[发明专利]一种频率域的混合相位地震子波估算方法

摘要

本发明提供了一种利用频率域地震数据的高阶累积量估算混合相位地震子波的方法。该方法综合利用二维傅里叶变换、二维相位解缠、线性反演等方法,能够准确地估算地震子波的混合相位；并结合一系列技术流程有效地减少了噪音对子波估算结果的影响，并提高了子波在一定空间范围内的适用性。

主权项

1.一种频率域的混合相位地震子波估算方法，包括以下步骤：(1)对某一待处理二维地震剖面或者三维数据体选定一个分析时窗，将时窗内的数据体分成K组，每组数据含有相同或近似相同数量的相邻地震道，所述相邻地震道按照实际数据在空间范围变化的程度分为5、10、15或者20道一组，再将每组中的地震数据首尾相连作为待处理数据x(t)；(2)计算数据x(t)的自相关函数，并在此基础上提取自相关函数的振幅谱，将自相关振幅的平方根近似作为子波的振幅谱A(ω)；(3)计算地震数据的双谱B_x(ω₁,ω₂)，根据以下两种方式之一计算：(a)先计算地震数据的三阶累积量并对其进行二维傅里叶变换得到地震数据的双谱B_x(ω₁,ω₂)；(b)先计算地震数据的频谱X(ω),再求X(ω)的二维相关函数得到双谱B_x(ω₁,ω₂)；(4)利用二维Lp范数相位解缠方法恢复地震数据双谱相位的真实值，具体采用如下步骤：(a)对一个卷绕的二维双谱相位i=0,...,N,j=0,...,N,分别沿着两个方向计算相邻两元素之间的无卷绕相位差和(b)为了求解无卷绕相位ψ_i,j,i＝0,...,N,j＝0,...,N，同时沿着两个方向利用Lp范数建立目标函数，使得待求相位的相邻两点之差ψ_i+1,j-ψ_i,j和ψ_i,j+1-ψ_i,j分别与和之间的误差最小；(c)对目标函数求偏导得到一个非线性方程，利用权重广义线性反演方法进行迭代求解，迭代过程中令范数p取0，其中两个方向的权重因子W1(i,j)和W2(i,j)分别与待求变量ψ_i+1,j-ψ_i,j和ψ_i,j+1-ψ_i,j有关；(d)每次迭代结束后，检验估算的相位ψ_i,j与原始相位之间的局部相位残差，如果残差值接近或者等于零，则停止迭代求解；(5)根据公式ψ_x(ω₁,ω₂)＝φ(ω₁)+φ(ω₂)-φ(ω₁+ω₂)建立目标函数，利用线性反演方法求解地震子波相位谱φ(ω)，其中：ψ_x(ω₁,ω₂)为估算的地震数据的双谱相位；(6)合并相位谱φ(ω)和通过步骤(2)估算得到的振幅谱A(ω)，再利用傅里叶反变换得到待求地震子波；(7)对步骤(1)中所整合得到的每组数据重复上述步骤(2)-(6)，得到K个随空间变化的地震子波；(8)如果实际数据的某一位置存在测井数据，利用井曲线作为约束，并通过相位扫描方法估算井旁地震道的子波，再以此结果作为参照，检验利用上述步骤（1）-（7）得到混合相位地震子波。