[发明专利]基于倾角控制的复值相干微断层识别方法

权利要求书

1.基于倾角控制的复值相干微断层识别方法，其特征在于，该基于倾角控制的复值相干微断层识别方法包括：

步骤1，对原始地震记录应用地层倾角公式，得到地层倾角数据；

步骤2，使用局部复值相关算子处理模型道数据体，计算并输出相关系数体和相移数据；

步骤3，使用相关系数数据和倾角数据，计算并输出沿倾角约束的相关系数数据；

步骤4，通过对比相关系数属性变化特征，研究和分析地质目标-微断层的地震信号响应特征；

在步骤2中，令实地震道s(t)对应的复地震道为

其中：h(t)为s(t)的希尔伯特变换；i为计算时窗中地震道号；θ(t)为地震信号的瞬时相位；令瞬时相位θ(t)对应的规范化复地震道为

为计算局部复值相关，设定一时间长度为T的滑动矩形时窗，则滑动时窗T内的平均瞬时相位满足关系式

其中：符号·_T表示对时间长度为T的滑动矩形时窗内的数据求算术平均；i为计算时窗中地震道号；

其中，б_k为在定义的时窗内地震k道的方差；б_j为在定义的时窗内地震j道的方差；

φ∈(-π，π]是第k道信号相对第j道信号在该滑动时窗内的平均相移量；以复值相关系数ρ的模量|р|≤1作为相关系数，且有

θ_k为地震信号在K道的瞬时相位；θ_j为地震信号在j道的瞬时相位；Z_k为地震信号沿K道的时间序列；Z_j为地震信号沿j道的时间序列；

为了更好地刻画小断距断层和小倾角地层的相移属性，保持地层倾斜程度的视倾角同相移值的一一对应关系，需要将φ变换到第Ⅰ、Ⅳ象限，即使得φ在角度域满足|φ|90°，其变换公式为

φ＝arctan[tan(φ)]×180°/π (10)

显然，当两信号完全不相关时，其相关系数|ρ|→0，相对相移φ是一个未定数，不代表相邻两道之间的地层接触关系；反之，当两个形态相同的信号只存在时移时，即瞬时相位只差一个常数φd＝θ_k－θ_j，代表平行倾斜地层，得到

R_k＝R_j

R_k为地震信号沿K道的强度或者振幅；R_j为地震信号沿j道的强度或者振幅；地震信号沿K道的平均瞬时相位；地震信号沿j道的平均瞬时相位；

则相关系数|ρ|→0，相对相移为φ→φd；

在步骤3中，将局部复值相关从单道推广到多道，用相邻多道加权平均形成模型道代替原始道，然后利用相邻模型道求相关替代直接利用原始道求复值相关，根据模型道倾角变化形成新的复值相关，得到与地层倾角变化有关的相移属性；二维地震数据的多道局部复值相关计算公式为：

其中：ρ_i代表第i道位置对应的局部复值相关系数；M为二维数据地震道数；算子ρ(·，·)为式(8)代表的局部复值相关运算；和分别代表第i道位置处的两相邻模型道，即：

0＜w_p，w_p-1，…，w_o0＜1，取P＝1或2，P＝1代表三相邻道局部复值相关，P＝2代表五相邻道局部复值相关；

w_i+p-j-1为地震信号在i道与p定义的相邻道在(j-1)道处的加权系数值；w_i+p-j为地震信号在i道与p定义的相邻道在j道处的加权系数值；w_p为地震信号在局部p相邻道的加权系数值；w_p-1为地震信号在局部(p-1)相邻道的加权系数值；w_o0地震信号在初始计算道的加权系数值；

通过计算相邻地震道的互相关函数来反映同相轴的不连续性，这种算法需要有三道参与计算，三维地震数据先分成沿测线方向和垂直测线方向两个方向独立进行，然后按式(8)分别求得沿主测线即Inline方向的相关系数|ρx|和相移φx以及沿联络测线即Crossline方向的相关系数|ρy|和相移φy，然后计算沿视倾角(θ_x,θ_y)方向的复相关值p_ij为

p_ij为第i道的互相关量，i＝1,2....；θ_x，θ_y分别为x和y方向上的相邻地震道之间的相移量。