三分量地震信号偏振矢量分析方法及系统技术方案

公开了一种三分量地震信号偏振矢量分析方法及系统。该方法可以包括：基于三分量地震记录，确定包含目标波场的时窗，获得时窗数据；基于时窗数据，获得三维空间中质点的重心位置；基于时窗数据与重心位置，获得空间线性方程系数；以及基于空间线性方程系数，获得偏振矢量，其中，三分量地震记录包括：X分量、Y分量、Z分量。本方法将三分量地震波的质点轨迹投影到三维空间中，通过线性拟合算法与最小二乘估计，实现直接快速的获得偏振矢量。

Three component seismic signal polarization vector analysis method and system

A method and system for the analysis of polarization vector of three component seismic signals is presented. The method can include three component seismic records based on the determined time window contains the target wave field, obtain the time window data; time window based on the data obtained, the particle in the three-dimensional space center of gravity position; when the window and the position of the center of gravity data based on the obtained coefficient space linear equation; and based on space coefficient linear equation, obtain the polarization vector among them, three component seismic records, including: X component and Y component and Z component. In this method, the trajectories of three component seismic waves are projected into three-dimensional space, and the polarization vector is obtained directly and quickly through linear fitting algorithm and least squares estimation.

【技术实现步骤摘要】
三分量地震信号偏振矢量分析方法及系统
本专利技术涉及地震勘探领域，更具体地，涉及一种三分量地震信号偏振矢量分析方法及系统。
技术介绍
在地震勘探领域，采用单分量检波器接收的传统地震勘探方法，并不能完全的反映地震波场的本质，而采用三分量的检波器接收的多分量地震，记录了三维的矢量波场，为人们提供了全面的空间地震波场信息。其中三分量记录的地震波的偏振矢量特性分析是三分量勘探进行矢量波场还原，裂缝和各向异性分析等工作的基础。目前，在三分量偏振矢量分析中常用的方法是有失端曲线法、能量准则解析法、能量加权的瞬时方位直方图等方法来确定各种波的偏振主方向。这些方法的共同特点是，如果要得到波场偏振矢量的三个分量，都要进行两次在二维空间上偏振矢量分析。除此之外，这些方法有的还需要人工交互。这种两步偏振分析的方法不利于直接快速的获得偏振矢量三个分量。因此，有必要开发一种三分量地震信号偏振矢量分析方法及系统。公开于本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术提出了一种三分量地震信号偏振矢量分析方法及系统，其能够将三分量地震波的质点轨迹投影到三维空间中，通过线性拟合算法与最小二乘估计，实现直接快速的获得偏振矢量。根据本专利技术的一方面，提出了一种三分量地震信号偏振矢量分析方法。所述方法可以包括：基于三分量地震记录，确定包含目标波场的时窗，获得所述时窗数据；基于所述时窗数据，获得三维空间中质点的重心位置；基于所述时窗数据与所述重心位置，获得空间线性方程系数；以及基于所述空间线性方程系数，获得偏振矢量，其中，所述三分量地震记录包括：X分量、Y分量、Z分量。根据本专利技术的另一方面，提出了一种三分量地震信号偏振矢量分析系统，所述系统可以包括：用于基于三分量地震记录，确定包含目标波场的时窗，获得所述时窗数据的单元；用于基于所述时窗数据，获得三维空间中质点的重心位置的单元；用于基于所述时窗数据与所述重心位置，获得空间线性方程系数的单元；以及用于基于所述空间线性方程系数，获得偏振矢量的单元，其中，所述三分量地震记录包括：X分量、Y分量、Z分量。本专利技术的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本专利技术的特定原理。附图说明通过结合附图对本专利技术示例性实施方式进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了根据本专利技术的三分量地震信号偏振矢量分析方法的步骤的流程图。图2示出了根据本专利技术的一个实施方式的三分量地震记录的示意图。图3示出了根据本专利技术的一个实施方式的质点运动轨迹与质点重心位置的示意图。图4示出了根据本专利技术的一个实施方式的质点运动轨迹的主方向的示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术。虽然附图中显示了本专利技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本专利技术更加透彻和完整，并且能够将本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。实施方式1图1示出了根据本专利技术的三分量地震信号偏振矢量分析方法的步骤的流程图。在该实施方式中，根据本专利技术的三分量地震信号偏振矢量分析方法可以包括：步骤101，基于三分量地震记录，确定包含目标波场的时窗，获得时窗数据；步骤102，基于时窗数据，获得三维空间中质点的重心位置；步骤103，基于时窗数据与重心位置，获得空间线性方程系数；以及步骤104，基于空间线性方程系数，获得偏振矢量，其中，三分量地震记录包括：X分量、Y分量、Z分量。该实施方式将三分量地震波的质点轨迹投影到三维空间中，通过线性拟合算法与最小二乘估计，实现直接快速的获得偏振矢量。下面详细说明根据本专利技术的三分量地震信号偏振矢量分析方法的具体步骤。在一个示例中，基于三分量地震记录，确定包含目标波场的时窗，可以获得时窗数据，其中，三分量地震记录可以包括：X分量、Y分量、Z分量。在一个示例中，基于时窗数据，可以获得三维空间中质点的重心位置。在一个示例中，重心位置的坐标变量可以为：其中，wn表示时窗采样点数，xc、yc、zc表示重心位置的坐标变量，xsum、ysum、zsum分别表示X分量、Y分量、Z分量在时窗的质点能量和。具体地，基于三分量地震记录，确定包含目标波场的时窗，可以获得时窗数据，其中，三分量地震记录可以包括：X分量、Y分量、Z分量。可以基于时窗数据，通过公式(2)分别计算每个分量在时窗wn内的质点能量和：其中，xi、yi、zi分别表示X分量、Y分量、Z分量的样点记录。可以基于质点能量和，通过公式(1)计算时窗wn内质点的重心坐标。在一个示例中，基于时窗数据与重心位置，可以获得空间线性方程系数。在一个示例中，空间线性方程可以为：其中，x、y、z分别表示X分量、Y分量、Z分量中样点的坐标，a与b代表空间线性方程系数。在一个示例中，空间线性方程系数可以为：其中，xi、yi、zi分别表示X分量、Y分量、Z分量的样点记录。具体地，公式(3)表示空间线性方程，可以将时窗数据与重心位置带入公式(3)中，通过最小二乘估计，获得空间线性方程系数(4)与(5)，进而拟合质点运动轨迹的主方向。在一个示例中，基于空间线性方程系数，可以获得偏振矢量。在一个示例中，偏振矢量的坐标变量可以为：其中，px、py、pz表示偏振矢量的坐标变量。具体地，基于空间线性方程系数，可以获得质点运动轨迹的主方向偏振矢量的坐标变量为公式(6)，(px，py，pz)表示质点运动轨迹的主方向偏振矢量。应用示例为便于理解本专利技术实施方式的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本专利技术，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本专利技术。图2示出了根据本专利技术的一个实施方式的三分量地震记录的示意图。时窗长度wn＝61，时窗中从上至下分别为X、Y与Z三个分量，该时窗内的P波真实的偏振矢量为(-0.3805,0.0182,0.9225)。图3示出了根据本专利技术的一个实施方式的质点运动轨迹与质点重心位置的示意图，其中，图中的黑色圆点为重心。基于时窗数据，通过公式(2)分别计算每个分量在时窗wn内的质点能量和：其中，wn表示时窗采样点数，xsum、ysum、zsum分别表示X分量、Y分量、Z分量在时窗的质点能量和，xi、yi、zi分别表示X分量、Y分量、Z分量的样点记录。将质点能量和带入公式(1)，计算时窗wn内质点的重心坐标的坐标变量可以为：其中，xc、yc、zc表示重心位置的坐标变量，(xc,yc,zc)表示重心位置，计算得重心位置为(18.6516,-1.8638,-37.4178)。图4示出了根据本专利技术的一个实施方式的质点运动轨迹的主方向的示意图。空间线性方程为：其中，x、y、z分别表示X分量、Y分量、Z分量中样点的坐标，a与b代表空间线性方程系数。将时窗数据与重心位置带入公式(3)中，通过最小二乘估计，获得空间线性方程系数为：计算得空间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三分量地震信号偏振矢量分析方法，包括：基于三分量地震记录，确定包含目标波场的时窗，获得所述时窗数据；基于所述时窗数据，获得三维空间中质点的重心位置；基于所述时窗数据与所述重心位置，获得空间线性方程系数；以及基于所述空间线性方程系数，获得偏振矢量，其中，所述三分量地震记录包括：X分量、Y分量、Z分量。

【技术特征摘要】
1.一种三分量地震信号偏振矢量分析方法，包括：基于三分量地震记录，确定包含目标波场的时窗，获得所述时窗数据；基于所述时窗数据，获得三维空间中质点的重心位置；基于所述时窗数据与所述重心位置，获得空间线性方程系数；以及基于所述空间线性方程系数，获得偏振矢量，其中，所述三分量地震记录包括：X分量、Y分量、Z分量。2.根据权利要求1所述的三分量地震信号偏振矢量分析方法，其中，所述重心位置的坐标变量为：其中，wn表示所述时窗采样点数，xc、yc、zc表示所述重心位置的坐标变量，xsum、ysum、zsum分别表示X分量、Y分量、Z分量在时窗的质点能量和。3.根据权利要求2所述的三分量地震信号偏振矢量分析方法，其中，所述空间线性方程为：其中，x、y、z分别表示X分量、Y分量、Z分量中样点的坐标，a与b代表所述空间线性方程系数。4.根据权利要求3所述的三分量地震信号偏振矢量分析方法，其中，所述空间线性方程系数为：其中，xi、yi、zi分别表示X分量、Y分量、Z分量的样点记录。5.根据权利要求4所述的三分量地震信号偏振矢量分析方法，其中，所述偏振矢量的坐标变量为：其中，px、py、pz表示所述偏振矢量的坐标变量。6.一种三分量地震信...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈占国，陈林，王跃，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11