[发明专利]一种基于窗口傅里叶变换的地层异常地震检测方法

说明书

本发明公开了一种基于窗口傅里叶变换的地层异常地震检测方法，包括以下步骤：首先在研究区中的地震剖面上识别、追踪目的层所对应的反射波同相轴；其次确定研究区地震道信号傅里叶变换的参数；再次选取正常地层所对应的地震道为标准道，所述标准道的地面震动信号记为f(t)，计算其频率域响应F(ω)；选取中心频率分别为ω₁和ω₂的钟形窗，计算ω₂和ω₁的频率域响应比一ξ；然后对于非标准地震道，依次计算其时间域地面震动信号f'(t)的频率域响应F'(ω)；选取中心频率分别为ω₁和ω₂的钟形窗，计算ω₂和ω₁的频率域响应比二ξ'；最后对于研究区内的所有地震道，计算ξ'与ξ的差占ξ的百分比η，η的大小即指示目的层的异常强弱。优点：方法科学、简捷；结果定量、直观。

技术领域

本发明涉及一种地层异常的地震检测方法，特别是一种基于窗口傅里叶变换的地层异常地震检测方法。

背景技术

在我国很多煤矿企业中，由于沉积环境和构造运动等因素的影响，其主采煤层及顶板地层的岩性存在冲刷区等地层异常。由于冲刷区等地层异常和正常地层间的岩性差异明显，异常地层的弹性模量与正常地层的弹性模量差异明显。在煤层回采时，这种弹性模量的差异可能导致地下应力场的扰动，形成应力集中区，危及煤炭回采的安全性。因此，对于煤层及其顶板地层来说，其岩性是否稳定关系到煤炭回采是否安全，至关重要。如果能够在煤炭回采前准确掌握煤层及其顶板地层的岩性异常变化，可以提前采取防治措施，降低煤炭回采过程中发生应力相关动力灾害的可能性，有利于提高煤矿等矿井生产的安全性。

对于煤层及其顶板地层异常的检测方法来说，目前使用最广泛的方法是地震属性方法和振幅随煤检距变化(AVO)方法。就地震属性方法来说，一般通过提取地震剖面中目的层反射波的振幅、频率和相位等信息预测地层异常，具有快速、高效的特点。但当地层倾斜时，所提取的反射波地震属性会受到地层埋深的影响，预测时很难区分目的层异常和埋深异常。AVO方法也是目前使用较常用的地层岩性预测方法，具有高精度的特点。但由于它的数据输入是叠前共中心点(CMP)道集，预测时的计算量远大于地震属性方法，效率较低。

对于所需要检测的煤层及其顶板地层来说，可能同时存在地层异常和埋深。如果地层埋深不同，相同的地层可能得到不同的振幅、频率和相位等地震属性。如果直接应用上述地震属性检测地层异常，可能会得出错误结论。对于某一埋深的目的层反射波来说，其不同频段的响应值相对关系基本保持不变。可以通过对比不同频段响应值之间的相对大小，检测目的层的地层异常，克服地层埋深的影响。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了一种预测真实、可靠，预测方法科学、简捷的基于窗口傅里叶变换的地层异常地震检测方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于窗口傅里叶变换的地层异常地震检测方法，包括如下步骤：

步骤1)在研究区中的地震剖面上识别、追踪目的层所对应的反射波同相轴；

步骤2)确定研究区地震道信号傅里叶变换的参数，包括时窗大小，时窗位置和傅里叶变换样点数；