检波校正后地震轨迹参数的相位制造技术

本发明专利技术给出了获得新颖的地震数据特征的一种方法，这种方法能够改善对地震数据的处理和分析解释的能力．地震信号或轨迹数据首先要经过检波，然后作希尔伯特变换和用反正切函数进行处理以得到新的瞬时相位参数．这一瞬时相位被称为检波后的轨迹的相位，用缩写ＰＯＲＴ表示．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一、专利技术的背景此专利技术概括地论述了地震数据的处理和显示的方法。更具体地说，它论述了为提高数据的解释和显示能力，从地震轨迹数据中获得一种新型的地震数据的方法。二、先前工作的简介人们并没有认识到某些与发展动向有关的先前工作，例如最新发现的地震参数，缩写为PORJ，即检波校正后地震轨迹参数的相位。有价值的先前工作是由Taner，Koehler和Sherigf所做的，文章发表在“Geophysics，Vol.44，№6，Junn 1979，PP1041-1063”。题为“复杂的地震轨迹的分析”。以前所发表的文章都介绍了过去的计算技术技巧，它所用来在选定的地震轨迹剖面数据中提取瞬时相位特性。这种方法为大家所知道并已广泛地用于地球物理学的各种课题的处理中，老的相位获取技术分两步完成。即地震轨迹首先进行希尔伯特(Hilhert)变换，为了提取瞬时相位特性，利用希尔伯特变换与轨迹数据之比的逐点的反正切值，再对数据进行处理。专利技术的概述此专利技术论述了获取改进型的瞬时相位特性或参数的方法，由于对噪声加强了抑制，使之最终的输出被增强了，而且使数据的分辨率也明显有了改善。为了处理地震轨迹数据以求得到新的相位参数，此专利技术用检波校正、希尔伯特变换、最后确定反正切函数等方法，其目的是提供一种增强地震数据可视显示。此专利技术的另一个目的是给出一种相对比较简单的数据处理方法，使在输出端的信噪比有很大的改善。本专利技术的进一步目的是提供一种新的确定瞬时相位的方法，这一方法可以具体地用在光点增强理论中。最后的目的是要提供从地震轨迹中提取新的瞬时相位参数特性的方法，这一新的相位参数在描述断层和其它复杂的地质结构中是十分有用的，当连带着说明此专利技术的附图一起阅读时，还可以了解到此专利技术的其余的目的和特有的优点。草图的简单说明图1是此专利技术过程步骤的流程图。图2是随时间变化的轨迹Ⅰ-Ⅳ的老的或过去的瞬时相位数据信号形式。图3是随时间变化的轨迹Ⅰ-Ⅴ的新的瞬时相位数据信号。图4是在选定的观测线上，过去的瞬时相位显示形式的图解说明。图5是与图4所选择的同一地震观测线上的新的瞬时相位显示形式图解。图6是与图4、5所选择的同一地震观测线上的新的瞬时相位显示，但相位的峰值和各点进一步用彩色表示出来的。图7是用于彩色增强的新的相位处理过程的流程图。图8是在另一个地震观测线上，用新的瞬时相位来显示的图解说明图片，它喜剧性地显示出了断层结构。图9当在图7、8所选用的地震观测线上，类似的新的瞬时相位显示图，轨迹的峰值点和谷点结构都用各种不同的颜色来表示。专利技术的详细介绍图1给出了利用标准相位计算技术来计算新的相位的处理流程图，同时也包括了确定绝对数据值的原先之步骤，这样，预处理过程的地震轨迹数据作为输入并加到处理步骤10上，在步骤10上的地震轨迹数据接收到各种前面已经校正和处理了的信号，但本质上它形成的是按顺序的轨迹数据，这当然与实际的地震剖面或观测线有关。此外，在步骤10上，输入的地震轨迹数据由被选择的连续平面上的数据组成，这一数据可以从三维地震轨迹数据中导得。输入地震轨迹数据在流程图步骤12中进行希尔伯特变换，它使轨迹数据的绝对值产生π/2弧度的正向旋转。然后将希尔伯特变换后的数据在流程图步骤16中作处理，使得检波校正了的轨迹的希尔伯特变换值与不作变换的值之比逐点可算，利用这个比值的反正切就得到相位，希尔伯特变换的操作计算以及反正切函数的计算在许多计算机程序和/或倒行程序中都是现成可用的。新的瞬时相位数据要送到流程图步骤18中去，并在那里产生图象数据。为了把新的相位数据送到流程图步骤20中，那么步骤18中的图象数据应包含有网格。输出显示可以用任何种亮度标绘设备，例如Applicon墨打印机、激光胶片绘图仪或任何其它显示系统。流程图中18、20的功能可以由大家熟知的视频显示系统来完成。在一种具体的设备中，如I2S公司的70型图象处理计算机就可完成上述功能，这些设备或系统可以向国际图象系统购买。图2和图3分别给出了所获得的老的相位参数和新的相位参数的示图。图2表示老的相位技术，原则上它是通过希尔伯特变换Hi〔f(t)〕对输入轨迹f(t)作处理并连续地找到希尔伯特变换与输入轨迹数据的逐点比的反正切，即Hi〔f(t)〕÷f(t)的反正切，这就是老的瞬时相位。这样，在图2中，轨迹Ⅰ表示理想的无噪声地震轨迹的Ricktr波形22，大约0.55-0.75秒的时间窗区有一段非零值线24。在轨迹Ⅰ上加上大量的随机噪声n得到轨迹Ⅱ的信号26，它表示真正的地震轨迹f(t)。于是轨迹Ⅰ由高斯二阶导数组成，并没有直流成份。轨迹Ⅱ与轨迹Ⅰ相同，但这里加上了均匀的，均值为0的随机噪声，其信噪比为10∶1。轨迹Ⅲ表示了轨迹Ⅱ的希尔伯特变换，它也表明了所有随机噪声的相位都有相移为π/2弧度的正向超前。很清楚在0.55-0.75秒的时间窗区之外，轨迹基本上是噪声。希尔伯特变换的结果是使信号仍处于象原来的波形22一样的时间窗区上，轨迹30表示了老的相位参数，它是希尔伯特变换轨迹Ⅲ与原来的轨迹Ⅱ的逐点比的正切值，即有Φ(T)＝ATAN2 (Hi〔f(t)〕)/(f(t)) ……(1)图3以同样的方法给出了新的瞬时相位参数。图3中的轨迹Ⅰ、Ⅱ与图2中的Ⅰ、Ⅱ一样。把轨迹Ⅱ22信号和噪声二者进行检波，它产生的绝对值轨迹Ⅲ32的相对频率加倍，并都为正值。如果轨迹Ⅱ26用f(t)表示，则轨迹Ⅲ32可表示为｜f(t)｜ ……(2)下一步从绝对值轨迹32的希尔伯特变换得到轨迹34，它与老的相位表示法(图2中的相应的希尔伯特变换)的轨迹28是完全不同的，希尔伯特变换为Hi〔｜f(t)｜〕 ……(3)我们看到，图2中的希尔伯特变换轨迹28的噪声基本上分布在0.55-0.75秒窄窗区之外。图3中检波校正后的希尔伯特变换轨迹34上有一正的和负的拖尾，并延伸到窗区以外可考虑的范围中。实际上，检波后的希尔伯特变换34所得结果，与有噪声时对δ函数作希尔伯特变换所得结果呈相似的。检波对轨迹的希尔伯特变换的影响是使信号占主导地位，并对噪声进行抑制。检波引起希尔伯特变换的结果是使信号不再定位在由原来的Ricker波型信号所处的时间窗区上了。图3轨迹V表示了计算后得到的新的瞬时相位信号值36，这里仅正切是取希尔伯特变换34与原始的检波后轨迹值40的逐点比的反正切，其表达式为NEWΦt＝ATAN2 (Hi〔｜f(t)｜〕)/(｜f(t)｜) ……(4)与希尔伯特轨迹34相类似，在有效时间窗区之前几乎所有的噪声峰值都被推到负值，而新的相位波型36明显地出现在0.65秒的时间线上，并带着信号拖尾。噪声38出现在零均值线24以上的正值范围中。与老的相位技术相比，图3给出的新的相位技术，更能得到好的结果，这是由于其在信号和噪声上都作了检波，检波的过程导致不寻常的非线性滤波。图3轨迹26中的噪声从-1到+1作变化，而检波之后的变化则是从0到1，如轨迹32所示，高斯波型的二阶导数的大负翼也变成了正值，其峰值40位于0.65秒处。这一检波增大了轨迹26上的直流分量，使它从0到轨迹32阴影部份中的某些正值上。图2的希尔伯特变换曲线28与图3的34相比较，检波校正的效果就更加明显了。图2中28的老的相位希尔伯特变换是信号加噪声的希尔伯特变换，很本文档来自技高网...

【技术保护点】
从地震轨迹数据中获得特定的地震数据参数的方法应含有：为研究所选定的平面，首先应接收要处理的地震轨迹数据；对这一地震数据进行检波；对检波后的轨迹数据作希尔伯特变换；用检波后数据的希尔伯特变换数据确定瞬时相位；用检波和变换后 得到的瞬时相位来分析解释研究平面的地质含义。

【技术特征摘要】
1.从地震轨迹数据中获得特定的地震数据参数的方法应含有为研究所选定的平面，首先应接收要处理的地震轨迹数据；对这一地震数据进行检波；对检波后的轨迹数据作希尔伯特变换；用检波后数据的希尔伯特变换数据确定瞬时相位；用检波和变换后得到的瞬时相位来分析解释研究平面的地质含义。2.按权项1所述的方法，分析解释这一步应包括·为研究平面中所选定的部分，需直观地显示其瞬时相数据。3.按权项2的方法，直观显示应含有·必须以瞬时相位数据产生图象数据;·把图象数据输出到直观显示屏上。4.按权项3的方法，则进一步包含有·用多种彩色作视频显示并指定不同的颜色来区分瞬时相位数据的不同极性。5.按权项4的方法，应包含下面这一步·彩色和多色视频显示彩色亮度之间均可相互变化。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：比弗利比斯蒂奔斯，罗杰凯皮尔逊，唐娜凯特雷尔，罗伯特博米尔，
申请(专利权)人：科纳科公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]