[发明专利]提取油气储层瞬时谱异常的地震信号稀疏时频分解方法

权利要求书

1.一种提取油气储层瞬时谱异常的地震信号稀疏时频分解方法，主要包括以下步骤：

(1)输入地震数据集，对数据集中的每一道地震记录y(t)进行傅里叶变换，得到其频谱Y(f)，其中，y(t)包含N个采样点，t是时间，单位是秒(s)，f为频率，单位是赫兹(Hz)；

(2)给定调节参数λ和p，按照下式构建频率为f_i时的分析窗函数：

式中，i＝1,2,…,N；

(3)利用托普利兹矩阵原理对分析窗函数w(t,f_i)进行抽选和重排后，存入窗矩阵W中：

W＝[w(t,f₁),w(t,f₂),…,w(t,f_N)]^T

式中，T表示矩阵转置运算；

(4)利用N个窗矩阵W建立稀疏块矩阵Λ＝[W,W,…,W]，利用Y(f)建立N×N的傅里叶变换矩阵F；然后，利用F构成N²×N²对角线块矩阵Φ，并计算字典矩阵G_re，它们的公式如下：

式中，符号·表示矩阵乘运算；

(5)给定平衡参数γ、拉格朗日乘数μ和迭代次数k，利用下式所示的迭代正则化方法，求取y(t)的时频谱M(t,f)：

式中，||·||₁和||·||₂表示L1范数和L2范数，γ≥0，μ＞0，k＝0,1,…,n，m^k表示m第k次迭代时的量，m^k+1表示m第k+1次迭代时的量,其中m^k＝0＝ΦW^Ty(t)，y^k(t)表示y(t)第k次迭代时的量，y^k+1(t)表示y(t)第k+1次迭代时的量,其中y^k＝0(t)＝y(t)；

(6)重复步骤(5)，直至对地震数据集中的每一道地震记录都计算了相应的时频谱M(t,f)；

(7)从每一道地震记录的时频谱M(t,f)中抽取频率f_i处的分量TFR(t,f_i)，组成频率为f_i的单频瞬时谱剖面；

(8)根据应用需求选择不同频率的单频瞬时谱剖面，对比瞬时谱幅值随频率的变化，利用目标层段及其下部位置的瞬时谱异常变化，确定油气储层的位置及其分布。