[发明专利]一种基于shearlet域内峰度特性的井中微地震初至波拾取方法

说明书

技术领域

本发明涉及地震数据处理技术领域，更具体的是，本发明涉及一种基于shear let域内峰度特性的井中微地震初至波拾取方法。

背景技术

近年来，随着易开采资源的不断减少，非常规油气藏勘探开发成为了全球油气资源领域的新热点。而微地震监测技术的不断发展和应用，加快了非常规油气藏的开采工作。在微地震数据处理中，准确、快速地识别与拾取微地震初至波是微地震震源定位、裂缝预测、震源破裂机制分析等的前提。

根据监测布设方式的不同，微地震监测方法可以分为地面监测和井中监测。其中，井中监测采集到的信号由x,y,z三分量组成，并具有信噪低，频率高的特点。因此，传统的地震数据初至波拾取方法已经显示出了对井中微地震信号的不适应性。针对井中微地震信号，“The use ofwavelet-based denoising techniques to enhance the first-arrival picking on seismic traces”中Said Gaci提出离散小波变换与能量比法相结合，将初至点被设为能量比的峰值最大点。“Improved modified energy ratio method using a multi-window approach for accurate arrival picking”中Minho Lee采取一个多重窗口机制来改进能量比法，在噪声幅度较大时依然能保证初至波的拾取。“Identifying P-phase arrivals with noise:An improved Kurtosis method based on DWT and STA/LTA”中Li.Xi bing将离散小波变换、能量比和峰度特性结合在一起，准确有效的拾取到了初至波。然而，上述这些方法都是仅在一维情况下进行初至波拾取，将信号看成是孤立的单道信号，而并没有利用到微地震信号固有的二维时空方向性。

发明内容

本发明设计开发了一种基于shear let域内峰度特性的井中微地震初至波拾取方法，能够根据微地震信号固有的二维时空方向性，对相邻尺度上各方向系数相关能量进行计算，确定有效信号集中的方向，更加准确拾取微地震初至波。

本发明提供的技术方案为：

一种基于shear let域内峰度特性的井中微地震初至波拾取方法，包括如下步骤：

步骤1：获取一组二维地震信号，进行离散shear let变换，将所述二维地震信号分解到m个尺度，每个尺度包含n个方向；

步骤2：计算相邻高频尺度各个方向的相关能量：

Ec_j,j+1(l)＝E(j,l)E(j+1,l)

其中，Ec_j,j+1(l)为相邻高频尺度l方向的相关能量，E(j,l)为j尺度l方向的系数能量，μ(j,l,k)为j尺度l方向k位置上的系数；

每个所述高频尺度内获取n/2个相关能量较高的方向并将其对应的方向系数叠加作为每个高频尺度的对应尺度系数；

步骤3：计算每个高频尺度的对应尺度系数的峰度K：

其中，m_i为信号的i阶中心距；

求取所述峰度的微分值最大点，位置靠前的点为微地震初至波的初至点。

优选的是，所述步骤1中：对二维地震信号进行离散shear let变换：

SH_ψ(f)＝<f,ψ_a，s，t>

M_a，s＝S_sA_a

其中，f为二维地震信号，SH_ψ(f)为f的shearlet变换，ψ_a,s,t为shearlet母函数，a∈R⁺为尺度参数，s∈R为方向参数，t∈R²为位置参数，M_a,s为合成矩阵，S_s为剪切矩阵，A_a为各向异性扩散矩阵；

采样得到：

其中，a＝2^-j，s＝-l，S₀为采样选取的剪切矩阵，A₀为采样选取的各向异性扩散矩阵，j∈Z为尺度参数，l∈Z为方向参数，k∈Z²为位置参数。