CN113296154A - 一种基伸缩调频同步挤压地震储层预测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基伸缩调频同步挤压地震储层预测方法,包括以下步骤:S1、输入待分析的原始二维地震剖面信号s(x;t);S2、利用基伸缩自适应调频变换对原始二维地震剖面信号s(x;t)进行分解,获取时频变换结果SBCT(x;f,t);S3、根据上述时频变换结果SBCT(x;t,f)估计第x道地震信号在各个时频位置处的瞬时频率;S4、根据同步挤压原理,在该时频域上构建一种以信号瞬时频率为曲线中心的同步挤压算子,用于将原时频谱能量挤压至该曲线上获得新的时频系数;S5、对上述时频系数取模,得到基伸缩调频同步挤压变换后的时频谱。S6、采用傅氏变换计算原始地震信号的主频范围,确定高频值和低频值;再从S5得到的时频谱中分别抽取高频值和低频值对应的频谱,得到两个共频率剖面;最后通过对比两个共频率剖面中地震信号的衰减情况来确定该地震剖面中是否存在储层。本发明能够显著提高时频能量聚焦性,提高地震储层的识别精度。
Description
技术领域
本发明属于信号处理领域,具体涉及一种基伸缩调频同步挤压地震储层预测方法。
背景技术
时频分析是地震数据处理的有力工具,它为我们提供了一种从二维角度解释地震信号时频特性的方法,即一维时间信号可以通过时频处理表示成时域和频域的联合分布函数此外,作为信号处理的有效手段,时频分析清楚地描述了信号频率和时间之间的紧密关系。时频分析方法作为地震储层预测的一种重要手段,能有效表征地震信号的非平稳特征,揭示信号频率随时间的变化关系。
但大多数时频表征方法在没有先验条件的情况下,都无法处理复杂的多分量信号。而基伸缩自适应调频变换(SBCT)方法通过构造基函数从而自适应匹配多分量信号。通过在一定的窗口长度范围内对时间中心及其周围的基函数进行缩放来扩展chirp率,从而生成随时间和频率变化的线性调频,使得整个窗口长度范围内的多分量信号都能匹配每个瞬时频率轨迹的斜率。与现有方法相比,SBCT方法所获得的时频表征可以实现更高的时频能量聚集性。
基伸缩调频同步挤压地震储层预测方法的基本思想是先通过SBCT获取信号的时频表征结果,再在该时频域上构建一种估计信号真实瞬时频率的同步挤压算子用于对原时频谱能量进行挤压,将时频能量重新排列至信号真实的瞬时频率脊线上以显著提高信号时频表征能量分布的聚焦性。
发明内容
针对现有技术中的上述不足,本发明提供的一种基伸缩调频同步挤压地震储层预测方法。本发明能够显著提高时频能量聚焦性,提高地震储层的识别精度。
为了达到上述发明目的,本发明采用的技术方案为:一种基伸缩调频同步挤压地震储层预测方法,包括以下步骤:
S1、输入待分析的原始二维地震剖面信号s(x;t);
S2、利用基伸缩自适应调频变换对原始二维地震剖面信号s(x;t)进行分解,获取时频变换结果SBCT(x;f,t);
S3、根据上述得到的时频变换结果SBCT(x;f,t)估计第x道地震信号在各个时频位置处的瞬时频率;
S4、根据同步挤压原理,在该时频域上构建一种以信号瞬时频率为曲线中心的同步挤压算子用于将原时频谱能量挤压至该曲线上获得新的时频系数;
S5、对上述时频系数取模,得到基伸缩调频同步挤压变换后的时频谱;
S6、采用傅氏变换计算原始地震信号的主频范围,将主频范围中的频率最大值的85%设置为高频值,将主频范围中的频率最小值设置为低频值,然后从S5得到的时频谱中抽取高频值对应的频谱,得到高频值的共频率剖面;从S5得到的时频谱中抽取低频值对应的频谱,得到低频值的共频率剖面。通过对比两个共频率剖面中地震信号的衰减情况来确定该地震剖面中是否存在储层。
作为优选,所述步骤S2中原始二维地震剖面信号s(x;t)的基伸缩自适应调频变换的时频变换结果为:
其中,argmax(·)表示函数取到最大值时的参数集。
作为优选,根据得到的时频变换结果SBCT(x;t,f)估计信号在各个时频位置(t,f)处的瞬时频率:
作为优选,所述步骤S4中获取新的时频系数的具体方法为:根据同步挤压原理,在该时频域上构建一种以信号瞬时频率为曲线中心的同步挤压算子STO(x;f,t)用于将原时频谱能量挤压至该曲线上获得新的时频系数T(x;f,t),同步挤压算子STO(x;f,t)满足:
其中,δ(·)为单位脉冲函数。新的时频系数T(x;f,t)为:
作为优选,所述步骤S5可采用下式对(6)中的T(x;f,t)进行逆变换,重构地震信号s(x;t).
本发明的思路为:
首先,输入待分析的原始二维地震剖面信号s(x;t);
第二,对输入信号s(x;t)进行基伸缩自适应调频变换,获取时频变换结果SBCT(x;t,f)
第四,根据同步挤压原理,在该时频域上构建一种以信号瞬时频率曲线为中心的同步挤压算子STO(x;f,t)用于将原时频谱能量挤压至该曲线上获得新的时频系数;
第五,对第四步获得的时频系数取模,得到基伸缩调频同步挤压变换后的时频谱。
第六,采用傅氏变换计算原始地震信号的主频范围,将主频范围中的频率最大值的85%设置为高频值,将主频范围中的频率最小值设置为低频值,然后从第五步得到的时频谱中抽取高频值对应的频谱,得到高频值的共频率剖面;从第五步得到的时频谱中抽取低频值对应的频谱,得到低频值的共频率剖面。通过对比两个共频率剖面中地震信号的衰减情况来确定该地震剖面中是否存在储层。
本发明的工作原理为:采集待分析的原始二维地震剖面信号s(x;t);利用基伸缩自适应调频变换对原始二维地震剖面信号s(x;t)进行分解,获取时频变换结果SBCT(x;f,t);根据上述时频变换结果SBCT(x;f,t)估计第x道信号在各个时频位置处的瞬时频率;根据同步挤压原理,在该时频域上构建一种以信号瞬时频率为曲线中心的同步挤压算子用于将原时频谱能量挤压至该曲线上获得新的时频系数;对上述时频系数取模,得到基伸缩调频同步挤压变换后的时频谱。本发明能够显著提高时频能量聚焦性,提高地震储层的识别精度。
本发明针对同步挤压变换和基伸缩自适应调频变换在多分量非平稳非线性复杂信号中出现的识别不够清晰、聚集性不好等问题,提出了基伸缩调频同步挤压地震储层预测方法,首先对信号进行基伸缩自适应调频变换处理得到其表征结果,然后根据时频谱的相位信息估计信号在各个时频位置处的瞬时频率。再根据同步挤压原理,在该时频域上构建一种估计信号真实瞬时频率的同步挤压算子用于对原时频谱能量进行挤压,获得新的时频系数;最后对上述时频系数取模,得到基伸缩调频同步挤压变换后的时频谱。本发明在重构能力以及计算效率上都表现出良好的效果,能够显著提高时频能量聚焦性,提高地震储层的识别精度。
附图说明
图1为本发明流程图;
图2为中南西部地区四川盆地中江气田剖面图
图3为经本发明方法处理的中江气田的低频值共频率剖面
图4为经本发明方法处理的中江气田的高频值共频率剖面
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1:参见图1,一种基伸缩调频同步挤压地震储层预测方法,包括以下步骤:
S1、输入待分析的原始二维地震剖面信号s(x;t);
S2、利用基伸缩自适应调频变换对原始二维地震剖面信号s(x;t)进行分解,获取原始二维地震剖面信号s(x;t)的基伸缩自适应调频变换的时频变换结果;
S3、根据上述时频变换结果SBCT(x;t,f)估计信号在各个时频位置处的瞬时频率;
S4、根据同步挤压原理,在该时频域上构建一种以信号瞬时频率为曲线中心的同步挤压算子STO(x;f,t)用于将原时频谱能量挤压至该曲线上获得新的时频系数;
S5、对上述时频系数取模,得到基伸缩调频同步挤压变换后的时频谱。
S6、采用傅氏变换计算原始地震信号的主频范围,将主频范围中的频率最大值的85%设置为高频值,将主频范围中的频率最小值设置为低频值,然后从S5得到的时频谱中抽取高频值对应的频谱,得到高频值的共频率剖面;从S5得到的时频谱中抽取低频值对应的频谱,得到低频值的共频率剖面。通过对比两个共频率剖面中地震信号的衰减情况来确定该地震剖面中是否存在储层。
作为优选,所述步骤S2中二维地震剖面信号s(x;t)的基伸缩自适应调频变换的时频谱为:
其中,argmax(·)表示函数取到最大值时的参数集。
作为优选,所述步骤S3中根据时频谱相位信息估计信号在各个时频位置(t,f)处的瞬时频率为:
作为优选,所述步骤S4中获取新的时频系数的具体方法为:根据同步挤压原理,在该时频域上构建一种以信号瞬时频率为曲线中心的同步挤压算子STO(x;f,t)用于将原时频谱能量挤压至该曲线上获得新的时频系数T(x;f,t),同步挤压算子STO(x;f,t)满足:
其中,δ(·)为单位脉冲函数。新的时频系数T(x;f,t)为:
作为优选,所述步骤S5可采用下式对(6)中的T(x;t,η)进行逆变换,重构地震信号s(x;t);
参见图1到图4,我们具体以一个地震剖面为例,该二维地震剖面图如图2所示。图3-图4分别是从地震剖面进行基伸缩自适应调频变换得到的时频谱中抽取的低频值共频率剖面和高频值共频率剖面。图中,横坐标表示地震道数,纵坐标表示时间,右侧色标表示能量值。实施例证明,经本发明方法处理后得到的结果图时频分辨率更高,能量更加集中,提高了地震储层的识别精度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基伸缩调频同步挤压地震储层预测方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、输入待分析的原始二维地震剖面信号s(x;t);其中x表示地震道,t表示时间;
S2、对对S1输入的二维地震剖面信号s(x;t)进行基伸缩自适应调频变换,获取时频变换结果SBCT(x;f,t),计算方法如下:
S4、根据同步挤压原理,在该时频域上构建一种以信号瞬时频率曲线为中心的同步挤压算子STO(x;t,f)用于将原时频谱能量挤压至该曲线上获得新的时频系数T(x;f,t);
S5、对S4获得的时频系数取模,得到基伸缩调频同步挤压变换后的时频谱;
S6、采用傅氏变换计算原始地震信号的主频范围,将主频范围中的频率最大值的85%设置为高频值,将主频范围中的频率最小值设置为低频值,然后从S5得到的时频谱中抽取高频值对应的频谱,得到高频值的共频率剖面;从S5得到的时频谱中抽取低频值对应的频谱,得到低频值的共频率剖面。通过对比两个共频率剖面中地震信号的衰减情况来确定该地震剖面中是否存在储层。
5.根据权利要求1所述的基伸缩调频同步挤压地震储层预测方法,其特征在于,对所述步骤S4中获得的时频系数取模。
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2021
- 2021-05-21 CN CN202110557394.0A patent/CN113296154A/zh active Pending
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