[发明专利]一种地震数据振幅谱的相干值获取方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理勘探技术领域，尤指一种地震数据振幅谱的相干值获取方法及系统。

背景技术

在油气勘探中，相干技术的应用十分广泛。利用相干技术可以突出地震数据的不连续性、压制连续性等特点，其切片比常规数据体切片更加清楚直观，使各种地质现象更清晰地展示出来，因此在油气勘探中有着广泛地应用。通过对相干体做剖面显示、水平切片及三维显示，可清楚地揭示构造、沉积储层和特殊地质体等地质现象。

自从1995年Bahorich等首次提出相干算法以来，已经出现了三代算法。第一代为基于互相关的相干算法(简称为C1算法)，其是利用传统的归一化算法，将基准道与相邻道进行互相关运算，逐道计算从而得到相干体。第一代相干算法具有易实现、计算速度快的优点；但该方法前提是假设地震道是平均值为零的信号，对地震资料品质要求高且对噪音敏感。

第二代为基于多道相似性测量的相干算法(简称C2算法)，由Marfurt等人在1998年提出，通过构建协方差矩阵，来计算地震道之间的相似性求得相干体。第二代相干算法考虑了地层的倾角和方位，抗噪音能力和稳定性增强，能计算薄层相干；但是该方法横向分辨率较低。

第三代为基于本征结构的相干算法(简称C3算法)，由Gersztenkorn和Marfurt(1996)提出通过矩阵的特征结构来描述地震数据的相干性，即通过协方差矩阵的特征值描述相干性。第三代相干算法具有横向分辨率高、抗噪能力强的优点，但该方法对大倾角地层不敏感，计算量大大增加。

由于地层倾角会干扰相干值，故不同算法都尽量消除或减弱地层倾角对相干值的影响。C1算法通过倾角搜索方法消除地层倾角的影响，即通过计算两条相邻地震道对应于不同时延(设定范围内)的归一化互相关得到相干估计，但算法鲁棒性差且精度低。C2算法也是通过倾角搜索方法消除地层倾角的影响，但计算效率低，例如以上下搜索2个采样点为例，则在x，y方向分别有5个倾角值，总共需要搜索25个倾角组合(即计算25个相干值)。C3算法未能考虑地层倾角的影响，但Marfurt等(1999)提出了一种改进的基于特征结构分析的相干体算法(C3.6)，这种算法先通过C2算法估计结构倾角并对估计结果进行平滑，然后沿估计出的地层倾角计算相干，但算法效率低。

发明内容

针对上述算法存在的倾角影响、计算量大、效率低等不足之处，本发明利用振幅谱不包含地层倾角信息的特性，提出了将由短时傅里叶变换获得的振幅谱作为输入数据的相干体算法，不仅可以消除倾角的影响而且具有更高的计算效率。

为达到上述目的，本发明提出了一种地震数据振幅谱的相干值获取方法，所述方法包括：步骤1，获取三维叠后地震数据体；步骤2，设定起止频率范围和振幅阈值，根据三维叠后地震数据体，计算获得振幅谱的有效频段；步骤3，选取所述三维叠后地震数据体中的某一采样点，设定以所述某一采样点为中心且包含J道地震记录的子数据体；步骤4，对所述子数据体内的J道地震记录叠加窗函数，并分别进行傅里叶变换，获取所述J道地震记录的振幅谱；步骤5，根据所述有效频段，获取并利用所述J道地震记录的振幅谱内有效频段的振幅谱构造J维协方差矩阵，计算所述J维协方差矩阵的特征根，其中，所述特征根中最大特征根与所有特征根之和的比值为所述某一采样点的相干值；步骤6，重复所述步骤3至所述步骤5，遍历所述三维叠后地震数据体内的每一采样点，获取并记录所述每一采样点的相干值。

为达到上述目的，本发明还提出了一种地震数据振幅谱的相干值获取系统，包括：数据获取模块，用于获取三维叠后地震数据体；有效频段计算模块，用于设定起止频率范围和振幅阈值，根据三维叠后地震数据体，计算获得振幅谱的有效频段；子数据体设定模块，用于选取所述三维叠后地震数据体中的某一采样点，设定以所述某一采样点为中心且包含J道地震记录的子数据体；振幅谱获取模块，用于对所述子数据体内的J道地震记录叠加窗函数，并分别进行傅里叶变换，获取所述J道地震记录的振幅谱；相干值计算模块，用于根据所述有效频段，获取并利用所述J道地震记录的振幅谱内有效频段的振幅谱构造J维协方差矩阵，计算所述J维协方差矩阵的特征根，其中，所述特征根中最大特征根与所有特征根之和的比值为所述某一采样点的相干值；相干值获取模块，用于重复运行所述子数据体设定模块、所述振幅谱获取模块以及所述相干值计算模块，遍历所述三维叠后地震数据体内的每一采样点，获取并记录所述每一采样点的相干值。

本发明的地震数据振幅谱的相干值获取方法及系统，在相干值获取过程中不包含地层倾角信息的特性，避免了倾角搜索，提高相干算法的计算效率，并且可以明显消除地层倾角对相干值的影响。