CN102759747A - 一种地震数据匹配追踪同频率体构建的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种地震数据匹配追踪同频率体构建的方法，步骤是1）对地震信号进行匹配追踪分解，得到一系列时频原子；2）对每个时间采样点和每个频率采样点，将时频原子对应的解析信号乘以这个时频原子的频谱值，得到地震信号的匹配追踪时频分布；3）取匹配追踪时频分布的实部，得到地震信号的振幅随频率变化剖面；4）从振幅随频率变化剖面中提取给定频率的信号；5）将三维地震数据体中的每一道地震信号重复步骤1)到步骤4），即得到给定频率的同频率体；优点是获得的同频率剖面不存在平行同相轴假象，且振幅随频率变化剖面中不存在同相轴上下漂移和分叉现象，可以方便地分析地震振幅随频率变化规律。

Description

一种地震数据匹配追踪同频率体构建的方法

技术领域

本发明属于地震资料解释领域，具体来说是一种利用地震数据匹配追踪结果构建三维同频率体的方法。

背景技术

利用地震信号中包含的丰富频率信息，可以更好地进行隐蔽油气藏的描述。工业界常用的同频率数据构建技术，一种是带通滤波法，一种是小波变换法，后者由于具有多分辨性等优良性质，成为目前最流行的同频率体构建技术。但小波变换法得到的振幅随频率变化剖面从低频到高频存在树状分支，难以追踪某一同相轴的振幅随频率变化规律。此外，小波变换得到的同频率剖面存在虚假的平行同相轴。因此，这些技术已经不能满足要求，需要发展更准确的同频率体构建技术。地震信号经过匹配追踪分解后，可得到一系列时频原子，由时频原子完全重构地震信号非常简单，但利用时频原子构建给定频率的三维数据体，即同频率体，却一直是个空白。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地震数据匹配追踪同频率体构建的方法。本发明创建了匹配追踪同频率体构建技术，解决了匹配追踪时频原子按不同频段重构的问题。可以方便地追踪同相轴的振幅随频率变化规律。

本发明的技术方案是：一种地震数据匹配追踪同频率体构建的方法，其步骤是：

1）对地震信号进行匹配追踪分解，得到一系列时频原子；

2）对每个时间采样点和每个频率采样点，将时频原子对应的解析信号乘以这个时频原子的频谱值，得到地震信号的匹配追踪时频分布；

3）取匹配追踪时频分布的实部，得到地震信号的振幅随频率变化剖面；

4）从振幅随频率变化剖面中提取给定频率的信号；

5）将三维地震数据体中的每一道地震信号重复步骤1)到步骤4），即得到给定频率的同频率体。

本发明的技术原理是：地震信号经过匹配追踪分解后，可得到一系列时频原子。时频原子具有良好的有限支撑性质，其能量集中在以中心时间和主频为中心的时频点附近。在每个时间采样点和每个频率采样点上，将时频原子对应的解析信号乘以这个时频原子的频谱，就得到匹配追踪时频分布，该时频分布同时包含了地震信号每个频率的振幅和相位信息，匹配追踪时频分布的实部就是地震信号的振幅随频率变化剖面。对于给定频率，抽取振幅随频率变化剖面中对应于该频率的信号即组成给定频率的数据体。

实际上，匹配追踪同频率体的构建是时频原子按照给定频率的频谱加权重构的过程。在匹配追踪同频率体的构建过程中，所有时频原子均参与计算，但每个时频原子的权值不同，权值大小由给定频率的频谱值决定。

本发明的效果是：这样构建的同频率体，一方面包含了所有匹配追踪时频原子，使同频率体保持较宽频带；另一方面，时频原子根据其在给定频率的频谱大小进行加权，对同频率体的贡献又有主次之分。获得的同频率剖面不存在平行同相轴假象，且振幅随频率变化剖面中不存在同相轴上下漂移和分叉现象，可以方便地分析地震振幅随频率变化规律。

附图说明

图1为不同方法得到的30Hz同频率剖面对比，其中(a)为小波变换法得到的同频率剖面；(b)为时频原子直接构建的同频率剖面；(c)为本技术得到的同频率剖面。

图2为同频率体构建流程图。

图3为不同方法得到的时频分布对比，其中(a)为本技术得到的时频分布；(b)为匹配追踪魏格纳分布方法得到的时频分布。

图4为原始地震剖面。

图5为匹配追踪同频率剖面，其中(a)为15Hz；(b)为30Hz；(c)为50Hz。

图6为小波变换同频率剖面，其中(a)为15Hz；(b)为30Hz；(c)为50Hz。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施例子。

如图2所示：一种地震数据匹配追踪同频率体构建的方法，其步骤是：

1）对地震信号进行匹配追踪分解，得到一系列时频原子；

2）对每个时间采样点和每个频率采样点，将时频原子对应的解析信号乘以这个时频原子的频谱值，得到地震信号的匹配追踪时频分布；

3）取匹配追踪时频分布的实部，得到地震信号的振幅随频率变化剖面；

4）从振幅随频率变化剖面中提取给定频率的信号；

5）将三维地震数据体中的每一道地震信号重复步骤1)到步骤4），即得到给定频率的同频率体。

图1(a)是利用小波变换方法得到的30Hz同频率剖面，可见其中存在由调谐效应产生的虚假平行同相轴。图1(b)是对地震剖面进行匹配追踪分解，然后直接利用30Hz匹配追踪时频原子构建的同频率剖面，可见同相轴时连时断，存在很多空白区，说明仅由给定频率的时频原子不能合理地构建同频率信号。图1(c)是利用本技术得到的30Hz同频率剖面，通过与图1(a)、图1(b)对比可见，图1(c)既不存在虚假平行同相轴，也不存在空白区，很好地保持了原地震剖面的特征。

图3(a)左侧为一道地震信号，对其进行匹配追踪分解，然后利用本技术计算此地震道的时频分布，其时频振幅谱分布如图3(a)所示。为了对比，将该地震信号匹配追踪结果利用传统的魏格纳分布计算其时频振幅谱，如图3(b)所示。对比图3(a)、图3 (b)可见，利用本技术得到的时频分布，无论是分辨率还是能量聚集性，与魏格纳方法的计算结果完全相同，说明了本技术的正确性。需要说明的是，魏格纳方法只能得到地震信号的时频振幅谱分布，因此利用魏格纳时频分布无法重构地震信号。本技术得到的匹配追踪时频分布除了含有时频振幅谱信息之外，还有时频相位谱信息，可以利用振幅和相位构建同频率信号。

图4是一地震剖面，图5是对图4的地震剖面利用本技术得到的15Hz、30Hz和50Hz的匹配追踪同频率剖面。为了评价效果的好坏，图6给出了小波变换得到的对应频率剖面。对比图5、图6可以看出，本技术与小波变换一样具有多分辨特性，能够分离出不同频率的地震信号，利用不同频率的剖面可以揭示不同厚度、不同规模的地层反射特征。

进一步对比发现，图6所示的小波变换同频率剖面中存在平行同相轴等简谐波调谐现象，而在图5的各个频率匹配追踪同频率剖面上则不存在这种简谐效应，不同频率的剖面很好地保持了原地震剖面图4的反射特征。

Claims (1)

1.一种地震数据匹配追踪同频率体构建的方法，其特征在于：其步骤是

1）对地震信号进行匹配追踪分解，得到一系列时频原子；

2）对每个时间采样点和每个频率采样点，将时频原子对应的解析信号乘以这个时频原子的频谱值，得到地震信号的匹配追踪时频分布；

3）取匹配追踪时频分布的实部，得到地震信号的振幅随频率变化剖面；

4）从振幅随频率变化剖面中提取给定频率的信号；

5）将三维地震数据体中的每一道地震信号重复步骤1)到步骤4），即得到给定频率的同频率体。

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