[发明专利]基于时频谱模拟的时变混合相位地震子波提取方法

摘要

本发明公开一种基于时频谱模拟的时变混合相位地震子波提取方法，其特点在于：在对非平稳地震记录进行改进的广义S变换的基础上，首次引入时频滤波器对地震记录的时频谱进行滤波处理，进而采用谱模拟方法估计出每一时刻的子波振幅谱，在子波相位时不变的假设条件下采用高阶累积量的双谱法从去除时变子波振幅谱的地震记录中重构子波的混合相位谱，最后将振幅谱和相位谱结合实现时变混合相位子波的提取。本发明提出的时变子波提取方法与常规分段提取方法相比，不需要子波分段平稳的假设，当相邻层段子波属性存在较大变化时也能准确估计出时变子波，且提取子波的混合相位更符合实际情况，能够更精细、准确地分析处理地震资料，在提高地震资料分辨率方面有很好的应用价值。

主权项

基于时频谱模拟的时变混合相位地震子波提取方法的思想，其特征一在于，该方法依次含有以下步骤：步骤(1)对非平稳地震记录进行改进的广义S变换时频分析：$\mathrm{NGST}(\mathrm{\τ},f)=\underset{-\∞}{\overset{\∞}{\∫}}s\left(t\right)\{\frac{1}{\sqrt{2\mathrm{\π}}q{\left|f\right|}^p}\exp \left(\frac{-{(\mathrm{\τ}-t)}^2}{{2q}^2{f}^{2p}}\right)\×\exp (-i2\mathrm{\πft})\}\mathrm{dt},f\≠0$其中s(t)为非平稳地震记录，为改进的广义S变换的窗函数；步骤(2)引入时频滤波器对地震记录的时频谱进行滤波处理：$S(\mathrm{\τ},f)={\∫}_{-\∞}^{\∞}\mathrm{NGST}(t,f)H_T(t-t_r,f){\mathrm{dt}}_r,f\≠0$其中H(t,f)为时频滤波器，T为时频滤波器的时窗宽度，t_r为反射系数出现的时间点。时频滤波器表示如下：$H_{\mathrm{\τ}}(t,\mathrm{\ω})={[1+\frac{{(t-\mathrm{\τ})}^2{\mathrm{\ω}}^2}{v}]}^{\frac{v+1}{2}}\×[1+\frac{2}{\mathrm{\π}}\arctan \left(\mathrm{\λ}{\left|(t-\mathrm{\τ})\mathrm{\ω}\right|}^p\right)]$该滤波器是一个三参数(λ,p,v)的时间和频率的光滑函数；步骤(3)固定时间τ的取值得到某一时间点处的地震记录的频谱S(T,f)，采用谱模拟的方法拟合出该时刻的子波振幅谱W(T,f)，根据反射层出现的位置改变时间τ的取值，得到相应反射点处的子波振幅谱；步骤(4)利用时变维纳滤波法从地震记录时频谱中去除时变子波振幅谱的影响，则处理后的地震记录中残留着子波相位；步骤(5)假设子波相位是时不变的，利用高阶累积量的双谱法估计子波的混合相位谱φ(f)；步骤(6)将上述时变子波的振幅谱和相位谱结合，得到完整的时变混合相位子波，而将步骤(5)得到的混合相位用于步骤(4)中进一步除去子波相位的影响，便得到反射系数序列。