CN117890979B - 地震数据自适应弱反射信号补偿方法、系统、设备及介质 - Google Patents

地震数据自适应弱反射信号补偿方法、系统、设备及介质 Download PDF

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CN117890979B CN202410288054.6A CN202410288054A CN117890979B CN 117890979 B CN117890979 B CN 117890979B CN 202410288054 A CN202410288054 A CN 202410288054A CN 117890979 B CN117890979 B CN 117890979B
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Abstract

本发明属于油气勘探地震资料处理技术领域,具体公开了一种地震数据自适应弱反射信号补偿方法、系统、设备及介质。本发明方法包括如下步骤:选取工区模型数据并计算其统计时变振幅谱;估算模型数据的统计时变子波振幅谱;估算工区各道的时变子波振幅谱;给定自适应参数,计算工区自适应弱反射信号补偿的时空区域;计算工区各道的弱反射信号补偿算子,进行弱反射信号补偿。本发明方法能自适应地识别弱反射信号所在的时空区域,补偿弱反射信号的频带和能量,实现反射子波的一致性,为后续地震资料解释和储层勘探开发奠定基础。另外本发明无需估计地层Q值,也无需进行层位解释,参数设置少,具有自适应能力强、操作便捷、性能稳定且处理高效的特点。

Description

地震数据自适应弱反射信号补偿方法、系统、设备及介质
技术领域
本发明属于油气勘探地震资料处理技术领域,特别涉及一种地震数据自适应弱反射信号补偿方法、系统、设备及介质。
背景技术
地下地质构造形态、岩性组合往往是复杂多样的,在地震勘探中,受局部地层对地震波能量的强反射、强吸收或地面观测效应等因素的影响往往会导致下伏局部地层反射信号的能量弱、频带窄等问题。这种局部的能量屏蔽效应会导致下伏地层反射波信号与地下储层信息在空间上的相对关系被破坏,甚至影响了反射波同相轴的识别与对比追踪,从而影响后续的地震构造解释和地下储层勘探开发。
因此,补偿上述地震、地质因素导致的局部地层反射波信号能量弱、频带窄等问题,从而恢复反射波振幅与地下储层信息在空间上的相对保持关系是非常必要的。
目前地震波能量补偿方法有Q补偿、基于时频变换域的补偿方法等。然而这些方法更多的是侧重于地震波能量随传播时间和距离的衰减补偿,对于受地球物理和地质因素影响导致的能量屏蔽效应带来的局部的下伏弱反射信号区的能量补偿问题,研究相对较少。
具体而言,上述方法大都是针对宏观上地震波能量随时间或传播距离的整体衰减补偿,对于空间局部上的上覆地层引起的能量屏蔽效应导致的局部上反射波能量弱的问题改善不明显。上述方法往往只针对某一种特定的情况对弱反射信号进行补偿,如Q补偿,主要是消除局部地层强吸收作用引起的下伏地层信号能量弱的问题,而对局部地层强反射导致的透射能量小引起的下伏地层反射信号能量弱的问题无能为力。上述方法大都注重能量补偿后的信号强度在视觉上的增强,而缺乏地质空间上的子波一致性处理能力,如对时频域的变换系数进行自动增益处理类的方法等。
可见,上述方法无法解决受地层局部强反射、强吸收或地震观测效应等因素导致的下伏地层反射信号的能量弱、频带窄等问题,因此,难以满足处理后的反射波振幅与地下储层信息在空间上的相对保持关系,从而影响了后续地质储层岩性研究的精度。
发明内容
本发明的目的在于提出一种地震数据自适应弱反射信号补偿方法,该方法基于统计子波一致性的自适应弱反射信号补偿技术,自适应地确定数据体中弱反射信号所在的时空区域,并有效补偿受地球物理和地质因素影响导致的能量屏蔽效应引起的局部弱反射信号的能量或频带,恢复弱反射信号所在的地层反射波信号与地下储层信息在空间上的相对关系,提高弱反射信号增强处理的保幅性。
本发明为了实现上述目的,采用如下技术方案:
一种地震数据自适应弱反射信号补偿方法,包括如下步骤:
步骤1. 选取工区模型数据,并计算模型数据的统计时变振幅谱;
步骤2. 对步骤1得到的模型数据的统计时变振幅谱,利用二维高斯滤波方法消除时间和频率方向的反射系数因素的影响,估算模型数据的统计时变子波振幅谱;
步骤3. 计算工区各道地震数据的时频谱,取模处理得到对应的时频振幅谱,并对各道地震数据的时频振幅谱进行二维高斯滤波处理,估算出各道地震数据的时变子波振幅谱;
步骤4. 分别计算步骤2得到的模型数据的统计时变子波振幅谱的瞬时能量以及步骤3得到的各道地震数据的时变子波振幅谱的瞬时能量,并结合自适应参数对计算得到的瞬时能量进行大小比较,计算出工区自适应弱反射信号补偿的时空区域;
步骤5. 基于步骤2得到的模型数据的统计时变子波振幅谱以及步骤3得到的各道地震数据的时变子波振幅谱,计算工区各道地震数据的自适应弱反射信号补偿算子,对各道地震数据进行弱反射信号补偿处理,最终完成工区中所有道地震数据的自适应弱反射信号补偿。
此外,在地震数据自适应弱反射信号补偿方法的基础上,本发明还提出了一种与之相适应的地震数据自适应弱反射信号补偿系统,其采用如下技术方案:
一种地震数据自适应弱反射信号补偿系统,包括如下模块:
统计时变振幅谱计算模块,用于对选取的工区模型数据,计算其统计时变振幅谱;
统计时变子波振幅谱计算模块,用于对模型数据的统计时变振幅谱,利用二维高斯滤波方法消除时间和频率方向的反射系数因素的影响,估算模型数据的统计时变子波振幅谱;
时变子波振幅谱计算模块,用于计算工区各道地震数据的时频谱,取模处理得到对应的时频振幅谱,并对各道地震数据的时频振幅谱进行二维高斯滤波处理,估算出各道地震数据的时变子波振幅谱;
工区自适应补偿的时空区域计算模块,用于分别计算模型数据的统计时变子波振幅谱的瞬时能量以及各道地震数据的时变子波振幅谱的瞬时能量,并结合自适应参数对计算得到的瞬时能量进行大小比较,计算出工区自适应弱反射信号补偿的时空区域;
以及弱反射信号补偿处理模块,用于基于得到的模型数据的统计时变子波振幅谱以及各道地震数据的时变子波振幅谱,计算工区各道地震数据的自适应弱反射信号补偿算子,对各道地震数据进行弱反射信号补偿处理,最终完成工区中所有道地震数据的自适应弱反射信号补偿。
此外,在上述地震数据自适应弱反射信号补偿方法的基础上,本发明还提出了一种计算机设备,该计算机设备包括存储器和一个或多个处理器。
所述存储器中存储有可执行代码,所述处理器执行所述可执行代码时,用于实现上面述及的地震数据自适应弱反射信号补偿方法的步骤。
此外,在上述地震数据自适应弱反射信号补偿方法的基础上,本发明还提出了一种计算机可读存储介质,其上存储有程序。该程序被处理器执行时,用于实现上面述及的地震数据自适应弱反射信号补偿方法的步骤。
本发明具有如下优点:
如上所述,本发明述及了一种地震数据自适应弱反射信号补偿方法,该方法能够自适应地识别弱反射信号所在的时空区域,并自动补偿弱反射信号的能量和频带,自适应能力强;本发明方法对模型数据进行多道统计处理,受局部异常噪声因素的影响较小,处理结果性能稳定;本发明方法基于统计子波一致性的原理,能够恢复弱反射信号所在地层的反射波信号与地下储层信息在空间上的相对保持关系,弱反射信号补偿处理的保幅性好;本发明方法仅有4个参数需要用户设置或调节,参数设置少,操作便捷;本发明方法无需估计地层Q值,也无需进行层位解释等工作,方法处理流程简洁,程序执行高效。
附图说明
图1为本发明实施例中地震数据自适应弱反射信号补偿方法的流程图;
图2为本发明实例中A工区中受地震观测效应影响存在弱反射信号区的一条偏移剖面图;
图3为对图2偏移数据给定自适应参数时计算的自适应弱反射信号补偿的时 空区域图;
图4为对图2的偏移数据进行基于本发明方法补偿处理后的剖面图;
图5为图4和图2间的差剖面,即对图2的偏移数据进行弱反射信号补偿时所补偿的信号剖面图;
图6为本发明实例中B工区中受强反射屏蔽效应影响存在弱反射信号区的一条叠后剖面的波形显示图;
图7为对图6的叠后数据进行基于本发明方法补偿处理后剖面的波形显示图;
图8为图7和图6间的差剖面,即对图6的叠后数据进行自适应弱反射信号补偿时所补偿的信号剖面的波形显示图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明:
实施例1
本实施例1述及了一种基于统计子波一致性的地震数据自适应弱反射信号补偿方法,以解决受地层局部强反射、强吸收或地震观测效应等因素导致的下伏地层反射信号的能量弱、频带窄等问题,本发明方法无需估计地层Q值,也无须进行层位解释等工作,参数设置少,具有自适应能力强、操作便捷、性能稳定且处理高效的特点。
如图1所示,本实施例中地震数据自适应弱反射信号补偿方法,包括如下步骤:
步骤1. 选取工区模型数据,并计算模型数据的统计时变振幅谱。
步骤1.1. 计算工区中各道地震数据的时变振幅谱。
定义表示工区二维或三维地震数据;其中表示地震数据所对应的时间,表示道号,表示工区地震数据的总道数,的取值范围为
对地震数据进行短时傅里叶变换;其中短时傅里叶变换采用的窗函数为 汉宁窗,并设置汉宁窗的长度为;汉宁窗的计算公式为:
,
将地震数据短时傅里叶变换后的时频谱用表示,则:
(1)
其中,表示频率,表示短时傅里叶变换后的时频谱所对应的时间,符号 表示指数,表示时移后的汉宁窗。
将地震数据短时傅里叶变换后的时变振幅谱用表示,则:
(2)
其中,符号| |表示对复数取模处理,即对进行取模处理。
步骤1.2. 选取工区模型数据,并计算其统计时变振幅谱。
以吸收衰减区相邻的多道数据或以整个工区数据体作为模型数据,定义模型数据 范围为;其中为道号,且取值范围均为
在步骤1.1计算得到工区中各道地震数据的时变振幅谱的基础上,按公 式(3)计算数据的统计均值作为模型数据的统计时变振幅谱,则:
(3)
其中,表示模型数据的统计时变振幅谱。
步骤2. 对模型数据的统计时变振幅谱,利用二维高斯滤波方法消除时 间和频率方向的反射系数因素的影响,以估算模型数据的统计时变子波振幅谱。
其中,二维高斯滤波方法所采用的高斯函数为:
其中,表示高斯函数的标准差,其值越大,滤波后的结果越平滑。
定义表示模型数据的统计时变子波振幅谱,分别设置时间方向和频率方 向的二维高斯滤波参数,利用公式(4)的二维高斯滤波公式计算
(4)
其中,表示二维滤波时时间方向高斯滤波函数所对应的时间,表示二维滤波 时频率方向高斯滤波函数所对应的频率。
步骤3. 计算工区各道地震数据的时频谱,取模处理得到对应的时频振幅谱,并对各道地震数据的时频振幅谱进行二维高斯滤波处理,估算出各道地震数据的时变子波振幅谱。
步骤3.1. 定义短时傅里叶变换所采用的汉宁窗的长度为,计算第道地震 数据的短时傅里叶变换后的时频谱,并记为,其中的取值为
其中,此处的汉宁窗的长度即上述步骤1.1中设置的汉宁窗的长度
取模处理得到第道地震数据的时变振幅谱,记为
步骤3.2. 利用步骤2中的二维高斯滤波参数,对第道地震数据的时频 振幅谱进行二维高斯滤波处理,处理过程与步骤2的方式相同。
经过二维高斯滤波处理,估算出第道地震数据的时变子波振幅谱,记为
步骤4. 分别计算步骤2得到的模型数据的统计时变子波振幅谱的瞬时能量、以及步骤3得到的各道地震数据的时变子波振幅谱的瞬时能量,并结合自适应参数对计算得到的瞬时能量进行大小比较,计算出工区自适应弱反射信号补偿的时空区域。
步骤4.1. 计算模型数据的统计时变子波振幅谱的瞬时能量,记为, 即:
(5)
其中,表示地震数据的截至频率。
步骤4.2. 计算工区各道地震数据的时变子波振幅谱的瞬时能量,记为,即:
(6)
步骤4.3. 给定自适应参数,依据公式(7)计算工区自适应补偿的时空区域,将 自适应补偿的时空区域记为,则:
(7)
其中表示自适应补偿的时空区域,表示不需要补偿的时空区 域。
步骤5. 基于步骤2得到的模型数据的统计时变子波振幅谱以及步骤3得到的各道地震数据的时变子波振幅谱,计算工区各道地震数据的自适应弱反射信号补偿算子,对各道地震数据进行弱反射信号补偿处理,最终完成工区中所有道地震数据的自适应弱反射信号补偿。
步骤5.1. 计算第道地震数据的统计子波一致性的自适应弱反射信号补偿算子,即:
(8)
其中,是稳定系数,为一小常数,表示步骤2计算得到的工区模型数据的 统计时变子波振幅谱,表示步骤3计算得到的第道地震数据的时变子波振幅谱。
步骤5.2. 按公式(9)计算第道地震数据补偿后的时频谱
(9)
其中,表示第道地震数据的短时傅里叶变换后的时频谱。
步骤5.3. 定义短时傅里叶变换所采用的汉宁窗的长度为,将弱反射信号补 偿后的时频谱进行逆短时傅里叶变换得到弱反射信号补偿后的时间域输出结果,记为,其计算公式为:
(10)
按步骤5.1-5.3逐道循环处理,最终完成工区中所有道地震数据的自适应弱反射信号补偿。
本发明方法能够解决受地层局部强反射、强吸收或地震观测效应等因素导致的下伏地层反射信号的能量弱、频带窄等问题,自适应地识别弱反射信号所在的时空区域,并自动补偿弱反射信号的频带和能量,实现了反射子波的一致性,恢复了地震数据与地下储层信息的空间相对保持关系,从而为后续地震资料的解释和地质储层勘探开发提供数据基础。
此外,本发明还给出了两个具体实例,以验证本发明所提方法的有效性。
在具体实例1中和实例2中,分别结合A工区的典型数据、B工区的典型数据对本发明所述的基于统计子波一致性的地震数据自适应弱反射信号补偿方法进行说明。
图2为A工区中受地震观测效应影响存在弱反射信号区的一条偏移剖面图。采集观 测系统设计的炮点主要位于图中盐丘构造的左侧,受采集观测系统因素以及地下盐丘存 在,导致图2中盐丘下及盐丘右侧的反射波信号能量弱,如图中白色虚线框所示的区域,这 不利于后续的地震资料解释和储层勘探开发的应用研究,需要对该偏移数据进行弱反射信 号补偿处理。对该实际数据进行处理时,选取道号150至道号340范围内的数据作为模型数 据,设置短时傅里叶变换的汉宁窗的长度为500,对该模型数据按照步骤1计算模型数 据的统计时变振幅谱。随后按照步骤2利用二维高斯滤波方法估算模型数据的统计时变子 波振幅谱,其中二维高斯滤波参数分别设置为5和50。然后,利用与步骤2相同的二 维滤波参数按照步骤3计算各道的时变子波振幅谱。再按照步骤4.1和步骤4.2分 别计算模型数据的统计时变子波振幅谱和工区各道数据时变子波振幅谱 的瞬时能量。对该数据处理时选取的自适应参数为0.5,利用步骤4.3计算工区自适应补 偿的时空区域。图3给出了对图2偏移数据给定自适应参数为0.5时计算出的自适应弱反 射信号补偿的时空区域图,图中黑色代表存在弱反射信号的时空区域。对比图3和图2可以 看出,图3计算出的弱反射信号区域与图2中弱反射信号区域基本吻合,说明了本发明方法 能够自适应确定存在弱反射信号的时空区域。最后利用步骤5进行基于统计子波一致性的 地震数据自适应弱反射信号补偿处理,图4给出了对图2的偏移数据进行基于统计子波一致 性的地震数据自适应弱反射信号补偿处理后的剖面图。对比图2和图4可以看出,经过本发 明方法处理后,图2中白色虚线所示的弱反射信号区域的信号明显得到增强,盐丘左右两侧 相同地层的反射波能量相对一致,从而为后续的地震资料解释和储层勘探开发奠定了数据 基础。图5给出了图4和图2间的差剖面,即对图2的偏移数据进行弱反射信号补偿时所补偿 的信号剖面图,从图中可以看出,本发明方法能够有效的补偿弱反射信号的能量,补偿效果 相对较好,而不存在弱反射信号的区域也能够保持原始数据信息的相对一致性,从而验证 了本发明方法的有效性。
图6为B工区中受强反射屏蔽效应影响存在弱反射信号区的一条叠后剖面的波形 显示图,图中黑色虚线框为存在弱反射信号的区域,从图中虚线框内可以看出,1050ms附近 存在一强反射界面,其下伏地层的反射波信号与周围相比明显减弱,尤其是1500ms和 2150ms附近的反射波同相轴明显减弱,这表明该叠后数据黑色虚线框中1050ms附近的强反 射使其下传的透射能量明显减少,对下伏地层反射波信号存在能量屏蔽作用,使得下伏地 层反射波振幅的空间相对关系与地下地质信息不相匹配,需要对该能量屏蔽区进行弱反射 信号补偿处理。利用本发明方法对图6的叠后数据进行基于统计子波一致性的地震数据自 适应弱反射信号补偿处理。经参数优选,选取图6中道号1至道号65的多道数据作为步骤1中 的模型数据,步骤2中设置短时傅里叶变换的汉宁窗的长度为100,步骤3中的二维高 斯滤波参数分别设置为5和50,步骤4中给定自适应参数为0.8。基于上述参数, 利用本发明方法对图6的叠后数据进行弱反射信号补偿处理,处理结果如图7所示。对比图6 和图7可以看出,利用本发明方法补偿处理后,图6中黑色虚线框内弱反射区的有效信号能 量得到明显增强,反射波同向轴的空间连续性和一致性也得到明显改善,在一定程度上消 除了黑色虚线框中1050ms附近强反射地层对下伏地层的能量屏蔽效应。本发明方法的弱反 射信号补偿遵循了统计子波一致性的原则,从图7中看出,弱反射信号补偿处理恢复了时间 上同相轴间的强弱关系,以及空间横向上的能量相对一致性。图8给出了图7和图6间的差剖 面,即对图6的叠后数据进行弱反射信号补偿时所补偿的信号剖面的波形显示图。从图8中 也能看出,1500ms附近和2150ms附近的反射波同相轴补偿的能量存在明显差异。综合对比 图6、图7和图8看出,1500ms附近和2150ms附近的反射波同相轴补偿后的能量与周围基本一 致。从理论上讲,1500ms附近和2150ms附近的反射波同相轴的补偿能量大小是由模型数据 的统计时变子波来决定的。
上述两个实例表明,本发明能够自适应地识别弱反射信号所在的时空区域,并补偿弱反射信号的频带和能量,实现反射子波的一致性,为后续地震资料解释和储层勘探开发奠定基础。
实施例2
本实施例2述及了一种地震数据自适应弱反射信号补偿系统,该系统与上述实施例1中的地震数据自适应弱反射信号补偿方法基于相同发明构思。
一种地震数据自适应弱反射信号补偿系统,包括如下模块:
统计时变振幅谱计算模块,用于对选取的工区模型数据,计算其统计时变振幅谱;
统计时变子波振幅谱计算模块,用于对模型数据的统计时变振幅谱,利用二维高斯滤波方法消除时间和频率方向的反射系数因素的影响,估算模型数据的统计时变子波振幅谱;
时变子波振幅谱计算模块,用于计算工区各道地震数据的时频谱,取模处理得到对应的时频振幅谱,并对各道地震数据的时频振幅谱进行二维高斯滤波处理,估算出各道地震数据的时变子波振幅谱;
工区自适应补偿的时空区域计算模块,用于分别计算模型数据的统计时变子波振幅谱的瞬时能量以及各道地震数据的时变子波振幅谱的瞬时能量,并结合自适应参数对计算得到的瞬时能量进行大小比较,计算出工区自适应弱反射信号补偿的时空区域;
以及弱反射信号补偿处理模块,用于基于得到的模型数据的统计时变子波振幅谱以及各道地震数据的时变子波振幅谱,计算工区各道地震数据的自适应弱反射信号补偿算子,对各道地震数据进行弱反射信号补偿处理,最终完成工区中所有道地震数据的自适应弱反射信号补偿。
需要说明的是,地震数据自适应弱反射信号补偿系统中,各个功能模块的功能和作用的实现过程具体详见上述实施例1中方法中对应步骤的实现过程,在此不再赘述。
实施例3
本实施例3述及了一种计算机设备,该计算机设备包括存储器和一个或多个处理器。在存储器中存储有可执行代码,当处理器执行可执行代码时,用于实现上述实施例1中的地震数据自适应弱反射信号补偿方法的步骤。
本实施例中计算机设备为任意具备数据数据处理能力的设备或装置,此处不再赘述。
实施例4
本实施例4述及了一种计算机可读存储介质,其上存储有程序,该程序被处理器执行时,用于实现上述实施例1中的地震数据自适应弱反射信号补偿方法的步骤。
该计算机可读存储介质可以是任意具备数据处理能力的设备或装置的内部存储单元,例如硬盘或内存,也可以是任意具备数据处理能力的设备的外部存储设备,例如设备上配备的插接式硬盘、智能存储卡(Smart Media Card,SMC)、SD卡、闪存卡(Flash Card)等。
当然,以上说明仅仅为本发明的较佳实施例,本发明并不限于列举上述实施例,应当说明的是,任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下,所做出的所有等同替代、明显变形形式,均落在本说明书的实质范围之内,理应受到本发明的保护。

Claims (8)

1.一种地震数据自适应弱反射信号补偿方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1.选取工区模型数据,以吸收衰减区相邻的多道数据或以整个工区数据体作为模型数据,并计算模型数据的统计时变振幅谱;
步骤2.对步骤1得到的模型数据的统计时变振幅谱,利用二维高斯滤波方法消除时间和频率方向的反射系数因素的影响,估算模型数据的统计时变子波振幅谱;
步骤3.计算工区各道地震数据的时频谱,取模处理得到对应的时频振幅谱,并对各道地震数据的时频振幅谱进行二维高斯滤波处理,估算出各道地震数据的时变子波振幅谱;
步骤4.分别计算步骤2得到的模型数据的统计时变子波振幅谱的瞬时能量、以及步骤3得到的各道地震数据的时变子波振幅谱的瞬时能量,并结合自适应参数对计算得到的瞬时能量进行大小比较,计算出工区自适应弱反射信号补偿的时空区域;
所述步骤4具体为:
步骤4.1.计算模型数据的统计时变子波振幅谱Wm(t,f)的瞬时能量,记为Pm(t),即:
其中,fs表示地震数据的截至频率;
步骤4.2.计算工区各道地震数据的时变子波振幅谱Wx(t,f)的瞬时能量,记为P(x,t),即:
步骤4.3.给定自适应参数α,依据公式(7)计算工区自适应补偿的时空区域,将自适应补偿的时空区域记为C(t,x),则:
其中C(t,x)=1表示自适应补偿的时空区域,C(t,x)=0表示不需要补偿的时空区域;
步骤5.基于步骤2得到的模型数据的统计时变子波振幅谱以及步骤3得到的各道地震数据的时变子波振幅谱,计算工区各道地震数据的自适应弱反射信号补偿算子,对各道地震数据进行弱反射信号补偿处理,最终完成工区中所有道地震数据的自适应弱反射信号补偿。
2.根据权利要求1所述的地震数据自适应弱反射信号补偿方法,其特征在于,
所述步骤1具体为:
步骤1.1.计算工区中各道地震数据的时变振幅谱;
定义d(τs,x)表示工区二维或三维地震数据;其中τs表示地震数据所对应的时间,x表示道号,N表示工区地震数据的总道数,x的取值范围为1~N;
对地震数据d(τs,x)进行短时傅里叶变换;
其中短时傅里叶变换采用的窗函数为汉宁窗,并设置汉宁窗的长度为lhann
将地震数据短时傅里叶变换后的时频谱用D(t,f,x)表示,则:
其中,f表示频率,t表示短时傅里叶变换后的时频谱所对应的时间,符号exp()表示e指数,h(t-τs)表示时移后的汉宁窗;
将地震数据短时傅里叶变换后的时变振幅谱用A(t,f,x)表示,则:
A(t,f,x)=|D(t,f,x)| (2)
其中,符号||表示对复数取模处理,即对D(t,f,x)进行取模处理;
步骤1.2.选取工区模型数据,并计算其统计时变振幅谱;
以吸收衰减区相邻的多道数据或以整个工区数据体作为模型数据,定义模型数据范围为x1~x2;其中x1和x2为道号,且取值范围均为1~N,x1<x2
按公式(3)计算数据的统计均值作为模型数据的统计时变振幅谱,则:
其中,Am(t,f)表示模型数据的统计时变振幅谱。
3.根据权利要求2所述的一种地震数据自适应弱反射信号补偿方法,其特征在于,
所述步骤2具体为:
定义Wm(t,f)表示模型数据的统计时变子波振幅谱,分别设置时间方向和频率方向的二维高斯滤波参数σt和σf,利用公式(4)的二维高斯滤波公式计算Wm(t,f):
其中,τg表示二维滤波时时间方向高斯滤波函数所对应的时间,υg表示二维滤波时频率方向高斯滤波函数所对应的频率。
4.根据权利要求1所述的一种地震数据自适应弱反射信号补偿方法,其特征在于,
所述步骤3具体为:
步骤3.1.定义短时傅里叶变换所采用的汉宁窗的长度为lhann,计算第x道地震数据的短时傅里叶变换后的时频谱,并记为Dx(t,f),其中x的取值为1~N;
对Dx(t,f)取模处理得到第x道地震数据的时变振幅谱,记为Ax(t,f);
步骤3.2.利用二维高斯滤波参数σt和σf,对第x道地震数据的时频振幅谱Ax(t,f)进行二维高斯滤波处理,估算出第x道地震数据的时变子波振幅谱,记为Wx(t,f)。
5.根据权利要求1所述的一种地震数据自适应弱反射信号补偿方法,其特征在于,
所述步骤5具体为:
步骤5.1.计算第x道地震数据的统计子波一致性的自适应弱反射信号补偿算子Ox(t,f),即:
其中,δ是稳定系数,Wm(t,f)表示步骤2计算得到的工区模型数据的统计时变子波振幅谱,Wx(t,f)表示步骤3计算得到的第x道地震数据的时变子波振幅谱;
C(t,x)=1表示自适应补偿的时空区域,C(t,x)=0表示不需要补偿的时空区域;
步骤5.2.按公式(9)计算第x道地震数据补偿后的时频谱Sx(t,f):
Sx(t,f)=Dx(t,f)·Ox(t,f) (9)
其中,Dx(t,f)表示第x道地震数据的短时傅里叶变换后的时频谱;
步骤5.3.定义短时傅里叶变换所采用的汉宁窗的长度为lhann,将弱反射信号补偿后的时频谱进行逆短时傅里叶变换得到弱反射信号补偿后的时间域输出结果,记为sxs),其计算公式为:
其中,τs表示地震数据所对应的时间,f表示频率,t表示短时傅里叶变换后的时频谱所对应的时间,h(t-τs)表示时移后的汉宁窗;
按步骤5.1-5.3逐道循环处理,最终完成工区中所有道地震数据的自适应弱反射信号补偿。
6.一种用于实现如权利要求1至5任一项所述的地震数据自适应弱反射信号补偿方法的地震数据自适应弱反射信号补偿系统,其特征在于,
所述地震数据自适应弱反射信号补偿系统包括:
统计时变振幅谱计算模块,用于对选取的工区模型数据,计算其统计时变振幅谱;
统计时变子波振幅谱计算模块,用于对模型数据的统计时变振幅谱,利用二维高斯滤波方法消除时间和频率方向的反射系数因素的影响,估算模型数据的统计时变子波振幅谱;
时变子波振幅谱计算模块,用于计算工区各道地震数据的时频谱,取模处理得到对应的时频振幅谱,并对各道地震数据的时频振幅谱进行二维高斯滤波处理,估算出各道地震数据的时变子波振幅谱;
工区自适应补偿的时空区域计算模块,用于分别计算模型数据的统计时变子波振幅谱的瞬时能量以及各道地震数据的时变子波振幅谱的瞬时能量,并结合自适应参数对计算得到的瞬时能量进行大小比较,计算出工区自适应弱反射信号补偿的时空区域;
以及弱反射信号补偿处理模块,用于基于得到的模型数据的统计时变子波振幅谱以及各道地震数据的时变子波振幅谱,计算工区各道地震数据的自适应弱反射信号补偿算子,对各道地震数据进行弱反射信号补偿处理,最终完成工区中所有道地震数据的自适应弱反射信号补偿。
7.一种计算机设备,包括存储器和一个或多个处理器,所述存储器中存储有可执行代码,其特征在于,所述处理器执行所述可执行代码时,实现如权利要求1至5任一项所述的地震数据自适应弱反射信号补偿方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质,其上存储有程序,其特征在于,该程序被处理器执行时,用于实现如权利要求1至5任一项所述的地震数据自适应弱反射信号补偿方法的步骤。
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