[发明专利]基于改进S变换的相对保幅点谱模拟高分辨率处理方法

摘要

本发明属于地球物理勘探技术，是一种基于改进S变换的相对保幅的点谱模拟高分辨率处理方法。获取地震资料后，对其中一道地震数据进行改进S变换处理，得到该道地震数据的二维时频谱，在时间-频率域中进行点谱模拟高分辨率处理，实现地震资料的相对保幅处理。通过对地震资料二维时频谱中的点谱进行子波振幅谱模拟处理，可以获得该道地震数据所有采样点时刻的子波振幅谱，即时间-频率域的二维子波振幅谱。根据子波振幅谱设计时间-频率域的二维反褶积算子，将反褶积算子应用到地震资料中，可以得到高分辨率的地震资料。本发明在时间-频率域进行点谱模拟高分辨率处理，克服了地震资料中子波时变特性的影响，并能够有效保持原始数据的频谱特征和时频特性，是一种相对保幅的反褶积处理技术。

主权项

基于改进S变换的相对保幅点谱模拟高分辨率处理方法，其特征在于包括:1）采用常规的地震资料，包括叠加前单炮数据或叠加后地震数据；2）对地震资料进行改进S变换处理，得到每一道地震数据的二维时频谱，二维时频谱数学表达式如下：GST(τ,f)=∫-∞∞h(t)|f|Pπλ4exp(-fP(t-τ)22λ)exp(-i2πft)dt]]>（式1）式中：h(t)是一道地震数据，t为时间，单位是ms；GST(τ,f)是一道地震数据h(t)的二维时频谱；f为频率，单位是Hz；参数λ和p用于调节改进S变换窗函数的时间延续长度和衰减趋势；τ为窗函数的时间位置，单位是ms；3）选取地震资料中高信噪比区域，基于最小二乘原则，对该区域二维时频谱上的点谱进行振幅谱模拟处理，子波振幅谱拟合数学表达式如下：W(f,T)=fkexp(Σn=0Nanfn)]]>（式2）式中：W(f,T)是点谱模拟处理得到的二维子波振幅谱；f为频率,单位是Hz；T为时间，单位是ms；N和k为点谱模拟的拟合参数；an为频率f的多项式系数；4）设置一系列大小不同的参数N和k，拟合得到对应的二维子波振幅谱，并计算得到子波自相关与地震记录自相关的误差值，根据最佳参数优选方法确定最优的子波振幅谱拟合参数N和k；5）对一道地震数据的所有点谱进行子波振幅谱拟合处理，得到该道地震数据的二维时间——频率域子波振幅谱；6）根据二维子波振幅谱设计二维时间——频率域的反褶积算子，时间——频率域二维反褶积算子表达式如下：式中：V(f,Ti)是二维时间——频率域反褶积算子；maxf为Ti时刻子波振幅谱W(f,Ti)的最大值；f为频率,单位是Hz；0≤λ≤1，随频率f离开有效频带的距离增大，λ取值减小；ε为白噪成分，用来折中信噪比和分辨率，ε取值较大时，能够保证较高的信噪比，但是分辨率较低；ε取值较小时，能够大幅提高分辨率，但会降低信噪比；7）将二维时间——频率域反褶积算子应用到地震数据中，得到反褶积后提高分辨率的地震数据；8）重复步骤5到7，直到全部地震资料完成相对保幅的点谱模拟高分辨率处理工作。