一种基于稀疏脉冲反演的高精度地震谱分解方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于稀疏脉冲反演的高精度地震谱分解方法，属于油气地球物理勘探领域。本发明方法包括：(1)提取地震道上的m个变子波，所述m为时间样点个数；(2)构建所述变子波的褶积模型的矩阵形式；(3)求取所述褶积模型矩阵形式中的反射系数的稀疏形式，即稀疏脉冲；(4)利用所有变子波与其对应的稀疏脉冲构成新的变子波序列；(5)计算所述新的变子波序列的时频谱。利用本发明方法得到的信号的时频谱是单个子波频谱的叠加，因此具有很高的时频聚焦性。
【专利说明】-种基于稀疏脉冲反演的高精度地震谱分解方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于油气地球物理勘探领域，具体涉及一种基于稀疏脉冲反演的高精度地 震谱分解方法。
【背景技术】
[0002] 地震信号是典型的非平稳信号即频率随着时间变化而变化。地下介质对不同频率 成分地震波的反射特征是不一样的，最常见的比如地震波在地下介质中的吸收衰减，高频 成分衰减的快，低频衰减得慢，此时地震波能量补偿主要是高频成分的补偿，再比如近年来 岩石物理实验室发现的含流体的岩体对低频成分有增强的作用等等。该些都是地震信号 非平稳的原因，如何对地震信号时频分解呢？复数道地震信号是比较早的信号时频分析思 想，随后短时傅立叶变换开启了地震信号时频分析的大n，目前地震信号分析中常用的时 频分析方法如小波变换，S变换，广义S变换、W及衍生出的改进的小波变换，S变换等。随 着油气勘探的深入高精度的地震信号时频分析方法呼之欲出，近年来W匹配追踪为代表的 谱分解方法受到地球物理工作者的关注，其基本思想是将地震信号分解为一系列子波的叠 加之和，分别对子波做谱分解然后叠加各个子波的时频谱。
[0003] 现有的地震信号时频分析方法中，都是先给定一个母波，将母波进行伸缩变换成 一些列的子波，将地震信号分解成该些子波的加权之和，每个子波的加权系数反映地震信 号的频率成分的多少。上述的子波是人为给定的子波与实际的地震子波相差甚远。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种基于稀疏脉冲反演 的高精度地震谱分解方法，提高时频聚焦性。
[0005] 本发明是通过W下技术方案实现的：
[0006] 一种基于稀疏脉冲反演的高精度地震谱分解方法，包括：
[0007] (1)提取地震道上的m个变子波，所述m为时间样点个数；
[000引（2)构建所述变子波的權积模型的矩阵形式；
[0009] (3)求取所述權积模型矩阵形式中的反射系数的稀疏形式，即稀疏脉冲；
[0010] (4)利用所有变子波与其对应的稀疏脉冲构成新的变子波序列；
[0011] (5)计算所述新的变子波序列的时频谱。
[0012] 所述步骤（1)是该样实现的：
[001引设时窗内地震记录的平滑振幅谱为w^X/)，则该时窗内的变子波为：
[0014]
【权利要求】
1. 一种基于稀疏脉冲反演的高精度地震谱分解方法，其特征在于；所述方法包括： (1) 提取地震道上的m个变子波，所述m为时间样点个数； (2) 构建所述变子波的權积模型的矩阵形式； (3) 求取所述權积模型矩阵形式中的反射系数的稀疏形式，即稀疏脉冲； (4) 利用所有变子波与其对应的稀疏脉冲构成新的变子波序列； (5) 计算所述新的变子波序列的时频谱。
2. 根据权利要求1所述的基于稀疏脉冲反演的高精度地震谱分解方法，其特征在于： 所述步骤（1)是该样实现的： 设时窗内地震记录的平滑振幅谱为C/)，则该时窗内的变子波为：
(1) 其中ifft为反傅立叶变换算子。Ti为地震道上第i个时窗，时窗的长度是m个时间采 样点的长度。
3. 根据权利要求2所述的基于稀疏脉冲反演的高精度地震谱分解方法，其特征在于： 所述步骤（2)是该样实现的： 变子波的權积模型的矩阵如公式（2)所示：
其中s(t)为一个地震道上的地震信号，ti，t,. ... tm为一个地震道上地震信号的时间 离散点，w(t')为利用步骤（1)求得的变子波，下标对应地震道信号的离散时间样点，r(t) 为反射系数，e为噪音。
4. 根据权利要求3所述的基于稀疏脉冲反演的高精度地震谱分解方法，其特征在于： 所述步骤（3)中是利用相关向量机方法反演得到所述稀疏脉冲的。
5. 根据权利要求4所述的基于稀疏脉冲反演的高精度地震谱分解方法，其特征在于： 所述步骤（4)是该样实现的： 在地震信号的时间tk处新的变子波为：
(6) 其中^成04^/^^为时间*1^处新的变子波，r(tk)为通过步骤（3)得到的稀疏脉冲， 为通过步骤（1)得到的变子波。
6. 根据权利要求5所述的基于稀疏脉冲反演的高精度地震谱分解方法，其特征在于： 所述步骤（5)是该样实现的： 对通过步骤（4)得到的新的变子波做winger-ville分布得到该新的变子波的时频谱，
然后对于下一个时间样点tw重复上述步骤（4)和步骤巧），直至所有时间样点的计算完 毕； 然后叠加所有的时间样点处的新的变子波的时频谱即得到了新的变子波序列的时频 碰 曰〇
【文档编号】G01V1/28GK104422956SQ201310370297
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月22日 优先权日:2013年8月22日
【发明者】王小品 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院