[发明专利]基于地震数据的多道匹配追踪方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油地球物理勘探领域中对地震信号处理的方法。

背景技术

追踪匹配技术是通过迭代方法（追踪）选取子波，将地震道分解成一系列与其时频特征相匹配的子波。对于地震反射信号而言，通常选取Morlet小波，它能较好地表征弹性波在孔隙介质中传播所产生的能量衰减和速度频散。首先进行初步的子波参数估计，再进行局部优化选取参数，以提高小波自适应选取的效率；该方法计算中也同样需要应用复地震道及其属性的相应的解析表达式。对于连续小波而言，重要参数之一就是小波分解尺度，它控制了小波的时域长度和频域带宽。对追踪匹配分解所得到的地震时频谱数据进行处理，将分解后尺度极小或者极大的数据删除，能够有效地压制脉冲或者正弦信号。最后，利用时频分解并处理后的时频谱来进行岩性分析，例如检测气藏。而且，经实际数据测试表明，在经过高频振幅进行补偿的反Q滤波之后，低频的含气区会有明显的烃类显示。

近年来，追踪匹配技术已经逐步应用到地震信号分析中（Wang&Pann，1996;Castagna等，2003;Liu等，2004;Liu&Marfurt，2005）。将一个地震道分解为一系列子波，这些子波在子波时频分解中被称为时频单位。可以采用能够较好刻画地震波能量衰减和速度频散的Morlet小波做为时频分解的子波单位。

追踪匹配技术的发展主要着眼于克服窗式傅立叶变化和小波变换中的种种弊端（Mallat&Zhang，1993;Qian&Chen，1994）。窗式傅立叶变化不能描述变尺度的信号结构，因为所有小波的尺度σ都是一个常量，与其时窗大小成比例。与之相反，小波变换能够将一个信号分解为不同变尺度的小波簇。然而，构建这些小波时，设定其频率参数与尺度σ成反比的，因而在这种小波架构中，其膨胀系数不能精确地估计某一确定频率的波形，尤其是高频更是如此，然而傅立叶变换却能够很好地定位某一确定频率。追踪匹配技术中，通过一系列的与地震道时频特征相符的小波来刻画原始信号。因此，该技术能较好地应用于信号分析中（Rebollo-Neria&Lowe，2002;Capobianco，2003;Andrle等，2004;Andrle&Rebollo-Neira，2006）。在追踪匹配过程中，为了合理地表征连续小波，需要利用以下五个参数：振幅Amp，时移u，尺度σ，平均频率ω_m和相位φ。常规的追踪匹配方法是一个很麻烦地迭代过程，需要从大量丰富的小波字典中选取出合适参数的子波（Mollet&Zhang，1993）。

对于连续小波而言，重要参数之一就是尺度σ，它控制了频域带宽和时域子波长波。然而基于窗式傅式变换或者Gabor变换时进行谱分解却忽略了这个可调参数，甚至于在一些追踪匹配技术应用中也被忽略不计了。比如Liu&Marfurt（2005）则将小波宽度当作时中心频率的函数，在这种情况下实际就是常规小波变换。将σ当作一个自由可调参数，不仅意味着可以减少分解的残差，同时也能极大地丰富追踪匹配中的小波字典。在进行完追踪匹配后，删除一些极小或者极大的σ值，能够有效地压制一些脉冲或者正弦信号。