[发明专利]高精度时变子波提取方法和系统

说明书

本发明提供了一种高精度时变子波提取方法和系统，包括：获取目标区域的目标地震数据；目标地震数据携带目标区域的地下空间地质信息；对目标地震数据进行时频变换，得到时频地震数据；利用对数变换对时频地震数据进行分解，得到时变子波时频谱和反射系数时频谱；对时变子波时频谱进行傅里叶级数拟合，得到拟合之后的时变子波时频谱；基于时频地震数据和拟合之后的时变子波时频谱，得到反射系数。本发明缓解了现有技术中存在的因对时变子波的提取精度低而导致的反射系数的计算不准确的技术问题。

技术领域

本发明涉及地震数据处理技术领域，尤其是涉及一种高精度时变子波提取方法和系统。

背景技术

地震子波提取是地震数据处理中的重要步骤之一，对于数据处理结果具有重要意义。地震波在地下介质传播过程中，由于内摩擦力和非均质性的存在，实际地震波的频率成分会随着传播而变化，导致地震子波在波场传播过程中表现出衰减特征，地震信号实为非平稳信号。地震子波的估计对于地震数据反褶积具有重要影响，直接决定了地震数据的纵向分辨率，对于识别构造复杂、规模较小及埋藏较深的隐伏地质提具有重要意义。

传统的分辨率提高方法大多以地震道卷积模型为基础，假设地震子波为平稳信号，不随传播时间而变化。实际上，地震波以几何扩散的方式在非均匀、粘弹性的地下空间传播，为非平稳信号。目前现存的方法大多假设地下介质反射系数是白噪分布，不符合实际数据特征。因此现有技术中存在着因对时变子波的提取精度低而导致的反射系数的计算不准确的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高精度时变子波提取方法和系统，以缓解现有技术中存在的因对时变子波的提取精度低而导致的反射系数的计算不准确的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种高精度时变子波提取方法，包括：获取目标区域的目标地震数据；所述目标地震数据携带所述目标区域的地下空间地质信息；对所述目标地震数据进行时频变换，得到时频地震数据；利用对数变换对所述时频地震数据进行分解，得到时变子波时频谱和反射系数时频谱；对所述时变子波时频谱进行傅里叶级数拟合，得到拟合之后的时变子波时频谱；基于所述时频地震数据和所述拟合之后的时变子波时频谱，得到反射系数。

进一步地，所述时频变换为预设广义S变换；对所述目标地震数据进行时频变换，得到时频地震数据，包括：通过算式：对所述目标地震数据进行预设广义S变换，得到时频地震数据；其中，τ为时间，f为频率，x(t)为所述目标地震数据，λ、b和p为三个预设常数，V_sx(τ,f)为所述时频地震数据。

进一步地，利用对数变换对所述时频地震数据进行分解，得到时变子波时频谱和反射系数时频谱，包括：将所述时频地震数据分解为时变子波时频谱与反射系数时频谱之积；利用对数变换，将对数形式的时频地震数据分解为对数形式的时变子波时频谱与对数形式的反射系数时频谱之和。

进一步地，对所述时变子波时频谱进行傅里叶级数拟合，得到拟合之后的时变子波时频谱，包括：建立通过最小二乘法对所述时变子波时频谱进行傅里叶级数拟合时的目标函数；其中，所述目标函数的数学表达式为：f(τ,f_m)为傅里叶级数展开，为L2范数的平方，为拟合误差，m为频率点，f_m为第m个频率点的频率；通过信赖域算法，对所述目标函数进行迭代求解，得到拟合之后的时变子波时频谱。

进一步地，基于所述时频地震数据和所述拟合之后的时变子波时频谱，得到反射系数，包括：基于所述时频地震数据，所述拟合之后的时变子波时频谱，所述时频地震数据和所述时变子波时频谱之间的目标关系式，得到目标反射系数时频谱；所述目标关系式为：ln|V_sx(τ,f)|≈ln|σ(τ,f)|+ln|V_sr(τ,f)|，V_sx(τ,f)为所述时频地震数据，σ(τ,f)为所述时变子波时频谱，V_sr(τ,f)为所述反射系数时频谱；对所述目标反射系数时频谱进行时频变换反变换，得到反射系数。