[发明专利]一种从垂直地震剖面数据中提取频散曲线的方法

权利要求书

1.一种从垂直地震剖面数据中提取频散曲线的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在井中布置若干个用于采集原始地震数据的检波器，对采集到的垂直地震剖面数据进行上下行波分离处理及多次波压制处理，处理后得到零偏VSP记录，记为U_z(t)，其中z表示检波器所在的深度，t表示时间；

2)利用三参数广义S变换，将零偏VSP记录转换到时间频率域，获得对应广义S变换系数GST_z(t,f)；

3)若干个检波器的深度为z_d,d＝1,2,…,D，D为检波器数量，得到对应的D组广义S变换系数；

4)针对不同深度的广义S变换系数，提取出群延迟时间t_d(f)，群延迟时间为广义S变换系数达到最大值的对应时间，即群延迟时间是频率的函数，如下式：

5)将频率固定为某一值f_x，拟合出该频率下群延迟时间t_d(f)和深度z_d的关系直线，直线的斜率记为m₁(f_x)，m₁(f_x)的倒数即为对应频率的群速度，记为v_g(f_x)，则有：v_g(f_x)＝1/m₁(f_x)；

6)重复步骤5)，遍历每一个频率f_x，能够得到所有频率对应的群速度v_g(f)，群速度随频率变换的曲线即为从垂直地震剖面数据中提取的频散曲线。

2.根据权利要求1所述的从垂直地震剖面数据中提取频散曲线的方法，其特征在于，步骤2)中，三参数广义S变换的窗宽随频率变化，且有三个参数影响窗宽，变换公式如下：

其中，k＞0，表示窗宽系数，s＞0，表示窗宽随频率变化的程度系数，p≥0，表示广义S变换和短时傅里叶变换之间的权衡系数。

3.根据权利要求1所述的从垂直地震剖面数据中提取频散曲线的方法，其特征在于，步骤5)中，利用最小二乘方法拟合出群延迟时间和深度之间的关系直线，具体包括如下步骤：

(1)固定某一频率f_x，列出该频率下群延迟时间t_d(f)和深度z_d的关系，如下式：

其中，r_d,d＝1,2,…,D为噪音；

上述关系写为矩阵形式：

T＝Zm+r

其中，m为斜率向量，该斜率向量和频散速度相关；

(2)上述斜率向量m用最小二乘拟合求得，如下式：

m＝(Z^TZ)^-1Z^TT

最小二乘能够消除噪音，拟合出最能体现时间和深度关系的向量m。