[发明专利]一种基于频率域的煤层Love型槽波压缩方法及装置

说明书

本发明涉及一种压缩方法及装置，属于地球物理勘探技术领域，具体涉及一种基于频率域的煤层Love型槽波压缩方法及装置。包括：曲线提取步骤，用于利用S变换提取输入的道数据的频散曲线；波速确定步骤，根据所频散曲线分析确定围岩横波速度和煤层横波速度；厚度确定步骤，计算各种厚度对应的理论群速度频散曲线并与实际数据频散谱进行匹配，匹配最佳的频散曲线对应的厚度即为最佳煤层厚度；相位校正步骤，根据理论频散曲线对每个时间样点处的所有频率进行相位校正，变换回时间域即可得到该样点的时间域幅值。因此，本发明具有如下优点：不用区分直达波和反射波，既能压缩直达Love型槽波，也能压缩反射Love型槽波。

技术领域

本发明涉及一种压缩方法及装置，属于地球物理勘探技术领域，具体涉及一种基于频率域的煤层Love型槽波压缩方法及装置。

背景技术

在矿井地震中，由于煤层速度和围岩速度差异较大的原因，使得在地震波波场中广泛存在有Love型槽波。与常见体波的波场不同，这种波场有强频散特性，使得波场波列很长，往往可达100ms以上，且传播路径越长波列也越长，致使波场的能量分散，严重降低了记录的信噪比，特别是反射槽波的信噪比(因为反射槽波通常传播路径较长)；长的波列也使得反射波成像的空间分辨率很低；此外强频散特性使得不同频率的波场速度也不同，影响成像精度。

现有技术中，主要采用反褶积和频谱翘曲法对Love型槽波进行压缩。

反褶积方法用于只能实现对振幅谱的校正，Love型槽波主要是相位的差异导致的，所以很难用反褶积的方法真正实现对波场的压缩，特别是反射波与直达波的波列长度、波形差异明显，且时间越滞后，这种差异越明显，更难实现压缩。

频谱翘曲法主要思路为将随频率变化的波数进行泰勒展开进行二阶近似，然后导出的反频散滤波器，能实现对直到槽波和反射槽波的压缩作用，但由于是近似，效果仍然有限。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的上述的技术问题，提供了一种基于频率域的煤层Love型槽波压缩方法及装置。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种基于频率域的煤层Love型槽波压缩方法，包括：

曲线提取步骤，用于利用S变换提取输入的道数据的频散曲线；

波速确定步骤，根据所频散曲线分析确定围岩横波速度和煤层横波速度；

厚度确定步骤，计算各种厚度对应的理论群速度频散曲线并与实际数据频散谱进行匹配，匹配最佳的频散曲线对应的厚度即为最佳煤层厚度；

相位校正步骤，根据理论频散曲线对每个时间样点处的所有频率进行相位校正，变换回时间域即可得到该样点的时间域幅值。

优化的，上述的一种基于频率域的煤层Love型槽波压缩方法，所述曲线提取步骤中，基于下式进行S变换：

式中，f为中心频率，τ为高斯窗中心处的时间，t为时间

变换后经过τ＝x/u，得到频散谱A(u＝x/τ,f)，其中u为群速度，x为炮检距离。

优化的，上述的一种基于频率域的煤层Love型槽波压缩方法，所述波速确定步骤中，将折射横波的速度认定为围岩的横波速度，将频散谱上最大频率对应的群速度作为煤层横波速度。

优化的，上述的一种基于频率域的煤层Love型槽波压缩方法，所述厚度确定步骤中，基于下式计算理论频散曲线与实际频散的匹配性：

式中，d为煤层厚度，u(d)表示煤层厚度d时频率点f对应的群速度，Maxf为最大频率，A(u(d),f)为在频率为f，群速度为u(d)时对应的频散谱值