[发明专利]地震数据自适应高频补偿方法

权利要求书

1.一种地震数据自适应高频补偿方法，其特征在于依据地震数据本身所反映的能量吸收衰减特征，构建数据驱动的振幅补偿滤波器，对实际地震数据进行自适应的高频成分补偿；步骤如下：（1）实现伽柏变换，构建地震道的伽柏频谱切片；（2）构建伽柏振幅谱的解析函数并估算其峰值频率；（3）构建高频振幅补偿滤波器；（4）实现对伽柏频谱切片的高频振幅补偿滤波；（5）实现伽柏逆变换，重构高频振幅补偿之后的时间域地震道；

步骤（3）构建高频振幅补偿滤波器所遵循的基本原理是，补偿滤波器与伽柏振幅谱的拟合函数相乘等于1；步骤（3）构建高频振幅补偿滤波器的方法是由所有高频分量补偿因子组成联立方程组，通过求解联立方程组反问题的方法构建而得，并通过平滑矩阵约束构建稳定且又平滑的滤波器。

2.根据权利要求1所述地震数据自适应高频补偿方法，其特征在于步骤（2）构建伽柏振幅谱的解析函数并估算其峰值频率，分两步实现；对各个时窗的伽柏频谱切片做归一化处理，对归一化的伽柏振幅谱采用Wang’s广义子波频谱函数进行拟合：

,

式中ƒ₀是广义地震子波的固有频率，用对角矩阵W表示伽柏振幅谱的解析函数W(ƒ)，而u则是广义地震子波的分数阶指示；其峰值频率的估算采用解析形式表示如下：。

3.根据权利要求1所述地震数据自适应高频补偿方法，其特征在于步骤（3）构建高频振幅补偿滤波器H(ƒ)遵循如下基本原理：W(ƒ)H(ƒ)=1；当频率大于或等于峰值频率时，ƒ≥ƒ_p，通过求解反问题W(ƒ)H(ƒ)=1构建振幅补偿滤波器H(ƒ)=1/[W(ƒ)+σ]，式中σ为使得求解问题稳定化的白噪系数；当频率小于峰值频率时，0≤ƒƒ_p，振幅补偿滤波器设置为H(ƒ)=1。

4.根据权利要求1所述地震数据自适应高频补偿方法，其特征在于步骤（3）中高频振幅补偿滤波器的构建方法，不是对H(ƒ)的各个频率分量单独计算得到，而是求解由所有ƒ≥ƒ_p高频分量补偿因子组成的联立方程组，并通过平滑矩阵约束构建稳定且又平滑的滤波器；本发明用向量H表示H(ƒ)，用对角矩阵W表示伽柏振幅谱的解析函数W(ƒ)，振幅补偿滤波器H的解为：H=[CW+σ²(I-C)]^-1C，式中C为平滑矩阵，C=(I+D^TD)^-1，而D^TD则为二阶导数约束矩阵。

5.根据权利要求1所述地震数据自适应高频补偿方法，其特征在于步骤（4）是将高频振幅补偿滤波器H(ƒ)应用到伽柏频谱切片之上S(τ,ƒ)，生成新的伽柏频谱切片：

；

此步骤（4）中包含相位校正滤波，运用随深度变化的一维Q模型进行相位校正，并通过与井旁地震合成道的时间匹配对一维Q模型做出适度调整。

6.根据权利要求1所述地震数据自适应高频补偿方法，其特征在于步骤（5）实现伽柏逆变换，重构高频振幅补偿之后的时间域地震道的伽柏重构函数是步骤（1）中伽柏频谱切片生成函数的逆函数；通过对伽柏频谱切片生成函数的离散数值计算得到伽柏重构函数的离散表达式，确保伽柏正逆变换的精度。