本发明涉及石油勘探领域，具体涉及一种求取原始信号谐波的提频方法。
背景技术：
油气资源是社会的工业粮食，是国民经济的命脉。随着我国经济的飞速发展，对油气的需求与日俱增。油气大多都是埋藏在地表以下，获取准确的地下油气藏分布信息在油气田开发过程中起着先导作用。
长期以来，为了获取地质构造和矿产分布信息，人们发明了三类方法：地质法；物探法；钻探法。物探法是一种间接法，其中之一的地震物理勘探法是查明地质构造最有效的方法。地震勘探所依据的是岩石的弹性，其基本工作方法是在地表布置测线，在浅井中用炸药震源人工激发地震波，地震波向下传播，当遇到弹性不同的分界面时,就发生反射或折射。人们在测线的一些点上用专门的仪器记录地震波，得到地震记录。由于接收的地震波经过了地下地层介质的改造，就带有与地质构造，地层岩性等有关的各种信息，诸如时间能量、速度、频率等。从地震记录中提取这些信息，就有可能推断解释地质构造的形态，含油气地层的分布等信息。地震物理勘探主要分三个步骤：野外数据采集，室内资料处理，地震资料解释。野外工作主要任务是采集有效的地震数据；室内地震处理是中间环节，对原始地震资料作解编、滤波、校正、反褶积等处理，以得到高精度的地质信息；地震资料解释主要是通过对处理后的地震资料的研究，分析获取地下地质构造和油气矿资源的分布信息。
提高地震分辨率，获取反射系数是地震数据处理的主要任务之一。提高地震信号分辨率在岩性划分和地震层位分析方面上都很有意义。高分辨率地震技术是在构造复杂地区进行地震详查确定小幅度构造，小断层和表层构造的有效手段。这对于我国目前油气田勘探有着重要意义，一方面是由于我国的地质构造特点，另一方面,东部油田也已进入深挖细找阶段。地震勘探的高分辨率处理已成为油田勘探和开发的目标之一。
随着石油勘探开发的不断深入，油气勘探目标以构造勘探为主逐渐进入以岩性勘探为主。岩性圈闭的勘探难度大，对地震数据的分辨率提出了更高的要求。作为高分辨率地震勘的一个环节，高分辨率地震数据处理非常重要。高保真的高分辨率地震数据是薄互层油气藏地震属性分析和储层预测的基础。
提高地震勘探分辨率是一项系统工程。目前采用的高分辨率采集、严格野外施工、提高炮点/检波点测量定位精度、提高静校正精度、高分辨处理等已经取得了很大成效。反褶积作为提高叠后数据分辨率的重要手段，国内外研究人员进行了深入的研究。提出了很多反褶积的实用算法，如脉冲反褶积、预测反褶积、最小熵反褶积、同态反褶积、均值范数反褶积等等。由于噪声等因素的影响，这些方法只能在有效频带内将地震频谱展宽，两边淹没在白噪声中的信息是无法恢复出来的，因此对分辨率的提高能力有限。此外还存在一个致命问题，这些方法是基于传统褶积模型的，其假设条件之一就是子波在地下传播过程中不随时间变化。然而，实际地震传播中子波是时变的，由于大地吸收作用，随着波的传播，子波展宽，频谱变窄，主频向低频移动。
小波变换在地震资料提高分辨率的应用中一直是研究热点之一。应用二进小波变换对地震记录进行多尺度分解，对高频分量进行补偿，明显的提高了地震记录的分辨率。该方法受原始地震资料的信噪比的约束，原始资料需要达到一定的信噪比以上，分辨率的提高才会比较明显。
技术实现要素：
本发明为了解决上述技术问题提供一种求取原始信号谐波的提频方法，可避免传统反褶积存在问题，提高了地震数据分辨率。
本发明通过下述技术方案实现：
一种求取原始信号谐波的提频方法，包括以下步骤：
a、对原始地震记录进行连续小波变换得到不同频率的小波信号w(t，s)，此处的连续小波变换是一种积分变换方法，由于小波基具有尺度和位移两个参数，因此将在小波基展开意味着将一个时间函数投影到二维的时间-尺度相平面上，而且由于小波基本身所具有的特点，函数投影到小波变换域后，有利于提取某些特征；
b、提取各尺度小波信号的极值信号，可将小波信号快速分解成小波，极值信号可与对应尺度小波信息很好的重构原始信号；相比于用l1反演、匹配追踪等方法分解，效率会提高，而且分解的结果差别很大；
c、将极值信号与0.5倍的对应尺度信号进行褶积得到原始小波信号的谐波信息w1/2(τ,s)，将极值信号与2倍的对应尺度信号进行褶积得到原始小波信号的次谐波信息w2(τ,s)；
d、在小波域根据原始小波信号的谐波信息w1/2(τ,s)和次谐波信息w2(τ,s)得到各尺度小波的谐波信息
e、将谐波信息变换回时间域并加入到原始地震记录上。
扩展的高频分量的频率信息称为谐波，包括一次谐波、二次谐波等；扩展的低频分量的频率信息称为次谐波，包括一次次谐波、二次次谐波等；谐波为基准频率的整数倍，次谐波为基准频率的整数倍的倒数；基础频率为基准频率到基准频率之前一个倍频程之间的频率段，用来预测谐波和次谐波的振幅谱，并且对谐波和次谐波振幅谱进行能量密度调节，从而可达到带宽扩展的目的。
作为优选，所述步骤b中，极值包括极大值和极小值。
作为优选，所述步骤a中，其变换方法为
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明利用谐波特性即谐波和次谐波预测地震数据的低频、高频部分，在方法原理上突破了传统褶积模型的限制，不再需要估计地震子波，不再需要假设地层反射系数是稀疏的，大大提高了地震数据的分辨率。
2、本发明的采用连续小波变换后，提取各个尺度小波信号的极值进行谐波计算，可以仅利用优势频段信息提取谐波分量，保证拓频结果具有较高的信噪比。
3、本发明的谐波和次谐波振幅谱可进行能量密度调节，即可达到带宽扩展的目的。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
一种求取原始信号谐波的提频方法，包括以下步骤：
a、对原始地震记录进行连续小波变换得到不同频率的小波信号w(t，s)；
b、提取各尺度小波信号的极值信号；
c、将极值信号与0.5倍的对应尺度信号进行褶积得到原始小波信号的谐波信息w1/2(τ,s)，将极值信号与2倍的对应尺度信号进行褶积得到原始小波信号的次谐波信息w2(τ,s)；
d、根据原始小波信号的谐波信息w1/2(τ,s)和次谐波信息w2(τ,s)得到各尺度小波的谐波信息
e、将谐波信息变换回时间域并加入到原始地震记录上。
实施例2
基于上述实施例的原理，本实施例结合实际操作进行举例说明。
根据
选择优势频率段20hz、30hz、40hz、50hz、60hz小波信息，提取极大值和极小值；
利用提取的极大值、极小值与0.5倍的对应尺度信号进行褶积得到原始小波信号的谐波信息w12(τ,s)，利用提取的极大值、极小值与2倍的对应尺度信号进行褶积得到原始小波信号的次谐波信息w2(τ,s)；
在小波域求取谐波信息，计算出出优势频率段20hz、30hz、40hz、50hz、60hz的谐波信息
将谐波信息变换回时间域并加入到原始地震记录上，就可以得到提频后地震数据，其频带为15-70hz。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。