CN105005075A - 基于地震频率信息的多波匹配方法 - Google Patents

Abstract

提供一种基于地震频率信息的多波匹配方法，所述方法包括：(a)基于频率域的转换横波和频率域的纵波，求取频率域的转换横波的扩频比例系数；(b)基于求取的扩频比例系数对所述频率域的转换横波进行扩频处理；(c)对频率域的扩频处理后的转换横波进行变换，得到时间域的扩频处理后的转换横波；(d)将时间域的扩频处理后的转换横波与时间域的纵波进行匹配。上述方法使转换横波的频带宽度得到一定程度的拓展，转换横波的高频分量和分辨率得到明显提高，从而使得转换横波和纵波的匹配效果得到明显改善。

Description

基于地震频率信息的多波匹配方法

技术领域

本发明总体来说涉及多波地震勘探技术领域，更具体地讲，涉及一种基于地震频率信息的多波匹配方法。

背景技术

随着经济的发展，对石油、天然气等资源的需求在日益增加，因此对石油、天然气的勘探要求也越来越高。面对越来越复杂的油气勘探开发需求，常规的纵波地震勘探技术存在诸多难以解决的问题，如真假亮点识别的多解性、反演出的岩石物性参数少、储层预测精度低等问题，因此上述单一的纵波勘探技术存在明显的不足。

多波地震勘探投资小，获取的地下信息比单一纵波勘探技术更加丰富，是进行岩性油气藏和裂缝性油气藏勘探的一种有效手段。但目前多波勘探还存在一些尚未解决的问题，例如，如何校准纵波、转换横波剖面中的对应层位；褶积后如何处理两个地震道的波峰波谷不一致；如何获取横波速度、生成共转换点道集等。

多波匹配是多波地震勘探技术的基础，目前国内外的多波匹配方法主流是基于同相轴相似性准则在时间域内对纵波(即，PP波)和转换横波(即，PS波)进行匹配，上述匹配方法的匹配精度较低。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于地震频率信息的多波匹配方法，以解决现有中纵波和转换横波的匹配精度低的技术问题。

本发明的一方面提供一种基于地震频率信息的多波匹配方法，所述方法包括：(a)基于频率域的转换横波和频率域的纵波，求取所述频率域的转换横波的扩频比例系数；(b)基于求取的扩频比例系数对所述频率域的转换横波进行扩频处理；(c)对频率域的扩频处理后的转换横波进行变换，得到时间域的扩频处理后的转换横波；(d)将时间域的扩频处理后的转换横波与时间域的纵波进行匹配。

可选地，所述方法可还包括：获取多道地震记录，其中，步骤(a)可包括：基于每道地震记录对应的频率域的转换横波的振幅谱和频率域的纵波的振幅谱，求取每道地震记录对应的频率域的转换横波的振幅谱的扩频比例系数，其中，步骤(a)中，求取所述多道地震记录中的任一道地震记录对应的频率域的转换横波的振幅谱的扩频比例系数的步骤可包括：计算所述一道地震记录对应的频率域的转换横波振幅谱与所述一道地震记录对应的频率域的纵波振幅谱的比值，将所述比值作为所述一道地震记录对应的频率域的转换横波的振幅谱的扩频比例系数。

可选地，步骤(b)可包括：基于求取的每道地震记录对应的频率域的转换横波的扩频比例系数对每道地震记录对应的频率域的转换横波的振幅谱进行扩频处理，其中，步骤(b)中，对所述多道地震记录中的任一道地震记录对应的频率域的转换横波的振幅谱进行扩频处理的步骤包括：将所述一道地震记录对应的频率域的转换横波振幅谱乘以求取的所述一道地震记录对应的频率域的转换横波的扩频比例系数，以对所述一道地震记录对应的频率域的转换横波的振幅谱进行扩频处理，其中，步骤(c)包括：对多道地震记录对应的频率域的扩频处理后的转换横波的振幅谱进行变换，得到时间域的扩频处理后的转换横波。

可选地，步骤(a)可包括：基于频率域的转换横波的点谱和频率域的纵波的点谱，求取频率域的转换横波的点谱的扩频比例系数。

可选地，所述方法可还包括：获取多道地震记录；针对所述多道地震记录中的一道地震记录选取多个采样点，其中，步骤(a)可包括：基于每道地震记录中的每个采样点对应的频率域的转换横波的点谱和频率域的纵波的点谱，求取每道地震记录中的每个采样点对应的频率域的转换横波的点谱的扩频比例系数，其中，步骤(a)中，求取任一道地震记录中的任一个采样点对应的频率域的转换横波的点谱的扩频比例系数的步骤可包括：计算所述一道地震记录中的所述一个采样点对应的频率域的转换横波的点谱与所述一道地震记录中的所述一个采样点对应的频率域的纵波的点谱的比值，将所述比值作为所述一道地震记录中的所述一个采样点对应的频率域的转换横波的点谱的扩频比例系数。

可选地，计算任一道地震记录中的任一个采样点对应的频率域的转换横波的点谱的步骤可包括：对所述一道地震记录中的所述一个采样点对应的时间域的转换横波进行变换，得到所述一道地震记录中的所述一个采样点对应的频率域的转换横波的点谱，其中，计算任一道地震记录中的任一个采样点对应的频率域的纵波的点谱的步骤可包括：对所述一道地震记录中的所述一个采样点对应的时间域的纵波进行变换，得到所述一道地震记录中的所述一个采样点对应的频率域的纵波的点谱。

可选地，每道地震记录中的每个采样点对应的频率域的转换横波的点谱的扩频比例系数形成扩频比例系数矩阵，其中，所述方法在步骤(a)和步骤(b)之间可还包括：对求取的扩频比例系数矩阵进行平滑处理。

可选地，对求取的扩频比例系数矩阵中的任一扩频比例系数进行平滑处理的步骤可包括：以所述扩频比例系数为中心点，选取预定大小的移动窗口；针对所述移动窗口内包含的各扩频比例系数设定对应的权重值；基于所述移动窗口内包含的各扩频比例系数以及与所述各扩频比例系数对应的设定的权重值，计算所述移动窗口内包含的各扩频比例系数的均值，并将所述均值作为处于所述中心点的所述扩频比例系数对应的平滑后的扩频比例系数。

可选地，当选取的预定大小的移动窗口超出所述扩频比例系数矩阵的边界时，超出所述边界部分的移动窗口内包含的参数的值可以0值填充。

可选地，步骤(b)可包括：基于求取的每道地震记录中的每个采样点对应的频率域的转换横波的点谱的扩频比例系数对每道地震记录中的每个采样点对应的频率域的转换横波的点谱进行扩频处理，其中，步骤(b)中，对任一道地震记录中的任一个采样点对应的频率域的转换横波的点谱进行扩频处理的步骤包括：将所述一道地震记录中的所述一个采样点对应的频率域的转换横波的点谱乘以所述一道地震记录中的所述一个采样点对应的频率域的转换横波的点谱的扩频比例系数，以对所述一道地震记录中的所述一个采样点对应的频率域的转换横波的点谱进行扩频处理，其中，在步骤(b)和步骤(c)之间还包括：求取每道地震记录对应的频率域的转换横波扩频处理后的振幅谱，其中，求取任一道地震记录对应的频率域的转换横波扩频处理后的振幅谱的步骤包括：分别计算任一道地震记录中的每个采样点对应的频率域的转换横波扩频处理后的点谱的绝对值；对所述一道地震记录中的所有采样点对应的频率域的转换横波扩频处理后的点谱的绝对值进行叠加，得到所述一道地震记录对应的频率域的转换横波扩频处理后的振幅谱，其中，步骤(c)包括：对多道地震记录对应的频率域的扩频处理后的转换横波的振幅谱进行变换，得到时间域的扩频处理后的转换横波。

采用本发明所述的基于地震频率信息的多波匹配方法，以相同地震剖面的纵波频带宽度为参考，经过上述多波匹配方法的处理，使转换横波的频带宽度得到一定程度的拓展，转换横波的高频分量和分辨率得到明显提高，从而使得转换横波和纵波的匹配效果得到明显改善。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1是示出根据本发明的示例性实施例的基于地震频率信息的多波匹配方法的流程图；

图2是示出根据本发明第一示例性实施例的求取频率域的转换横波的振幅谱的扩频比例系数的步骤的流程图；

图3是示出根据本发明第二示例性实施例的求取频率域的转换横波的点谱的扩频比例系数的步骤的流程图；

图4是示出根据本发明的示例性实施例的对扩频比例系数矩阵进行平滑处理的步骤的流程图；

图5是示出根据本发明的示例性实施例的选取预定大小的移动窗口的示意图；

图6是示出根据本发明的示例性实施例的对频率域的转换横波的点谱进行扩频处理及获得频率域的转换横波的振幅谱的步骤的流程图；

图7A是示出根据本发明的示例性实施例的频率域的纵波振幅谱的示意图；

图7B是示出根据本发明的示例性实施例的频率域的转换横波振幅谱的示意图；

图7C是示出根据本发明的示例性实施例的扩频比例系数的曲线示意图；

图8是示出根据本发明的示例性实施例的转换横波扩频处理前后的振幅谱的对比图；

图9A是示出根据本发明的示例性实施例的扩频处理前的转换横波的示意图；

图9B是示出根据本发明的示例性实施例的扩频处理后的转换横波的示意图。

具体实施方式

下面，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。

提供参照附图的以下描述以帮助对由权利要求及其等同物限定的本发明的示例性实施例的全面理解。包括各种特定细节以帮助理解，但这些细节仅被视为是示例性的。因此，本领域的普通技术人员将认识到在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可对描述于此的示例性实施例进行各种改变和修改。此外，为了清楚和简洁，省略对公知的功能和结构的描述。

总体来说，在多波地震勘探领域中，由于地面接收到的反射PP波和反射PS波属于同一震源激发，且二者之间的关系十分密切，由此，本发明提出一种基于地震频率信息的多波高精度匹配方法，以相同地震剖面的PP波频带宽度为参照，经过本发明的多波匹配方法处理后，使PS波的频带宽度得到一定程度的拓展，转换横波的高频分量和分辨率得到明显提高，从而使得转换横波和纵波的匹配效果得到明显改善。

图1是示出根据本发明的示例性实施例的基于地震频率信息的多波匹配方法的流程图。

在步骤S10中，基于频率域的转换横波和频率域的纵波，求取所述频率域的转换横波的扩频比例系数。

在步骤S10的第一实施例中，可基于频率域的转换横波的振幅谱和频率域的纵波的振幅谱，求取频率域的转换横波的扩频比例系数。

可选地，根据本发明示例性实施例的基于地震频率信息的多波匹配方法可还包括：获取时间域的多道地震记录，然后在步骤S10中基于每道地震记录对应的频率域的转换横波的振幅谱和频率域的纵波的振幅谱，求取每道地震记录对应的频率域的转换横波的振幅谱的扩频比例系数。

图2是示出根据本发明第一示例性实施例的求取频率域的转换横波的振幅谱的扩频比例系数的步骤的流程图。

参照图2，在步骤S101中，获取时间域的n道地震记录，n为获取的地震记录的数量，n为大于0的自然数。这里，可利用现有的各种方法来获取地震记录。

在步骤S102中，对n道地震记录中的第i道地震记录对应的时间域的转换横波进行变换，得到频率域的转换横波的振幅谱。这里，可利用现有的各种方法来实现将转换横波由时间域变换到频率域。由于S变换具有无损可逆性，保证了分频信息的真实可靠性，并且S变换在计算过程中不产生交叉项，有效避免了随着频率增高，噪音信号被放大的问题，使得高频信息具有更高的可信度，因此，优选地，可利用S变换将转换横波由时间域变换到频率域。应理解，S变换的方法为本领域的公知常识，本发明对此部分的内容不再赘述。

在步骤S103中，对n道地震记录中的第i道地震记录对应的时间域的纵波进行变换，得到频率域的纵波的振幅谱。这里，时间域的纵波为与所述时间域的转换横波具有相同地震剖面的纵波。

可选地，可利用现有的各种方法来实现将纵波由时间域变换到频率域。优选地，可利用S变换将纵波由时间域变换到频率域。这里，应理解，步骤S102和步骤S103的执行顺序不分先后，也可先获得频率域的纵波的振幅谱，然后再获得频率域的转换横波的振幅谱。

在步骤S104中，计算第i道地震记录对应的频率域的转换横波振幅谱与第i道地震记录对应的频率域的纵波振幅谱的比值，将所述比值作为第i道地震记录对应的频率域的转换横波的振幅谱的扩频比例系数。

在步骤S105中，判断i是否等于n。

如果i不等于n，则执行步骤S106：使得i＝i+1，并分别返回执行步骤S102。

如果i等于n，则执行步骤S107：得到n道地震记录对应的频率域的转换横波的振幅谱的扩频比例系数。这里，一道地震记录对应的频率域的转换横波的振幅谱具有相应的一个扩频比例系数，则n道地震记录对应的频率域的转换横波的振幅谱具有相应的n个扩频比例系数。

在步骤S10的第二实施例中，可基于频率域的转换横波的点谱和频率域的纵波的点谱，求取频率域的转换横波的点谱的扩频比例系数。

可选地，根据本发明示例性实施例的基于地震频率信息的多波匹配方法可还包括：在获取时间域的多道地震记录之后，针对所述多道地震记录中的一道地震记录选取多个采样点，然后在步骤S10中基于每道地震记录中的每个采样点对应的频率域的转换横波的点谱和频率域的纵波的点谱，求取每道地震记录中的每个采样点对应的频率域的转换横波的点谱的扩频比例系数。

图3是示出根据本发明第二示例性实施例的求取频率域的转换横波的点谱的扩频比例系数的步骤的流程图。

参照图3，在步骤S110中，获取时间域的n道地震记录。

在步骤S120中，针对n道地震记录中的第i道地震记录对应的时间域的转换横波选取m个采样点，m为针对一道地震记录选取的采样点的数量，m为大于0的自然数。

在步骤S130中，对m个采样点中的第j个采样点对应的时间域的转换横波进行变换，得到与第j个采样点对应的频率域的转换横波的点谱。这里，可利用现有的各种方法来实现将一个采样点对应的转换横波由时间域变换到频率域，以得到与该采样点对应的频率域的转换横波的点谱(例如，傅里叶变换或S变换)。这里，点谱具有很好的频率定位，能够有效避免傅里叶变换中复杂的时窗问题。

在步骤S140中，针对n道地震记录中的第i道地震记录对应的时间域的纵波选取m个采样点。这里，针对时间域的纵波选取的采样点与针对时间域的转换横波选取的采样点相对应，即，选取的采样点的数量相同，且选取的采样点对应的时间也一致。这里，时间域的纵波为与所述时间域的转换横波具有相同地震剖面的纵波。

在步骤S150中，对m个采样点中的第j个采样点对应的时间域的纵波进行变换，得到与第j个采样点对应的频率域的纵波的点谱。

这里，应理解，获得频率域的转换横波的点谱的步骤和频率域的纵波的点谱的步骤执行顺序不分先后，也可先获得频率域的纵波的点谱，然后再获得频率域的转换横波的点谱。

在步骤S160中，计算第i道地震记录中第j个采样点对应的频率域的转换横波的点谱与第i道地震记录中第j个采样点对应的频率域的纵波的点谱的比值，将所述比值作为第i道地震记录中第j个采样点对应的频率域的转换横波的扩频比例系数。

在步骤S170中，判断j是否等于m。

如果j不等于m，则执行步骤S180：使得j＝j+1，并返回执行步骤S130。

如果j等于m，此时可得到第i道地震记录中的m个采样点对应的频率域的转换横波的点谱的扩频比例系数，然后继续执行步骤S190：判断i是否等于n。

如果i不等于n，则执行步骤S1100：使得i＝i+1，并返回执行步骤S120。

如果i等于n，则执行步骤S1110：得到n道地震记录对应的频率域的转换横波的点谱的扩频比例系数。这里，一道地震记录中一个采样点对应的频率域的转换横波的点谱具有相应的一个扩频比例系数，则n道地震记录对应的频率域的转换横波的点谱具有相应的n×m个扩频比例系数。在此情况下，由n道地震记录中的m个采样点对应的频率域的转换横波的点谱的扩频比例系数可形成一个n×m的扩频比例系数矩阵，所述扩频比例系数矩阵中的每个元素对应于一道地震记录中的一个采样点对应的频率域的转换横波的点谱的扩频比例系数。

在上述步骤S10的第二实施例的情况下，根据本发明示例性实施例的基于地震频率信息的多波匹配方法可还包括：对求取的扩频比例系数矩阵进行平滑处理。

图4是示出根据本发明的示例性实施例的对扩频比例系数矩阵进行平滑处理的步骤的流程图。

在步骤S401中，从所述扩频比例系数矩阵中任意选取一个扩频比例系数，并以选取的扩频比例系数为中心点选取预定大小的移动窗口。例如，选取的扩频比例系数可为第i道地震记录中第j个采样点对应的频率域的转换横波的扩频比例系数。作为示例，所述移动窗口可为3×3大小的窗口。

可选地，如果选取的预定大小的移动窗口超出所述扩频比例系数矩阵的边界，则超出所述边界部分的移动窗口内包含的参数的值以0值填充。

在步骤S402中，针对所述移动窗口内包含的各扩频比例系数设定对应的权重值。这里，作为示例，一般可依据经验来人为设定所述移动窗口内包含的各扩频比例系数对应的权重值。例如，可将中心点对应的扩频比例系数对应的权重值设置为2，将所述移动窗口内包含的除中心点对应的扩频比例系数之外的其他扩频比例系数对应的权重值设置为1。

在步骤S403中，基于所述移动窗口内包含的各扩频比例系数以及与所述各扩频比例系数对应的设定的权重值，计算所述移动窗口内包含的各扩频比例系数的均值，并将所述均值作为处于所述中心点的第i道地震记录中的第j个采样点对应的频率域的转换横波平滑后的扩频比例系数。

可选地，以所述移动窗口为3×3大小的窗口为例，可利用下面的公式第i道地震记录中的第j个采样点对应的频率域的转换横波平滑后的扩频比例系数，

${\mathrm{pvs}}^{\′}\left(i,j\right)=\[\underset{jj=j-1}{\overset{j+1}{\Σ}}pvs\left(i-1,jj\right)+\underset{jj=j-1}{\overset{j+1}{\Σ}}pvs\left(i+1,jj\right)+pvs\left(i,j,j-1\right)+pvs\left(i,j,j+1\right)+2\×pvs\left(i,j\right)\]\÷\underset{i=i-1}{\overset{i+1}{\Σ}}\underset{j=j-1}{\overset{j+1}{\Σ}}{\mathrm{weight}}_{ij}---\left(1\right)$

公式(1)中，pvs′(i,j)为第i道地震记录中的第j个采样点对应的频率域的转换横波平滑后的扩频比例系数，pvs(i,j-1)为第i道地震记录对应的频率域的转换横波的第j-1个采样点对应的扩频比例系数，pvs(i,j+1)为第i道地震记录对应的频率域的转换横波的第j+1个采样点对应的扩频比例系数，pvs(i,j)为第i道地震记录对应的频率域的转换横波的第j个采样点对应的扩频比例系数，weight_ij为与所述移动窗口内包含的各扩频比例系数对应的设定的权重值。

图5是示出根据本发明的示例性实施例的选取预定大小的移动窗口的示意图。

在图5所示的示例中，选取的移动窗口为一个3×3大小的窗口，该移动窗口的中心点为第i道地震记录中的第j个采样点对应的频率域的转换横波的扩频比例系数，可将处于中心点的扩频比例系数对应的权重值设置为2，将所述移动窗口内包含的除中心点对应的扩频比例系数之外的其他扩频比例系数对应的权重值设置为1，然后利用上述的公式(3)，得到第i道地震记录中的第j个采样点对应的频率域的转换横波平滑后的扩频比例系数。

返回图4，在步骤S404中，判断j是否等于m。

如果j不等于m，则执行步骤S405：使得j＝j+1，并返回执行步骤S401。

如果j等于m，则继续执行步骤S406：判断i是否等于n。

如果i不等于n，则执行步骤S407：使得i＝i+1，并返回执行步骤S401。

如果i等于n，则执行步骤S408：得到n道地震记录对应的频率域的转换横波平滑后的扩频比例系数矩阵。

返回图1，在步骤S20中，基于求取的扩频比例系数对所述频率域的转换横波进行扩频处理。

在上述步骤S10的第一实施例的情况下，可基于求取的每道地震记录对应的频率域的转换横波的扩频比例系数对每道地震记录对应的频率域的转换横波的振幅谱进行扩频处理。

具体说来，对所述多道地震记录中的任一道地震记录对应的频率域的转换横波的振幅谱进行扩频处理的步骤包括：将所述一道地震记录对应的频率域的转换横波振幅谱乘以求取的所述一道地震记录对应的频率域的转换横波的扩频比例系数，以对所述一道地震记录对应的频率域的转换横波的振幅谱进行扩频处理。例如，可将n道地震记录中的第i道地震记录对应的频率域的转换横波振幅谱乘以求取的第i道地震记录对应的频率域的转换横波的扩频比例系数，以对第i道地震记录对应的频率域的转换横波的振幅谱进行扩频处理，然后对n道地震记录中除第i道地震记录之外的其他道地震记录重复上述步骤，即可完成对n道地震记录对应的频率域的转换横波的振幅谱进行扩频处理。

在上述步骤S10的第二实施例的情况下，可基于求取的每道地震记录中的每个采样点对应的频率域的转换横波的点谱的扩频比例系数对每道地震记录中的每个采样点对应的频率域的转换横波的点谱进行扩频处理。例如，可将与第i道地震记录中的第j个采样点对应的频率域的转换横波的点谱乘以第i道地震记录中的第j个采样点对应的频率域的转换横波平滑后的扩频比例系数，以对所述频率域的转换横波的点谱进行扩频处理。

图6是示出根据本发明的示例性实施例的对频率域的转换横波的点谱进行扩频处理及获得频率域的转换横波的振幅谱的步骤的流程图。

参照图6，在步骤S601中，从n道地震记录对应的频率域的转换横波平滑后的扩频比例系数矩阵中选取第i道地震记录中的第j个采样点对应的频率域的转换横波平滑后的扩频比例系数。

在步骤S602中，将第i道地震记录中的第j个采样点对应的频率域的转换横波的点谱乘以第i道地震记录中的第j个采样点对应的频率域的转换横波平滑后的扩频比例系数，以对第i道地震记录中的第j个采样点对应的频率域的转换横波的点谱进行扩频处理。

在步骤S603中，计算第j个采样点对应的频率域的转换横波扩频处理后的点谱的绝对值。这里，由于获取的点谱的值是有正有负的，因此，在对采样点对应的频率域的转换横波的点谱进行扩频处理后，需求取点谱的绝对值，然后再执行后续的叠加步骤，如果直接对点谱进行叠加的话，由于正、负值的点谱抵消，则无法获得准确的频率域的转换横波的振幅谱。

在步骤S604中，判断j是否等于m。

如果j不等于m，则执行步骤S605：使得j＝j+1，并返回执行步骤S601。

如果j等于m，此时完成对第i道地震记录中的m个采样点对应的频率域的转换横波的点谱的扩频处理，并继续执行步骤S606：对第i道地震记录中的m个采样点对应的点谱的绝对值进行叠加，以得到第i道地震记录对应的频率域的转换横波扩频处理后的振幅谱。

这里，本领域技术人员应理解，每个采样点对应的点谱是具有一定序列长度的谱(例如，128序列长度的点谱)，因此在对第i道地震记录中的m个采样点对应的点谱的绝对值进行叠加时，并非是简单地对m个采样点对应的点谱的绝对值进行求和，而是对m个采样点对应的点谱的绝对值进行波形叠加，即，将进行叠加的m个采样点对应的点谱的绝对值的首尾相连，以形成振幅谱。

在步骤S607中，判断i是否等于n。

如果i不等于n，则执行步骤S608：使得i＝i+1，并返回执行步骤S601。

如果i等于n，则执行步骤S609：得到n道地震记录对应的频率域的扩频处理后的转换横波的振幅谱。

返回图1，在步骤S30中，对频率域的扩频处理后的转换横波进行变换，得到时间域的扩频处理后的转换横波。这里，是对n道地震记录对应的频率域的扩频处理后的转换横波的振幅谱进行变换，得到n道地震记录对应的时间域的扩频处理后的转换横波，应理解，可利用现有的各种方法来实现将转换横波由频率域变换到时间域。由于S变换具有无损可逆性，保证了分频信息的真实可靠性，并且S变换在计算过程中不产生交叉项，有效避免了随着频率增高，噪音信号被放大的问题，使得高频信息具有更高的可信度，因此，优选地，可利用逆S变换将转换横波由频率域变换到时间域。应理解，逆S变换的方法为本领域的公知常识，本发明对此部分的内容不再赘述。

在步骤S40中，将时间域的扩频处理后的转换横波与时间域的纵波进行匹配。这里，可利用现有的各种方法来对时间域的转换横波和时间域的纵波进行匹配。

根据本发明示例性实施例的基于地震频率信息的多波匹配方法，由于以相同地震剖面的纵波频带宽度为参考，使得扩频处理后的转换横波的频带宽度与纵波的频带宽度一致，明显改善了转换横波和纵波的匹配效果。

图7A是示出根据本发明的示例性实施例的频率域的纵波振幅谱的示意图。

如图7A所示，横坐标为频率，纵坐标为振幅值，从图7A所示的示意图可以看出，频率域的纵波振幅谱的主频高、频带范围宽。

图7B是示出根据本发明的示例性实施例的频率域的转换横波振幅谱的示意图。

如图7B所示，横坐标为频率，纵坐标为振幅值，从图7B所示的示意图可以看出，频率域的转换横波振幅谱的主频低、频带范围窄。

图7C是示出根据本发明的示例性实施例的扩频比例系数的曲线示意图。

如图7C所示，横坐标为频率，纵坐标为扩频比例系数的值，图7C中所示的曲线是由图7A所示的频率域的纵波振幅谱和图7B所示的频率域的转换横波振幅谱的比值形成的。

图8是示出根据本发明的示例性实施例的转换横波扩频处理前后的振幅谱的对比图。

如图8所示，横坐标为频率，纵坐标为振幅值，曲线1为扩频处理后的频率域的转换横波的振幅谱，曲线2为扩频处理前的频率域的转换横波的振幅谱，从图8所示的示意图可以看出，频率域的转换横波经过本发明示例性实施例的多波匹配方法处理后，主频未受到影响(图中两条曲线的峰值位置未产生明显变化)，高频成分得到提高(图中50Hz～75Hz范围内的振幅谱的幅值得到了提高)，从而使得频率域的转换横波的振幅谱的频带宽度得到扩展。

图9A和图9B分别示出根据本发明的示例性实施例的扩频处理前后的转换横波的示意图。

如图9A和图9B所示，横坐标为道号，纵坐标为时间，以时间层位200ms(即，时间同相轴)的位置为例可以看出，扩频处理后的转换横波的分辨率高，同相轴的细节更明显，层位信息更丰富。

根据本发明的示例性实施例的基于地震频率信息的多波匹配方法，以相同地震剖面的纵波频带宽度为参考，经过上述多波匹配方法的处理，使转换横波的频带宽度得到一定程度的拓展，转换横波的高频分量和分辨率得到明显提高，从而使得转换横波和纵波的匹配效果得到明显改善。

根据本发明示例性实施例的基于地震频率信息的多波匹配方法充分利用纵波和转换横波的频率差异信息，使得纵波和转换横波的匹配精度得到大幅度提高。

上述方法适应用于石油天然气的多波多分量地震勘探领域，可有效提高储层预测、裂缝检测、油气识别的可靠性，降低油气勘探风险，对大面积的岩性油气藏、裂缝性油气藏的勘探开发具有很好的应用前景。

尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (10)

1.一种基于地震频率信息的多波匹配方法，所述方法包括：

(a)基于频率域的转换横波和频率域的纵波，求取所述频率域的转换横波的扩频比例系数；

(b)基于求取的扩频比例系数对所述频率域的转换横波进行扩频处理；

(c)对频率域的扩频处理后的转换横波进行变换，得到时间域的扩频处理后的转换横波；

(d)将时间域的扩频处理后的转换横波与时间域的纵波进行匹配。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：获取多道地震记录，其中，步骤(a)包括：基于每道地震记录对应的频率域的转换横波的振幅谱和频率域的纵波的振幅谱，求取每道地震记录对应的频率域的转换横波的振幅谱的扩频比例系数，

其中，步骤(a)中，求取所述多道地震记录中的任一道地震记录对应的频率域的转换横波的振幅谱的扩频比例系数的步骤包括：

计算所述一道地震记录对应的频率域的转换横波振幅谱与所述一道地震记录对应的频率域的纵波振幅谱的比值，将所述比值作为所述一道地震记录对应的频率域的转换横波的振幅谱的扩频比例系数。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤(b)包括：基于求取的每道地震记录对应的频率域的转换横波的扩频比例系数对每道地震记录对应的频率域的转换横波的振幅谱进行扩频处理，

其中，步骤(b)中，对所述多道地震记录中的任一道地震记录对应的频率域的转换横波的振幅谱进行扩频处理的步骤包括：

将所述一道地震记录对应的频率域的转换横波振幅谱乘以求取的所述一道地震记录对应的频率域的转换横波的扩频比例系数，以对所述一道地震记录对应的频率域的转换横波的振幅谱进行扩频处理，

其中，步骤(c)包括：对多道地震记录对应的频率域的扩频处理后的转换横波的振幅谱进行变换，得到时间域的扩频处理后的转换横波。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(a)包括：基于频率域的转换横波的点谱和频率域的纵波的点谱，求取频率域的转换横波的点谱的扩频比例系数。

5.根据权利要求4所述的方法，所述方法还包括：获取多道地震记录；针对所述多道地震记录中的一道地震记录选取多个采样点，

其中，步骤(a)包括：基于每道地震记录中的每个采样点对应的频率域的转换横波的点谱和频率域的纵波的点谱，求取每道地震记录中的每个采样点对应的频率域的转换横波的点谱的扩频比例系数，

其中，步骤(a)中，求取任一道地震记录中的任一个采样点对应的频率域的转换横波的点谱的扩频比例系数的步骤包括：

计算所述一道地震记录中的所述一个采样点对应的频率域的转换横波的点谱与所述一道地震记录中的所述一个采样点对应的频率域的纵波的点谱的比值，将所述比值作为所述一道地震记录中的所述一个采样点对应的频率域的转换横波的点谱的扩频比例系数。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，计算任一道地震记录中的任一个采样点对应的频率域的转换横波的点谱的步骤包括：

对所述一道地震记录中的所述一个采样点对应的时间域的转换横波进行变换，得到所述一道地震记录中的所述一个采样点对应的频率域的转换横波的点谱，

其中，计算任一道地震记录中的任一个采样点对应的频率域的纵波的点谱的步骤包括：

对所述一道地震记录中的所述一个采样点对应的时间域的纵波进行变换，得到所述一道地震记录中的所述一个采样点对应的频率域的纵波的点谱。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，每道地震记录中的每个采样点对应的频率域的转换横波的点谱的扩频比例系数形成扩频比例系数矩阵，

其中，所述方法在步骤(a)和步骤(b)之间还包括：对求取的扩频比例系数矩阵进行平滑处理。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，对求取的扩频比例系数矩阵中的任一扩频比例系数进行平滑处理的步骤包括：

以所述扩频比例系数为中心点，选取预定大小的移动窗口；

针对所述移动窗口内包含的各扩频比例系数设定对应的权重值；

基于所述移动窗口内包含的各扩频比例系数以及与所述各扩频比例系数对应的设定的权重值，计算所述移动窗口内包含的各扩频比例系数的均值，并将所述均值作为处于所述中心点的所述扩频比例系数对应的平滑后的扩频比例系数。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，当选取的预定大小的移动窗口超出所述扩频比例系数矩阵的边界时，超出所述边界部分的移动窗口内包含的参数的值以0值填充。

10.根据权利要求5所述的方法，其中，步骤(b)包括：基于求取的每道地震记录中的每个采样点对应的频率域的转换横波的点谱的扩频比例系数对每道地震记录中的每个采样点对应的频率域的转换横波的点谱进行扩频处理，

其中，步骤(b)中，对任一道地震记录中的任一个采样点对应的频率域的转换横波的点谱进行扩频处理的步骤包括：

将所述一道地震记录中的所述一个采样点对应的频率域的转换横波的点谱乘以所述一道地震记录中的所述一个采样点对应的频率域的转换横波的点谱的扩频比例系数，以对所述一道地震记录中的所述一个采样点对应的频率域的转换横波的点谱进行扩频处理，

其中，在步骤(b)和步骤(c)之间还包括：求取每道地震记录对应的频率域的转换横波扩频处理后的振幅谱，

其中，求取任一道地震记录对应的频率域的转换横波扩频处理后的振幅谱的步骤包括：

分别计算任一道地震记录中的每个采样点对应的频率域的转换横波扩频处理后的点谱的绝对值；

对所述一道地震记录中的所有采样点对应的频率域的转换横波扩频处理后的点谱的绝对值进行叠加，得到所述一道地震记录对应的频率域的转换横波扩频处理后的振幅谱，

其中，步骤(c)包括：对多道地震记录对应的频率域的扩频处理后的转换横波的振幅谱进行变换，得到时间域的扩频处理后的转换横波。