一种数据低频延拓方法技术

本发明专利技术公开了一种数据低频延拓方法，该方法包括：利用预设基本小波对地震数据进行连续小波变换，逐道将地震数据分解在不同小波尺度上，得到多个谐波；根据确定出的主轴频率，对各个谐波的低频端的主轴频率按倍频程进行频率延拓，得到主谐波和延拓谐波；根据主谐波和延拓谐波，利用小波反变换进行重构得到低频延拓后的地震数据。该方法能够有效拓宽地震数据的频带范围，使得地震数据的低频端和优势频带得到延拓，能够有效补偿数据的低频成分。

A low frequency continuation method for data

The invention discloses a low frequency data continuation method, the method includes: using the preset basic wavelet continuous wavelet transform is applied to seismic data, seismic data by road will be decomposed in different wavelet scales, get multiple harmonics; according to the determined frequency spindle, the spindle frequency of each frequency harmonic end by frequency doubling the process of frequency extension, get the main harmonic and harmonic extension; according to the extension of main harmonic harmonic extension and inverse transform are reconstructed to obtain the extension of low frequency seismic data using wavelet expansion. The method can effectively broaden the frequency range of seismic data, so that the low frequency end and dominant frequency band of seismic data can be extended, and the low-frequency component of data can be effectively compensated.

【技术实现步骤摘要】
一种数据低频延拓方法
本专利技术涉及数据处理
，具体地说，涉及一种数据低频延拓方法。
技术介绍
随着勘探的不断深入，全波形反演(FullWaveformInversion，简称为FWI)是目前地震成像的一个热点。全波形反演对地震数据有比较高的要求，其中地震资料低频缺失是困扰全波形反演的最大困难之一。海上地震数据去除海洋噪声干扰，一般最低可用的频带在3～3.5Hz，而传统的陆上检波器所能响应的地震数据频带往往在6Hz以上。即使数字检波器可以响应低频信息，面波的干扰也使得该频段不可用。此外，常规的建模手段又很难准确地恢复模型的长波长信息。因此，由于没有低频数据与初始模型很好的匹配，这也就使得这一“病态”的反演问题容易陷入局部极小，不能获得全局的最优解的情况。虽然低频非常重要，但目前几乎没有可以推广应用的提取低频信息方法。常规中值滤波、带通滤波等技术通常无法保证处理后的保真性和信噪比，对偏移成像及反演、储层描述带来严重影响。基于上述情况，亟需一种能够在保护振幅特征和信噪比前提下，有效延拓数据的低频端频带的方法。
技术实现思路
随着勘探的不断深入，全波形反演是目前地震成像的一个热点，它对地震数据有比较高的要求，其中地震资料低频缺失是困扰全波形反演的最大困难之一。本专利技术针对该问题提供了一种基于小波变换的数据低频延拓方法，所述方法包括：步骤一，利用预设基本小波对地震数据进行连续小波变换，逐道将所述地震数据分解在不同小波尺度上，得到多个谐波；步骤二：根据确定出的主轴频率，对各个谐波的低频端的主轴频率按倍频程进行频率延拓，得到主谐波和延拓谐波；步骤三：根据所述主谐波和延拓谐波，利用小波反变换进行重构得到低频延拓后的地震数据。根据本专利技术的一个实施例，所述预设基本小波为Morlet小波。根据本专利技术的一个实施例，根据如下表达式对所述地震数据进行连续小波变换：其中，W(τ,s)表示对地震数据f(t)进行小波变换后所得到的地震数据，t表示时间，τ和s分别表示平移因子和伸缩因子，表示依赖于τ和s的小波基函数ψs,τ(t)的共轭。根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤二中：根据优势区域信号，结合小波变换的频率范围和期望延拓的频谱范围，确定出主轴频率。根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤二中：以主轴频率的小波为基准，按倍频程向低频端延拓，得到延拓次谐波；根据所述延拓次谐波得到延拓谐波。根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤二中，所述延拓谐波的振幅与对应谐波的振幅相等。根据本专利技术的一个实施例，根据如下表达式确定延拓谐波的相位：其中，Φ表示延拓谐波的相位，表示信号主轴频率的相位，表示噪声信号相位。根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤三中，根据如下表达式来重构得到低频延拓后的地震数据：其中，f′(t)表示低频延拓后的地震数据，W(τ,s)表示对地震数据进行小波变换后所得到的地震数据，τ和s分别表示平移因子和伸缩因子，ψ(t)表示预设基本小波。本专利技术所提供的数据低频延拓方法利用连续小波变换将输入的地震信号分解为不同尺度的信号，根据优势区域信号的主轴频率对不同的谐波进行频谱延拓，得到主谐波和延拓谐波，并根据主谐波和延拓次谐波重建地震信号而得到低频延拓后的地震数据，从而为全波形反演提供优质数据。本专利技术所提供的数据低频延拓方法能够有效拓宽地震数据的频带范围，使得地震数据的低频端和优势频带得到延拓，能够有效补偿数据的低频成分。同时，该方法在有效拓宽低频端的同时，并不会产生任何假同相轴，因此数据低频延拓的可靠性较高。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：图1是根据本专利技术一个实施例的地震数据低频延拓的流程图；图2a和图2b分别是Morlet小波在时间域和频率域的波形图；图3是根据本专利技术一个实施例的某原始模拟炮集数据示意图；图4是图3所示的原始模拟炮集数据去除低频后的炮集数据示意图；图5是对图4所示的炮集数据进行低频延拓后的炮集数据示意图；图6是图3、图4和图5所示的炮集数据的频谱对比图；图7是是根据本专利技术一个实施例的某探区储层的原始炮集数据示意图；图8是对图7所示的炮集数据进行低频延拓后的炮集数据示意图；图9是图7和图8所示的炮集数据的频谱对比图；图10是图7所示的炮集数据局部放大示意图；图11是对图10所示的炮集数据进行低频延拓后的炮集数据示意图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本专利技术实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本专利技术可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。针对现有技术中所存在的问题，本专利技术提供了一种基于小波变换的数据低频延拓方法。该方法能够在保护振幅特征和信噪比前提下，有效延拓地震数据的低频端频带，从而为全波形反演和高分辨率地震成像和精细储层解释提供高质量的基础数据。小波是一个具有零均值且可以在频率域与时间域内进行局部化的数学函数。一个小波被称为母小波或基本小波，母小波可沿着时间指数经过平移与尺度伸缩得到一系列子小波。子小波可以通过尺度因子和平移因子来描述。利用一系列子小波，一个信号可以在不同的时间尺度上进行计算并显示出详细的特征尺度。拉伸更大的小波窗口，使其宽度更大便可以分析时间系列中波动较大的部分并捕捉大尺度(低频)事件的特征。相反，压缩较小的窗口将包含小尺度(高频)的事件信息。当信号被子小波相乘，从而被尺度因子和平移因子唯一地表达，这样也就可以计算出信号在时间频率域中一个具体位置的系数。小波变化可以分为连续小波变换(CWT)与离散小波变换(DWT)。离散小波变化DWT本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据低频延拓方法，其特征在于，所述方法包括：步骤一、利用预设基本小波对地震数据进行连续小波变换，逐道将所述地震数据分解在不同小波尺度上，得到多个谐波；步骤二、根据确定出的主轴频率，对各个谐波的低频端的主轴频率按倍频程进行频率延拓，得到主谐波和延拓谐波；步骤三、根据所述主谐波和延拓谐波，利用小波反变换进行重构得到低频延拓后的地震数据。

【技术特征摘要】
1.一种数据低频延拓方法，其特征在于，所述方法包括：步骤一、利用预设基本小波对地震数据进行连续小波变换，逐道将所述地震数据分解在不同小波尺度上，得到多个谐波；步骤二、根据确定出的主轴频率，对各个谐波的低频端的主轴频率按倍频程进行频率延拓，得到主谐波和延拓谐波；步骤三、根据所述主谐波和延拓谐波，利用小波反变换进行重构得到低频延拓后的地震数据。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设基本小波为Morlet小波。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据如下表达式对所述地震数据进行连续小波变换：其中，W(τ,s)表示对地震数据f(t)进行小波变换后所得到的地震数据，t表示时间，τ和s分别表示平移因子和伸缩因子，表示依赖于τ和s的小波基函数ψs,τ(t)的共轭。4.如权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤二中：根据优势区域信号，结合小波变换的频率范围和期望延拓的频谱范围，确定出主轴频率。5.如权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤二中：以主轴频率的小波为基准，按倍频程向低频端延拓，得到延拓次谐波；根...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢金娥，段心标，孙晶梅，
申请(专利权)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，
类型：发明
国别省市：北京,11