[发明专利]一种基于独立成分分析的薄互层地震切片分离方法

说明书

本发明提出了一种基于独立成分分析的薄互层地震切片分离方法，包括以下步骤：对薄互层3D地震数据的地震切片进行稀疏化变换；将从地震切片中提取砂体切片问题建模为图像盲分离问题，利用稀疏变换后的地震地震切片估计分离矩阵；估计砂体切片及对应的复合反射信号进行。利用本发明的方法能够自动分离出所有砂体切片，不受砂体层数的限制，提高了薄互层地震切片的分析精度和效率。

技术领域

本发明属于地震切片分析领域，具体涉及一种基于独立成分分析的薄互层地震切片分离方法。

背景技术

由于地震数据是有限频带的，传统的地震解释方法以分辨和追踪同相轴为主要技术手段，在薄互层地震资料解释中难以获得满意的结果。利用地震剖面，解释人员不能在纵向上对薄层砂体进行识别和分辨，但通过地震切片技术，以横向分辨率换取纵向分辨率，可以对砂体空间分布进行识别。地震切片已经有许多成功的应用，应用到薄互层砂体识别时，同相轴不同相位的地震切片由于不同砂体的信号相互混叠，如何找到合适的地震切片是薄互层砂体预测面临的一个重要问题。零值点位置地震切片技术【1】(李国发等，2014)识别出的零值点地震切片与单层砂体具有较好的对应关系，但只在两层砂体情况下得到单一的砂体切片，更多地层情况下只能去掉一层砂体的影响。由于传统的零值点位置地震切片技术需要在大量地震切片中人工确定零值点位置，工作量大，Luo等【2】提出了一种利用无监督学习的方法来自动确定更小零值点位置的搜索范围。

本发明将薄互层3D地震数据体建模为多个砂体切片的混合信号，提出了一种基于独立成分分析【3】的薄互层地震切片分离方法，自动分离出所有砂体切片，不受砂体层数的限制，提高了薄互层地震切片的分析精度和效率。

参考文献

[1]李国发，王亚静，熊金良等.薄互层地震切片解释几个问题的讨论：以一个三维地质模型为例.石油地球物理勘探，2014，49(2)：388－393.

[2]Chunmei Luo,Shanshan Wei,Sanyi Yuan,Zhaohui Song,Weibin Song,andShangxu Wang.An Unsupervised Learning Method for Estimating Zero-Crossing-Time，IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters,DOI:10.1109/LGRS.2019.2942166.

[3]A.Fast and Robust Fixed-Point Algorithms forIndependent Component Analysis.IEEE Transactions on Neural Networks10(3):626-634,1999.

发明内容

一种基于独立成分分析的薄互层地震切片分离方法，包括以下步骤：

步骤1：对薄互层3D地震数据的地震切片进行稀疏化变换；

步骤2：将从地震切片中提取砂体切片问题建模为盲信号分离问题，利用步骤1稀疏变换后的地震地震切片估计分离矩阵；

步骤3：估计砂体切片及对应的复合反射信号。

在步骤1中，对薄互层3D地震数据p(x,y,t)中的每一个时间t对应的2D切片，利用2D线性稀疏算子S{}对其进行稀疏化变换，得到e(x,y,t)＝S{p(x,y,t)},t＝1:T，，T是地震切片的数量。

2D线性稀疏算子是图像的一阶或二阶微分算子、LOG或DOG算子。