[发明专利]一种匹配追踪地震谱分解方法及装置

说明书

技术领域

本申请涉及地震资料处理技术领域，尤其是涉及一种匹配追踪地震谱分解方法及装置。

背景技术

随着油气勘探开发的不断深入，小断层、薄储层和岩性闭圈的识别与解释成为地震资料精细解释的重点。地震谱分解技术不仅可以提高地震资料对薄储层的解释与预测能力，而且可从地震数据中获得更为丰富的地质信息，一经推出便引起业界广泛关注，并得到了快速发展。已在地层或沉积相解释、油气检测等方面取得广泛应用。其基本原理是选取一组在时间域和频率域均有限的基函数，通过观察待分析信号在基函数上的投影，得到信号在时间域和频率域的联合分布。

最初的地震谱分解主要通过短时傅里叶变换(STFT)来实现，后来又逐渐出现了基于小波变换、S变换以及匹配追踪算法(MP)等的地震谱分解方法。其中，基于匹配追踪算法(MP)的地震谱分解方法在信号时频分解时，具有简单、直接和有效的特点，在地震资料解释领域得到了广泛的运用。匹配追踪算法的出现使得利用过完备库来实现信号的稀疏表示在大多数情况下成为可能。但由于匹配追踪方法是一种贪婪算法,且过完备库一般非常庞大，寻找真正的最佳匹配在计算上是非常昂贵和不现实的。目前大多数情况下选择过完备库中相关性最大的当前原子时，采用遍历所有原子选择内积最大的那一个原子的做法，其缺点是不能适应不同特征的地震信号,而且计算效率和分解精度不高。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种匹配追踪地震谱分解方法及装置，可以提高匹配追踪算法用于地震谱分解的计算效率、分解精度以及适应性。

为达到上述目的，本申请实施例提供了一种匹配追踪地震谱分解方法，所述方法包括：

(1)获取地震信号，并将所述地震信号作为当前信号；

(2)根据所述当前信号，确定待搜索原子的中心频率；

(3)使用匹配追踪算法搜索预设过完备库中满足第一预设条件的原子，选择所述满足第一预设条件的原子中与所述当前信号最相关的原子，获取所述当前信号在所述最相关的原子处的对应投影分量，并获取所述当前信号与所述对应投影分量的信号残差；所述第一预设条件为所述原子的中心频率等于所述待搜索原子的中心频率；

(4)将所述信号残差作为新的当前信号，重复步骤(2)至(4)，直至当前得到的所述信号残差小于预设阈值为止；

(5)根据所有所述对应投影分量，得到所述地震数据的地震谱分解结果。

为达上述目的，本申请实施例还提供了一种匹配追踪地震谱分解装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取地震信号，并将所述地震信号作为当前信号；

中心频率确定模块，用于根据所述当前信号，确定待搜索原子的中心频率；

搜索模块，用于使用匹配追踪算法搜索预设过完备库中满足第一预设条件的原子，选择所述满足第一预设条件的原子中与所述当前信号最相关的原子，获取所述当前信号在所述最相关的原子处的对应投影分量，并获取所述当前信号与所述对应投影分量的信号残差；所述第一预设条件为所述原子的中心频率等于所述待搜索原子的中心频率；

重复模块，用于将所述信号残差作为新的当前信号，重复执行所述中心频率确定模块至所述重复模块，直至当前得到的所述信号残差小于预设阈值为止；

结果获得模块，用于根据所有所述对应投影分量，得到所述地震数据的地震谱分解结果。

由上述本申请实施例所提供的技术方案可知，本申请实施例在使用匹配追踪算法进行地震谱分解时，通过当前信号确定了过完备库中需要搜索的原子的中心频率，不同于现有技术的搜索所有原子的做法，提高了计算效率。另一方面，本申请实施例只搜索预设过完备库中满足第一预设条件的原子，从中确定用于表示地震信号的原子，最终得到的用于表达地震信号的过完备库与地震信号之间更加匹配，提高了匹配追踪算法地震谱分解的分解精度和对不同地震信号的适应性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，构成本申请实施例的一部分，并不构成对本申请实施例的限定。在附图中：

图1为本申请实施例的一种匹配追踪地震谱分解方法示意图；

图2为本申请实施例的主频为30HZ的Ricker子波示意图；

图3为本申请实施例的小波变换时频分解的结果示意图；

图4为本申请实施例的S变换时频分解的结果示意图；

图5为本申请实施例的常规匹配追踪算法时频分解的结果示意图；

图6为本申请实施例的改进匹配追踪算法时频分解的结果示意图；