[发明专利]基于对数时频域双曲平滑的动态反褶积方法

说明书

技术领域

本发明属于地球物理勘探领域，涉及在对数时频域实现双曲平滑，进而完成动态反褶积，提高地震资料分辨率。 

背景技术

反褶积是地震资料处理中的一个基础环节，不仅能有效压缩地震记录中的地震子波，并且可以压制鸣震和多次波，能够明显提高地震数据的垂向分辨率。经过半个多世纪的发展，反褶积已演化多种成熟的方法，如最小平方反褶积、预测反褶积、子波整形反褶积、同态反褶积等。然而，目前大多数反褶积方法均建立在常规Robinson褶积模型之上，认为地震子波不随时间变化，忽略了地层的吸收衰减等效应，限制了其适用范围和实际价值，属于静态反褶积的范畴。 

动态褶积模型考虑了地层的吸收衰减，由Margrave等人推导化简并引入地震勘探领域(Margrave，1998；Margrave等，2002)。在时频域，该模型表示为震源子波、吸收衰减与反射系数相乘的形式，若只考虑幅值关系，其形式为： 

|s^g(τ,f)|≈|w^(f)||α(τ,f)||r^g(τ,f)|]]>

其中 代表震源子波，|α(τ，f)|为吸收衰减， 代表反射系数项。动态反褶积的目的在于从地震道时频谱中移除震源子波与吸收衰减的影响，仅保留反射系数项，从而达到补偿吸收衰减，提高垂向分辨率的目的。 

毫无疑问，在动态反褶积的整个技术流程中震源子波与吸收衰减的估计是关键，而这两项的估计是通过平滑地震道时频谱获得的，因此平滑方法的选择对最终输出结果具有至关重要的影响。经过近几年的发展(Grossman等，2002；Montana等，2005)，已成熟的主流平滑方法有十字平滑，矩形窗平滑与常规时频域的双曲平滑。在研究中，许多研究对比工作发现十字平滑与矩形窗平滑的AGC效应严重，破坏了地震道垂向的振幅特征，输出结果会严重偏离实际情况(Margrave等，2003)。相比之下，常规双曲平滑利用恒Q与白噪反射系数的假设，在时频域沿tf＝常数的双曲线进行平滑，首先利用迭代思想从地震道时频谱中移除震源子波的影响，不断提纯对吸收衰减的估计。迭代结束后，从地震道时频谱移除最终估计的吸收衰减，并沿时间方向计算均值，沿频率方向平滑进而获得震源子波的频率响应。常规双曲平滑的输出结果稳定，是一种适用于动态反褶积的较合理的平滑方法(Margrave等，2011)。 

然而，常规双曲平滑方法的不足之处主要在于，利用迭代估计吸收衰减的过程中，需要借助除法实现不断移除震源子波的影响，然而为确保数值稳定性，防止除数很小的现象的出现，需要在分母中人为地增加白噪因子项，这将降低迭代效率，致使求解的吸收衰减与震源子波不准确，这将影响最终的反褶积效果。 

发明内容

针对常规双曲平滑方法的不足，本发明提供了一种在对数时频域实现双曲平滑的方法。通过本发明的改进，能够准确获得吸收衰减与震源子波，加速迭代收敛效率，减少由白噪因子引起的人为干扰，明显提高地震资料的分辨率，在油气勘探领域具有重要的应用价值。 

本发明实现上述目的的具体实施方案如下： 

步骤1：根据POU条件，确定一套分析时窗与合成时窗； 

步骤2：借助分析时窗与快速傅里叶变换实现Gabor变换，获得输入地震道的时频谱，并对其值谱取对数获得对数频谱；