[发明专利]时变地震衰减模型的构建方法

说明书

本发明涉及一种时变地震衰减模型的构建方法，是为了解决现有方法在实际地震数据应用之中的不稳定问题，依据物理原理而提出的根据Wang’s子波变化特征估算层间衰减系数的全新方法，通过约束反演地震衰减模型不同波长系数的方式，构建稳定的时变地震衰减模型。其实现步骤为：（1）生成地震数据时频谱，估算各时窗功率谱的基本统计特性；（2）估算Wang’s广义子波参数；（3）估算各时窗的地震衰减系数；（4）设置傅立叶级数拟合时变地震衰减模型；（5）约束反演衰减模型的傅立叶系数，构建时变地震衰减模型。本发明具有能构建稳定时变地震衰减模型的优点。

技术领域

本发明涉及地球物理信号分析领域，特别是涉及一种时变地震衰减模型的构建方法。

背景技术

地震衰减系数可分为平均衰减系数和层间衰减系数，层间衰减系数也叫瞬时衰减系数。本发明人曾经在国际上首次提出根据反射地震数据估算平均衰减系数的方法（Qanalysis on reflection seismic data, Geophysical Research Letters, vol:31/2004/本发明人）即“反射地震数据的Q分析”。该方法的突破点是采用一个组合变量，即频率和时间的乘积作为单个变量而不是各自独立的频率和时间两个变量，将二维的时-频谱转化成以上述乘积变量作为单个自变量的一维函数。籍助于这个乘积变量，地震功率谱的对数转化成了线性函数，这样即可通过线性拟合方式得到衰减系数。但是，由于实际地震数据低频限波作用导致的低频振幅缺失，以及实际地震数据中含有的数据噪声，上述线性拟合即衰减系数的估算结果直接依赖于对乘积变量初始值和截止值的设置，因此，该方法对实际地震数据噪声具有一定的敏感性。

上述“反射地震数据的Q分析”一文中也提出了根据平均衰减系数求取层间地震衰减系数的反演计算方法。但是，由于反演计算所用的核算子是一个三角矩阵，反演求解的过程中会存在误差逐层累积的现象，因此该方法在实际地震数据的应用之中不够稳定。实际地震数据反演所得的层间衰减系数中甚至有负值出现。这些负值衰减系数的存在违背了地层介质的实际可能特性，因而没有任何物理意义。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的上述缺陷，提出一种时变地震衰减模型的构建方法。该方法是针对现有地震数据衰减模型估算方法的缺陷，包括在平均衰减系数估算中的缺陷以及在层间衰减系数估算中的缺陷。

为实现上述目的，本发明时变地震衰减模型的构建方法是依据物理原理而提出的根据Wang’s子波变化特征估算层间衰减系数的全新方法，通过约束反演地震衰减模型不同波长系数的方式，构建稳定的时变地震衰减模型。本发明的突出优点之一是依据物理原理而提出的根据Wang’s子波变化特征估算衰减系数的全新方法。另一个突出优点是，提出通过约束反演衰减模型不同波长系数的方式，构建稳定的时变地震衰减模型。因此，本发明具有提出估算地震衰减系数全新方法，通过约束反演衰减模型不同波长系数的方式，构建稳定时变地震衰减模型的优点。

作为优化，实现步骤是：（1）生成地震数据时频谱，估算各时窗的功率谱基本统计特性；（2）估算Wang’s广义子波参数；（3）估算各时窗的地震衰减系数；（4）设置傅立叶级数拟合时变地震衰减模型；（5）约束反演衰减模型傅立叶级数的系数，构建时变的地震衰减模型。

作为优化，步骤（1）估算地震数据的时频谱；采用伽柏变换估算地震数据的时频谱，并针对实际地震数据存在的信噪比问题，对时频谱进行加权平均以改善时频谱的信噪比，改善依此得到的地震衰减模型的可靠性；估算各时窗地震数据的功率谱基本统计特性，即均值频率和频率方差。步骤（1）中采用伽柏变换估算地震数据的时频谱时，针对实际地震数据存在的信噪比问题，对地震时频谱进行加权平均改善时频谱的信噪比。本发明提出：提取地震剖面中一组相邻地震道的时频谱，按照其局部倾角对时频谱进行加权平均；对于叠前共中心点道集，沿走时曲线对其时频谱加权平均。通过上述加权平均的方式改善地震时频谱的信噪比，从而改善依此得到的地震衰减模型的可靠性。