基于空变频谱延拓的地震信号处理方法及系统技术方案

公开了一种基于空变频谱延拓的地震信号处理方法及系统。该方法可以包括：基于地震地层的走向，获取目标区域的地震波层位信息；在所述地震波层位信息的层位数据体内，对输入的地震信号进行连续小波变换，获得小波变换后的地震信号；基于所述小波变换后的地震信号对不同的谐波进行频谱外推，获得主谐波和延拓谐波；以及基于所述主谐波和所述延拓谐波，利用所述小波变换的反变换重建地震信号。该实施方式通过小波变换、频谱外推及小波变换的反变换，实现地震信号的重建。根据本发明专利技术的方法能够在保护振幅特征和信噪比前提下，还能提高分辨率。

Seismic signal processing method and system based on space variant spectrum extension

A method and system for seismic signal processing based on space variant spectrum extension is presented. The method may include: to seismic stratigraphy based on seismic horizon information acquisition of the target area; in vivo data layer information of the horizon of seismic wave, the seismic signal to the input of the continuous wavelet transform, seismic signal obtained after wavelet transform; the wavelet transform of seismic signal by spectrum extrapolation to different based on the harmonic, obtaining the main harmonic and extension and harmonic; based on the main harmonic and the harmonic extension, using the inverse transform reconstruction of the wavelet transform of seismic signal. The implementation of the wavelet transform, spectrum extrapolation and wavelet transform and inverse transform, realize the reconstruction of seismic signal. According to the method of the invention, the resolution can be improved in the premise of protecting the amplitude characteristic and the signal to noise ratio.

【技术实现步骤摘要】
基于空变频谱延拓的地震信号处理方法及系统
本专利技术涉及地震资料处理
，更具体地，涉及一种基于空变频谱延拓的地震信号处理方法及系统。
技术介绍
在地震资料处理
，吸收衰减严重、地震资料分辨率低是我国西部沙丘和西南碎屑岩探区油气勘探的一个突出问题。常规基于褶积理论的高分辨率处理手段，通常无法保证处理后的保真性和信噪比。因此，开展能够在保护振幅特征和信噪比前提下，有效提高叠前叠后资料的分辨率非常重要，可以为高分辨率地震成像和精细储层解释提供高质量基础资料。目前高分辨率处理方法的发展趋势集中在以下几个方面：地层吸收补偿和相位校正；反褶积方法研究；高精度速度分析和动校正方法研究；高精度静校正方法研究；高精度同相叠加方法研究；叠前、叠后信噪比增强方法研究；叠前、叠后频谱展宽方法研究；高精度成像方法研究；地震岩性处理技术等，从物探的发展角度来看，高分辨率技术正从中浅层向深层、从简单构造区块向复杂区块延伸，从时间域成像到深度域成像，而且要求高分辨率处理与岩性处理相结合。另一方面，三维VSP、高分辨率井间地震勘探、多波多分量地震勘探等新技术也在蓬勃发展。高分辨率处理技术已经达到较高水平，各种改进的反褶积算法层出不穷，如确定性子波反褶积方法、时变谱白化方法、特征值提高分辨率法、独立分量法(ICA)和盲反褶积等。但是，在地球物理信号处理中，常规基于褶积理论的高分辨率处理手段，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。专利技术人发现，目前缺乏提高地震叠前叠后资料的分辨率的方法以保证地震资料处理后的保真性和信噪比，因此，有必要开发一种能够提高分辨率的地震信号处理方法及系统。公开于本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术提出了一种基于空变频谱延拓的地震信号处理方法及系统，其能够通过小波变换、频谱外推及小波变换的反变换，实现地震信号的重建。根据本专利技术的一方面，提出了一种基于空变频谱延拓的地震信号处理方法。所述方法可以包括：基于地震地层的走向，获取目标区域的地震波层位信息；在所述地震波层位信息的层位数据体内，对输入的地震信号进行连续小波变换，获得小波变换后的地震信号；基于所述小波变换后的地震信号对不同的谐波进行频谱外推，获得主谐波和延拓谐波；以及基于所述主谐波和所述延拓谐波，利用所述小波变换的反变换重建地震信号。根据本专利技术的另一方面，提出了一种基于空变频谱延拓的地震信号处理系统，所述系统可以包括：用于基于地震地层的走向，获取目标区域的地震波层位信息的单元；用于在所述地震波层位信息的层位数据体内，对输入的地震信号进行连续小波变换，获得小波变换后的地震信号的单元；用于基于所述小波变换后的地震信号对不同的谐波进行频谱外推，获得主谐波和延拓谐波的单元；以及用于基于所述主谐波和所述延拓谐波，利用所述小波变换的反变换重建地震信号的单元。本专利技术所描述的一种空变频谱延拓提高分辨率方法，能够在保护振幅特征和信噪比前提下，根据地震地层的走向，沿着地层走向利用连续小波变换将输入的地震信号分解为不同小波尺度的地震信号，基于所述小波变换后的地震信号对不同的谐波进行频谱外推，获得主谐波和延拓谐波，进而利用小波变换的反变换重建地震信号，得到沿地层方向(即空间域变化)每个窗口内最优高分辨率效果，为目的层的高分辨率地震成像和精细储层解释提供高质量基础资料。本专利技术的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本专利技术的特定原理。附图说明通过结合附图对本专利技术示例性实施方式进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了根据本专利技术的基于空变频谱延拓的地震信号处理方法的步骤的流程图。图2a和图2b分别示出了莫雷小波时间域和频率域的波形图的示意图。图3示出了分窗口的空变频谱延拓示意图。图4a和图4b分别示出了根据本专利技术的一个应用示例的模拟地震数据的原始剖面效果图和模拟地震数据空变(FSE)提高分辨率后的剖面效果图。图5a和图5b分别示出了根据本专利技术的一个应用示例的模拟地震数据的原始剖面频谱图和模拟地震数据空变(FSE)提高分辨率后的剖面频谱图。图6a、图6b和图6c分别示出了根据本专利技术的一个应用示例的实际地震数据的原始剖面效果图、实际地震数据没有空变(FSE)提高分辨率后的剖面效果图和实际地震数据空变(FSE)提高分辨率后的剖面效果图。图7a、图7b和图7c分别示出了根据本专利技术的一个应用示例的放大后的实际地震数据的原始剖面效果图、放大后的实际地震数据没有空变(FSE)提高分辨率后的剖面效果图和放大后的实际地震数据空变(FSE)提高分辨率后的剖面效果图。图8示出了根据本专利技术的一个应用示例的实际地震数据空变(FSE)频谱图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术。虽然附图中显示了本专利技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本专利技术更加透彻和完整，并且能够将本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。实施方式1图1示出了根据本专利技术的基于空变频谱延拓的地震信号处理方法的步骤的流程图。在该实施方式中，根据本专利技术的基于空变频谱延拓的地震信号处理方法可以包括：步骤101，基于地震地层的走向，获取目标区域的地震波层位信息；步骤102，在所述地震波层位信息的层位数据体内，对输入的地震信号进行连续小波变换，获得小波变换后的地震信号；步骤103，基于所述小波变换后的地震信号对不同的谐波进行频谱外推，获得主谐波和延拓谐波；以及步骤104，基于所述主谐波和所述延拓谐波，利用所述小波变换的反变换重建地震信号。该实施方式通过小波变换、频谱外推及小波变换的反变换，实现地震信号的重建。下面详细说明根据本专利技术的基于空变频谱延拓的地震信号处理方法的具体步骤。获取目标区域的地震波层位信息在一个示例中，基于地震地层的走向，获取目标区域的地震波层位信息。拾取需要频谱延拓的地震波层位信息，一般借助于商业软件拾取层位，保证每道均有层位数据。获得小波变换后的地震信号在一个示例中，在所述地震波层位信息的层位数据体内，对输入的地震信号进行连续小波变换，获得小波变换后的地震信号；在一个示例中，所述小波为莫雷小波，其函数表达式为：其中，W(τ,s)为所述小波变换后的地震信号，f(t)为输入的地震信号，t为时间，τ为尺度因子，τ>0，s为位移，其值为正或负，ψ(t)为基本小波。图2a和图2b分别示出了莫雷小波时间域和频率域的波形图的示意图。首先，在所述地震波层位信息的层位数据体内，利用莫雷(Morlet)小波对输入的地震信号进行连续小波变换(ContinuousWaveletTransformCWT)，如式(1)，逐道将其分解在不同小波尺度上，选取优势区域数据进行分析，设定小波变换的频率范围和期望延拓的频谱范围，从而确定主轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于空变频谱延拓的地震信号处理方法，包括：基于地震地层的走向，获取目标区域的地震波层位信息；在所述地震波层位信息的层位数据体内，对输入的地震信号进行连续小波变换，获得小波变换后的地震信号；基于所述小波变换后的地震信号对不同的谐波进行频谱外推，获得主谐波和延拓谐波；以及基于所述主谐波和所述延拓谐波，利用所述小波变换的反变换重建地震信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于空变频谱延拓的地震信号处理方法，包括：基于地震地层的走向，获取目标区域的地震波层位信息；在所述地震波层位信息的层位数据体内，对输入的地震信号进行连续小波变换，获得小波变换后的地震信号；基于所述小波变换后的地震信号对不同的谐波进行频谱外推，获得主谐波和延拓谐波；以及基于所述主谐波和所述延拓谐波，利用所述小波变换的反变换重建地震信号。2.根据权利要求1所述的基于空变频谱延拓的地震信号处理方法，其中，所述小波为莫雷小波，其函数表达式为：其中，W(τ,s)为所述小波变换后的地震信号，f(t)为输入的地震信号，t为时间，τ为尺度因子，τ>0，s为位移，其值为正或负，ψ(t)为基本小波。3.根据权利要求1所述的基于空变频谱延拓的地震信号处理方法，其中，基于获得小波变换后的地震信号对不同的谐波进行频谱外推，获得主谐波和延拓谐波，包括：以所述小波变换后的地震信号中的高频端的主轴频率的小波为基准对所述小波变换后的地震信号中的不同的谐波进行频谱外推，以高频端的主轴频率按倍频程向高频端延拓，获得所述主谐波和所述延拓谐波。4.根据权利要求1所述的基于空变频谱延拓的地震信号处理方法，其中，所述小波变换的反变换为：其中，f′(t)重构的地震信号，W′(τ,s)为小波变换后得到主谐波和延拓谐波信号，t是时间，τ为尺度因子，τ>0，s为位移，ψ(t)为基本小波。Cψ为调节系数。5.一种基于空变频谱...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢金娥，段心标，
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