[发明专利]基于多子波的地震数据分频方法

说明书

本发明提供一种基于多子波的地震数据分频方法，包括：生成地震子波序列；多子波地震道数据分解；选定参与分频计算的子波或子波范围；计算选定参与分频计算的子波的频谱和振幅包络；计算选定参与分频计算的子波的给定分频频率的分频；对选定参与分频计算的子波的给定分频频率的分频进行叠加处理。依本发明的方法，能够得到更加精确的反映地下岩层和物理特征的分频结果，除了提供原始地震数据在给定分频频率的分频外，同时提供由选择不同子波所重构出的新的地震数据在给定分频频率的分频，为油气资源的解释和预测提供更可靠的科学依据。

技术领域

本发明涉及一种基于多子波的地震数据分频方法，属于地震资源(石油，煤炭，矿产等)勘探中的地震资料处理和解释技术领域。

背景技术

地震数据分频就是从一个地震道或者地震信号中提取出给定(分频)频率的能量。该能量随时间变化。在对一个剖面或数据体按给定频率计算出分频的结果后，可以用来显示，做进一步的解释和分析，进而对相应的地层特征和可能的含油气特征极其空间分布和变化，做出进一步的推测，以提高油气预测的准确率。

目前常用的分频计算方法包括基于短时窗傅里叶变换(Short Time FourierTransform，STFT)的分频方法，基于小波变换(Wavelet Transform)的分频方法和基于匹配追踪(Matching Pursuit)地震道分解的分频方法。以上方法受限于所基于的地震数据分解方法的限制，尚存在如下问题：

对于基于STFT的分频方法，其时窗一旦选定，时间与频率上的分辨率就固定了，这种单一的时频分辩率不利于分辨同时存在的低频地震信号与高频地震信号。

对于基于小波变换的分频方法，其得到的小波系数属于l²范数优化，即求反射系数的极小值，是非稀疏分解，对地震道内的地震子波解析程度差，因而得到的分频结果存在解析度差的问题。

对于基于匹配追踪地震道分解的分频方法，其是一种非全局优化算法，分解的结果不唯一，可随匹配子波的顺序改变，同时也是非稀疏分解，解析能力差。

上述分频计算方法只能计算原始地震数据的给定分频频率的分频，不能有效地去掉地质背景和可能存在的噪音影响。

除上述方法外，安平于2006年提出了用地震子波库，基于基追踪的原理，应用线性规划的计算方法，将一个地震道分解成由给定地震子波库中的地震子波组成的子波集合的算法。应用这种方法将地震道分解后，用所有得到的子波，就可以重构出原始的分解前的地震道。用部分子波重构，可以得到新的地震道。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种基于多子波的地震数据分频方法，通过在计算过程中对子波的筛选，去掉与油气无关的地质背景和可能的噪音影响，计算由所选择的子波重构的地震数据的分频，进一步突出与油气相关的信息，为下一步对油气资源的解释和预测，提供更可靠的科学依据。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于多子波的地震数据分频方法，包括：

S1：生成地震子波序列；

S2：多子波地震道数据分解；

S3：选定参与分频计算的子波或子波范围；

S4：计算选定参与分频计算的子波的频谱和振幅包络；

S5：计算选定参与分频计算的子波的给定分频频率的分频；

S6：对选定参与分频计算的子波的给定分频频率的分频进行叠加处理。

所述步骤S6中，所有选定参与分频计算的子波所对应的地震道数据的给定分频频率的分频，等于单个选定参与分频计算的子波的给定分频频率的分频的叠加，即：