[发明专利]一种同步挤压变换域的地震资料衰减补偿方法

说明书

一种同步挤压变换域的地震资料衰减补偿方法，该方法在同步挤压变换域中，将衰减补偿过程表示为一个带有L1范数正则化的反问题，并通过迭代重加权算法进行求解，从而实现稳定化的衰减补偿。其中，同步挤压变换能压制时频能量的扩散，得到更为稀疏和高度局域化的时频表示，从而有利于对非平稳的地震信号实现衰减的补偿。该方法利用了信号在同步挤压变换域的稀疏性质，引入了L1范数正则化方法来稳定化衰减补偿过程，从而避免噪声放大问题。利用提出的方法实现地震衰减效应的补偿，可以增强地震资料的分辨率，为后续的地震反演和储层描述带来便利。

技术领域

本发明属于地震勘探技术领域，涉及一种地震资料的时频域衰减补偿方法，尤其是一种同步挤压变换域的地震资料衰减补偿方法。

背景技术

地震波在地下介质的传播过程中，由于介质的衰减和频散效应，会降低地震波的幅度并使得子波相位畸变，从而显著的降低地震数据的分辨率。衰减和频散一般用与频率无关的品质因子Q来定量的表示，在估计得到此参数的情况下，可以对衰减和频散效应进行补偿，从而提高地震资料的分辨率以有利于后续的解释。

目前，衰减和频散的补偿可以描述为反褶积问题或者波场外推问题。反褶积是基于地震数据提高资料纵向分辨率的主要方法之一，传统的褶积模型要求地震是平稳的，也即地震子波在传播过程中保持不变。然而由于Q值效应的影响，地震子波在地下传播过程中是非平稳的。Margrave等将传统褶积模型推广为非平稳褶积模型，提出了Gabor域反褶积方法校正衰减效应。Wang等则利用自适应的窗口划分，提出了改进的Gabor域非平稳反褶积方案。此类方法中并不需要Q值的先验信息，但需假设子波满足最小相位。

反Q滤波是一种基于波场外推的地震数据衰减补偿方法，其需要预先估计得到Q值模型。反Q滤波算子包含相位(频散)补偿算子和幅度(衰减)补偿算子。相位补偿算子是一个无条件稳定算子，容易处理。但对于幅度补偿算子，其作用是放大被衰减信号的能量，从而在含噪声情况下会导致不稳定问题。因此，在反Q滤波算法中，必须对衰减补偿算子作稳定化处理以避免不稳定。

Wang基于Kolsky的衰减频散模型，利用波场外推相移算子，给出了一种Gabor域的稳定化反Q滤波算法。其中，幅度补偿算子的稳定化，从反演的角度来看，等价于求解一个带有L2范数正则化的反问题。Braga和Moraes则认为，连续小波变换相对Gabor变换，具有更好的时频局域化性，而且具有多分辨率特性，从而推广得到小波域的反Q滤波方法。

在时频域实现反Q滤波算法时，需要对地震道数据进行时频分解，如上述的Gabor变换和小波变换。利用Gabor变换或小波变换进行时频分析，是通过将待分析的信号与给定的一族模板函数作内积实现，Gabor变换的模板函数是时移和调制的窗函数，而小波变换的模板函数是时移和伸缩的小波基。一般地，模板函数的选取不可避免的影响了时频表示，同时不确定性原理也限制了表示的时频分辨率。在得到的时频表示中，存在明显的时频能量的扩散，将不利于对每个频率成分进行准确的衰减补偿。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种同步挤压变换域的地震资料衰减补偿方法，该方法在同步挤压变换域中，利用了信号在同步挤压变换域的稀疏性质，将衰减补偿过程表示为一个带有L1范数正则化的反问题，并通过迭代重加权算法进行求解，从而实现稳定化的衰减补偿。

为达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：

一种同步挤压变换域的地震资料衰减补偿方法，该方法在同步挤压变换域中，利用了信号在同步挤压变换域的稀疏性质，将衰减补偿过程表示为一个带有L1范数正则化的反问题，并通过迭代重加权算法进行求解，从而实现稳定化的衰减补偿。

本发明进一步的改进在于，具体包括以下步骤：

(1)对待补偿的时域地震道进行同步挤压变换；