一种地震波传播能量衰减补偿方法技术

技术编号:23341371 阅读:24 留言:0更新日期:2020-02-15 03:15
本发明专利技术公开了一种地震波传播能量衰减补偿方法,包括以下步骤:输入实际地震资料,进行广义S变换将实际地震资料从时域变换到频域,对实际地震资料求取时变的品质因子,根据时变增益限稳定因子法反Q滤波方程进行反Q滤波,得到反Q滤波结果实现衰减补偿。本发明专利技术中的与品质因子有关的时变增益限振幅补偿函数与现有技术相比,时变性更符合实际处理的需要,得到的振幅补偿结果更为准确;和现有的变增益限振幅补偿函数相比,其振幅补偿函数更为连续、光滑,解决了现有振幅补偿函数的振幅补偿结果存在的吉普斯效应。

A method of energy attenuation compensation for seismic wave propagation

【技术实现步骤摘要】
一种地震波传播能量衰减补偿方法
本专利技术涉及地震勘探数据处理
,更具体的说是涉及一种地震波传播能量衰减补偿方法。
技术介绍
在石油勘探过程中,地层对地震波的吸收造成了震源子波时变,使资料的分辨率降低,特别是深层信号,由于地层的低通滤波作用,高频信号衰减严重。因此,地表记录到的不同深度反射信号及其频带,已经不能反映地下的真实情况,影响了后续地震资料的处理和解释工作,也影响了石油勘探结果的准确性。为了提高地震资料的分辨率,就必须对地震波衰减进行吸收补偿处理。目前,地震数据处理中采用的地震波衰减补偿方法主要有四种:(1)常规反Q滤波方法,该方法是一种通过级数展开近似补偿高频成分的方法;(2)截止频率法(增益控制法)反Q滤波,该方法通过在地震波有效截止频率外固定振幅补偿函数的补偿增益限来压制高频噪音,进行振幅补偿;(3)稳定因子法反Q滤波,通过引入稳定因子(和振幅补偿增益限有关的很小的常数),使反Q滤波振幅补偿函数在频率域满足高斯分布,使振幅补偿函数稳定且具有固定增益限,即振幅增益有固定的最大值,从而实现振幅补偿;(4)自适应增益限反Q滤波,该方法针对常规反Q滤波方法不能压制高频噪音以及稳定因子法反Q滤波增益限固定不变的缺陷,采用分段函数的思路,在地震波有效频带内采用常规反Q滤波补偿公式,在地震波有效频带外则采用稳定因子法反Q滤波公式,地震波有效频带最大值即为稳定因子法反Q滤波振幅补偿函数最大值对应的角频率,即截止角频率,该角频率随地震记录各道采样点的变化而变化。但是,常规反Q滤波方法没有考虑到振幅补偿函数增益限的问题,其振幅补偿函数随频率的增大而呈指数增长,造成实际地震资料在深层地震波能量衰减较大的地方,用该方法对介质吸收衰减进行补偿处理,严重抬高了高频噪音的能量,地震资料信噪比严重降低。截止频率法(增益控制法)反Q滤波的振幅补偿函数为一个人为截断的分段函数,在截止频率外,振幅补偿函数是一个不变的常数,导致利用该方法补偿后的结果出现了严重的截断效应,补偿后的地震记录子波旁瓣出现了严重震荡扰动,降低了地震资料的信噪比,影响地震资料同相轴的真实性。稳定因子法反Q滤波的稳定因子为一个不变的常数,其振幅补偿增益限也为一固定不变的常数,不能完全适应于地震记录中各道各采样点的补偿限度,当增益限过大时,地震资料振幅补偿过量,高频噪音能量同样会被抬升,增益限过小时,地震波振幅补偿欠佳,达不到资料的补偿要求,分辨率提升不明显。自适应增益限反Q滤波的振幅补偿函数是分段函数,在截止频率处振幅补偿函数连续但是不光滑,这就导致在振幅补偿过程中地震子波会发生吉布斯效应,在子波周围出现震荡现象,这种震荡严重影响了地震剖面同相轴的连续性,从而导致处理后的地震资料分辨率不能满足实际处理分析的需要。因此,如何研究出一种能满足高精度需求并能有效克服吉布斯效应的地震波传播能量衰减补偿方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术提供了一种地震波传播能量衰减补偿方法,它针对目前存在的反Q滤波振幅补偿函数增益限固定或由于可变增益限的振幅补偿函数存在吉普斯效应造成的实际地震资料处理结果效果不明显的问题而提出,相对于现有技术能更好的适用于实际资料中进行反Q滤波处理,得到更为可靠和更高分辨率的处理结果。为了实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案:一种地震波传播能量衰减补偿方法,包括以下步骤:输入实际地震资料,进行广义S变换将实际地震资料从时域变换到频域,对实际地震资料求取时变的品质因子,根据时变增益限稳定因子法反Q滤波方程进行反Q滤波,得到反Q滤波结果实现衰减补偿;所述时变增益限稳定因子法反Q滤波方程的获取步骤为:S1:求取品质因子和振幅补偿函数增益限的关系;S11:计算品质因子和瞬时能量的关系式;S12:根据地震波能量计算公式计算不同时刻地震波振幅比和能量比的关系式;S13:将S11中得到的品质因子和瞬时能量的关系式与S12中得到的不同时刻地震波振幅比和能量比的关系式进行结合,得到品质因子和振幅补偿函数增益限的关系式;S2:计算振幅补偿函数增益限和稳定因子的关系;S3:通过S1中的品质因子和振幅补偿函数增益限的关系和S2中振幅补偿函数增益限和稳定因子的关系,计算出品质因子和稳定因子的关系,用时变的品质因子替代时不变的稳定因子,得到时变增益限稳定因子法反Q滤波方程,具体方程为:其中,φ(τ,ω)为时变增益限稳定因子反Q滤波方程,为常规反Q滤波振幅补偿函数,σ(τ)2为τ时刻的稳定因子。优选的,S11包括以下内容:(1)根据离散时间信号的能量表达式,对地震波信号做广义S变换,得到地震波传播过程中能量在时频域的展布特征,也就是由时频振幅谱表示的地震波能量表达式,具体公式为:E(τ,ω)=[GSTN(τ,ω)]2-[GSTN(τ+Δτ,ω)]·[GSTN(τ-Δτ,ω)]公式(2)其中,GST为广义S变换后的时频振幅谱;(2)根据步骤(1)中的由时频振幅谱表示的地震波能量表达式,求取地震波在某时刻的瞬时能量;地震波瞬时能量为频率域能量的最大值,具体为:(3)根据品质因子的定义,通过计算抽样波长内的地震波能量衰减量,得到品质因子和瞬时能量的表达式,具体表达式为:其中,E(τ)和E(τ+Δτ)分别为τ时刻地震波能量和τ+Δτ时刻的地震波能量。优选的,S12中所述不同时刻地震波振幅比和能量比的关系式具体为:其中,A(τ)和A(τ+Δτ)分别为τ时刻振幅和τ+Δτ时刻振幅,ρ(τ)和ρ(τ+Δτ)分别为τ时刻地下介质密度和τ+Δτ时刻地下介质密度。优选的,S13中所述的品质因子和振幅补偿函数增益限的关系式具体为:其中,c(τ)为振幅补偿函数增益限。优选的,所述S2包括以下内容:(1)根据稳定因子法反Q滤波振幅补偿函数计算得到稳定因子,具体表达式为:(2)根据步骤(1)的内容进一步计算稳定因子与振幅补偿函数增益限的关系式,具体关系式为:(3)结合S13中的振幅补偿函数增益限和品质因子的关系式,得到品质因子与稳定因子的关系式,具体为:优选的,具体包括以下内容:(1)输入实际地震资料;定义参数,参数初始化;进行广义S变换将实际地震资料从时域变换到频域;(2)对实际地震资料求取品质因子;(3)根据时变增益限稳定因子法反Q滤波方程,对实际资料进行反Q滤波,补偿因地层吸收衰减而导致的振幅能量;(4)进行广义S变换的逆变换,将频域得到的结果变换到时域中,得到最终结果。经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本专利技术公开提供了一种地震波传播能量衰减补偿方法,具有以下有益效果:(1)提出基于T-K能量求取振幅补偿函数增益限和品质因子的关系,得到与品质因子有关的时变增益限振幅补偿函数;和传统的固定增益限的振幅补偿函数相比,其时本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种地震波传播能量衰减补偿方法,其特征在于,包括以下步骤:/n输入实际地震资料,进行广义S变换将实际地震资料从时域变换到频域,对实际地震资料求取时变的品质因子,根据时变增益限稳定因子法反Q滤波方程进行反Q滤波,得到反Q滤波结果实现衰减补偿;/n所述时变增益限稳定因子法反Q滤波方程的获取步骤为:/nS1:求取品质因子和振幅补偿函数增益限的关系;/nS11:计算品质因子和瞬时能量的关系式;/nS12:根据地震波能量计算公式计算不同时刻地震波振幅比和能量比的关系式;/nS13:将S11中得到的品质因子和瞬时能量的关系式与S12中得到的不同时刻地震波振幅比和能量比的关系式进行结合,得到品质因子和振幅补偿函数增益限的关系式;/nS2:计算振幅补偿函数增益限和稳定因子的关系;/nS3:通过S1中的品质因子和振幅补偿函数增益限的关系和S2中振幅补偿函数增益限和稳定因子的关系,计算出品质因子和稳定因子的关系,用时变的品质因子替代时不变的稳定因子,得到时变增益限稳定因子法反Q滤波方程,具体方程为:/n

【技术特征摘要】
1.一种地震波传播能量衰减补偿方法,其特征在于,包括以下步骤:
输入实际地震资料,进行广义S变换将实际地震资料从时域变换到频域,对实际地震资料求取时变的品质因子,根据时变增益限稳定因子法反Q滤波方程进行反Q滤波,得到反Q滤波结果实现衰减补偿;
所述时变增益限稳定因子法反Q滤波方程的获取步骤为:
S1:求取品质因子和振幅补偿函数增益限的关系;
S11:计算品质因子和瞬时能量的关系式;
S12:根据地震波能量计算公式计算不同时刻地震波振幅比和能量比的关系式;
S13:将S11中得到的品质因子和瞬时能量的关系式与S12中得到的不同时刻地震波振幅比和能量比的关系式进行结合,得到品质因子和振幅补偿函数增益限的关系式;
S2:计算振幅补偿函数增益限和稳定因子的关系;
S3:通过S1中的品质因子和振幅补偿函数增益限的关系和S2中振幅补偿函数增益限和稳定因子的关系,计算出品质因子和稳定因子的关系,用时变的品质因子替代时不变的稳定因子,得到时变增益限稳定因子法反Q滤波方程,具体方程为:



其中,φ(τ,ω)为时变增益限稳定因子反Q滤波方程,为常规反Q滤波振幅补偿函数,σ(τ)2为τ时刻的稳定因子。


2.根据权利要求1所述的一种地震波传播能量衰减补偿方法,其特征在于,S11包括以下内容:
(1)根据离散时间信号的能量表达式,对地震波信号做广义S变换,得到地震波传播过程中能量在时频域的展布特征,也就是由时频振幅谱表示的地震波能量表达式,具体公式为:
E(τ,ω)=[GSTN(τ,ω)]2-[GSTN(τ+Δτ,ω)]·[GSTN(τ-Δτ,ω)]公式(2)
其中,GST为广义S变换后的时频振幅谱;
(2)根据步骤(1)中的由时频振幅谱表示的地震波能量表达式,求取地震波在某时刻的瞬时能量;地震波瞬时能量为频率域能量的最大值,具体为:


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【专利技术属性】
技术研发人员:阎建国宋鑫磊陈琪王博睿张雪纯邓儒炳张建团
申请(专利权)人:成都理工大学
类型:发明
国别省市:四川;51

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