[发明专利]一种曲波域中地震波衰减补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在石油勘探过程中使用的地震数据处理方法，特别是关于一种曲波域中地震波衰减补偿方法。

背景技术

在石油勘探过程中，地层对地震波的吸收造成了震源子波时变，使资料的分辨率降低，特别是深层信号，由于地层的低通滤波作用，高频信号衰减严重。因此，地表记录到的不同深度反射信号及其频带，已经不能反映地下的真实情况，影响了后续地震资料的处理和解释工作，也影响了石油勘探结果的准确性。为了提高地震资料的分辨率，就必须对地震波衰减进行吸收补偿处理。

目前，地震数据处理中采用的地震波衰减补偿方法主要有常规球面发散与吸收补偿方法（牟永光.地震资料数字处理方法.石油工业出版社.1981.3）、常规反Q滤波（Futterman W I.Dispersive body wave[J].Geophysics Res.1962.67：5279-5291）、常规谱白化和单道或多道反褶积（Robinson.E.A.Principles of digital Wiener filtering.Geophysical prospecting[J].1967.15(3)：311-333）等。常规球面发散与吸收补偿方法仅补偿地震波振幅随时间变化的衰减，而不能补偿随频率变化的衰减。常规反Q（Q为品质因子，表示地层吸收的量）滤波尽管可以补偿由于地震波衰减引起的振幅减弱与速度频散，但要求品质因子Q已知，而品质因子Q值不易求准，且反Q滤波降低了数据的信噪比。常规谱白化是在假设反射系数白噪的条件下，通过对分频数据进行自动增益来补偿振幅随时间和频率的吸收衰减，因此难以保持子波和振幅能量的信息，而且会相应增强炮间的干扰能量。单道或多道反褶积是基于时窗统计内平均条件下的时频补偿，难以较好的逐点补偿振幅衰减和频率吸收。

近年来，国内学者提出几种基于时频分析的地层吸收补偿方法，如基于短时傅立叶变换地层吸收补偿方法（白桦，李鲲鹏.基于时频分析的地层吸收补偿[J].石油地球物理勘探.1999，34（6）：642-648）、基于小波包分解的地层吸收补偿方法（李鲲鹏，李衍达，张学工.基于小波包分解的地层吸收衰减[J].地球物理学报.2000.43(4)：542-549）和基于广义S变换的地层吸收补偿方法（刘喜武，年静波，刘洪.基于广义S变换的吸收衰减补偿方法[J].石油物探.2006.45（1）：9-14）等。这三种方法利用时频分析和地震波衰减特性求得地层吸收系数，可以一定程度上消除地震波衰减对地震记录的时变影响，改善地震资料的分辨率，但是上述几种方法对信号信噪比有一定要求，在补偿地震波衰减的同时也增强了噪声和随机干扰的能量。

综上所述，现有的技术对地震波衰减补偿的处理均有不足之处，如常规球面发散与吸收衰减补偿方法仅能补偿随时间变化的能量衰减，而不能补偿随频率的吸收衰减；常规反Q滤波方法Q值不易求准，且处理的同时降低了地震信号的信噪比；常规谱白化方法难以保持振幅；单道或多道反褶积方法不能点对点补偿吸收衰减变化；基于时频分析的吸收补偿方法对地震数据信噪比有一定要求，而且在补偿地震波衰减的同时相应提高了噪声和随机干扰的能量。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种受地震数据信噪比限制较小且只针对有效信号进行补偿，使得不同深度反射波的波形基本一致的曲波域中地震波衰减补偿方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种曲波域中地震波衰减补偿方法，其包括以下步骤：

1）收集地震信号并进行预处理，得到地震的时域信号x(t)，其中t为二维空间中时域信号x(t)的空间位置变量；

2）将时域信号x(t)做曲波变换，得到曲波域信号ψ_j,l(ω_j,T_k)，并逐点补偿地震波衰减，其中，j是曲波变换的尺度因子且j＝1,2,...,N；l是曲波变换的角度因子且l＝1,2,...,N，ω_j是频带，T_k是反射时间；

3）将曲波域信号ψ_j,l(ω_j,T_k)进行平滑处理得到曲波系数Φ_j,l(ω_j,T_k)，减小反射波相互重叠的影响；