[发明专利]基于小波包变换的频谱成像方法

权利要求书

1.一种基于小波包变换的频谱成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在偏移后的三维地震数据体上进行加密小波包变换，将地震记录分解为按频带从小到大顺序排列的分频地震记录；步骤1)中所述按频带排序的加密小波包变换实现如下；

定义共轭滤波器组h_n和g_n，满足：

g_k＝(-1)^kh_1-k (3)

其中，n,k,l∈Z，

离散地震信号s_k在小波包基下的按频带排序的加密塔式分解方法为：

如果n为偶数，则

如果n为奇数，则

式中，n＝0,1,…2^l-1；l为小波包分解层数；为小波包分解系数，其中：s_k为地震信号；

2)根据小波包变换结果计算分频瞬时振幅谱、分频瞬时相位谱、瞬时平均频率、瞬时带宽、瞬时吸收系数五种三维属性数据体；

3)在地震解释层位的控制下，进行属性切片；包括两种可选切片方式：以某一时间间隔δt沿层切片或将两个层位间数据剖分N等份切片；

4)每种属性单独分析，或对三种不同频率属性进行融合分析，获得成像结果。

2.根据权利要求1所述的基于小波包变换的频谱成像方法，其特征在于，步骤2)中所述瞬时吸收系数的确定方法如下：

瞬时吸收系数的提取包括两个过程：1)地震子波频谱的提取；2)瞬时吸收系数的提取；

1)地震子波频谱的提取

设地震记录为子波与反射系数的褶积，即

s(t)＝w(t)*f(t) (6)

其中，

对上式进行傅里叶变换得:

S(w)＝W(w)F(w) (7)

取对数,得:

ln(S(w))＝lnW(w)+lnF(w) (8)

对上式进行反傅里叶变换得复赛谱:

地震子波相对于反射系数序列而言是比较平滑的、变化较慢的低频部分,所以它的复赛谱主要集中在时间原点附近，而反射系数序列是按时间均匀分布的，通过低通滤波获得地震子波的复赛谱，通过上述过程的逆过程可以由地震子波的复赛谱得到其振幅谱A(ω)；

2)瞬时吸收系数的提取

地震子波的振幅谱在谱的高频段谱近似满足指数函数，

A(ω)＝C exp(-Q(t)ω) (10)

其中：C为常数，Q(t)为瞬时吸收系数，ω为角频率；

因此，对振幅谱的高频段进行指数拟合来模拟瞬时吸收系数Q(t)值；

上式经过对数变换化为线性拟合，

ln(A(ω))＝lnC-Q(t)ω (11)

令离散化后的地震子波高频段的[频率，对数振幅谱]对为(f₁,A₁)，(f₂,A₂)，(f₃,A₃)，…，(f_n,A_n)，则

其中：f_i为频率，A_i为对应的对数振幅谱；

这样就得到了瞬时吸收系数。