[发明专利]多分量地震数据的t-f-k域极化滤波方法

说明书

本发明公开一种多分量地震数据的t‑f‑k域极化滤波方法，包括：输入多分量地震炮集数据，取得多分量地震炮集数据的垂直与径向分量；以垂直分量为虚部、径向分量为实部，产生复矢量炮集地震数据；给定时窗长度、椭圆极化率滤波门限值与频率门限值；对复矢量炮集地震数据进行t‑f‑k变换，得到三维时变频波谱；根据三维时变频波谱的正频率与负频率，取得椭圆极化率；根据椭圆极化率、椭圆极化率滤波门限值与频率门限值，取得滤波函数；对滤波函数进行三维中值滤波；以滤波函数，对三维时变频波谱进行滤波；将滤波后的三维时变频波谱进行逆t‑f‑k变换，取逆变换的实部为滤波后的径向分量，虚部为滤波后的垂直分量。通过本发明，以解决现有技术存在的由于横波与瑞雷面波的频率和视速度差异较小而难以有效分离瑞雷面波与横波的问题。

技术领域

本发明涉及地震勘探的技术领域，尤其涉及一种多分量地震数据的t-f-k域极化滤波方法。

背景技术

在当前地震资料处理中，面波通常被当作强规则干扰波，对其进行压制是提高地震资料信噪比和分辨率的必要步骤。对于单分量纵波资料，面波与反射P波在频率和视速度等属性上差异较大，面波较为容易压制。然而对于当前寻找岩性油气藏、裂隙裂缝型油气藏、煤层气与页岩气等复杂非常规油气藏的多波多分量地震勘探技术而言，多分量中水平分量的有效波主要为转换横波，转换横波的固有特性使得水平分量面波压制要困难得多。一是因为转换波能量弱，加上受近地表影响，转换横波资料的信噪比远低于纵波资料；二是因为转换横波的主频比纵波低，从而与低频特性的面波有更多的频率重叠区域，利用频率差异的带通滤波、一维小波变换滤波等具有很大的局限；再有横波与面波的速度也更为相近，它们的时-空分布区域交叉多，利用视速度与频率差异的f-k滤波、Ridgelet域方法等也不能有效压制面波，或是在压制面波的同时对体波损伤较大。

随着多分量地震数据的大量采集，一些基于极化特征的面波压制方法相继出现。理论上，面波表现出椭圆极化特征，而体波(纵、横波)是线性极化的，这就使得利用极化特征差异压制面波成为可能。当不同类型的波在时间或频率上不相互重叠时，这些时域或频域方法能很好地压制面波。但体波与面波在时间与频率轴上均有较大交叉，因而基于时-频变换的极化分析方法应运而生。由于极化属性本身受信噪比等诸多因素影响严重，难以准确估计，特别是当横波与面波在时间和频率上均有严重交叉成分时，单独利用极化滤波在实际应用中效果并不理想。

纵观以上面波压制方法，它们利用了时间、频率、视速度、极化这些属性中的某个或多个属性来区分面波和体波。总体来说，使用的属性越多效果越好，例如时频域极化滤波比时域极化滤波好、f-k滤波比频域滤波好。f-k滤波易于实施、计算快，已被广泛用于压制纵波资料中的面波。但横波与面波的视速度和频率都较为接近，f-k域中难以划分横波与面波分布区域，为解决这一难题，且考虑到地震信号的时变特性，本文提出在t-f-k域中利用极化属性来压制瑞雷面波。从一个新的角度，提出了t-f-k域中椭圆极化率的计算公式。该方法同时利用了时间、频率、视速度和极化四个属性，能更好地区分体波(纵、横波)与瑞雷面波。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种多分量地震数据的t-f-k域极化滤波方法，以解决现有技术存在的由于横波与瑞雷面波的频率和视速度差异较小而难以有效分离瑞雷面波与横波的问题。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种多分量地震数据的t-f-k域极化滤波方法，包括：输入多分量地震炮集数据，以取得所述多分量地震炮集数据的垂直分量与径向分量；以所述垂直分量为虚部、所述径向分量为实部，产生复矢量炮集地震数据；给定时窗长度、椭圆极化率滤波门限值与频率门限值；对所述复矢量炮集地震数据进行t-f-k变换，以得到三维时变频波谱；根据所述三维时变频波谱的正频率与负频率，取得椭圆极化率；根据所述椭圆极化率、所述椭圆极化率滤波门限值与所述频率门限值，取得滤波函数；对滤波函数进行三维中值滤波；以所述滤波函数，对三维时变频波谱进行滤波；将滤波后的三维时变频波谱进行逆t-f-k变换，取逆变换的实部为滤波后的径向分量，虚部为滤波后的垂直分量。