[发明专利]一种基于权重反褶积的地震勘探多频数据融合方法

说明书

本发明公开了一种基于权重反褶积的地震勘探多频数据融合方法。首先构建了基于多个单频地震数据的目标函数，然后利用不同数据之间的信噪比差异，基于目标函数求解得到对应于单频地震数据的权重反褶积滤波算子，并将该算子应用到对应的单频地震数据中，最后进行叠加得到融合结果。这种方法建立了目标函数与单频地震数据之间的直接关联，同时利用不同数据的信噪比差异进行权重滤波处理从而避免因低信噪比数据的引入造成的后续反褶积过程中可能的噪音过度放大问题。

技术领域

本发明属于地震勘探领域，具体涉及一种基于权重反褶积的地震勘探多频数据融合方法。

背景技术

基于波形反射成像的地下结构探测技术是勘探领域的重要技术，常见的有反射地震(弹性波)、探地雷达(电磁波)等方法，以反射地震法所为例，其记录的是从人工震源到地下反射界面，再回到检波器的双程旅行时间。反射地震法原理简单，通过在地面、海面或海底激发震源产生地震波，地震波在向下传播的过程中，一部分能量将被沉积地层或岩体边界、断裂面等反射回来，这些被反射的能量可以用检波器接收到，然后通过一系列处理方法，实现地球内部结构高分辨率成像。

震源子波的频带宽度是决定地震资料分辨率的关键因素。理想的震源子波应当如尖脉冲一样，包含丰富的低频和高频成分。通常而言，高频成分能够压缩子波主瓣，从而更好识别薄层；而低频成分则能够有效压制旁瓣，增强子波的分辨能力。但实际地震采集所采用的震源往往只能激发得到带宽比较有限的单频子波，进而影响到单频地震数据的分辨率。

为了改善这一现状，研究人员提出采用多个频率带宽不同的单频震源进行采集的方法实现多个频率区间数据的获取，通过后期融合实现多频数据不同频率区间的优势组合，从而拓宽地震资料频带带宽。在数据融合的基础之上，可以进一步利用反褶积提高分辨率。常规的数据融合多在时间域或者频率域通过直接叠加或者振幅峰值对齐后再叠加的方式完成。尽管频带得到拓宽，但是不同数据之间尤其是在频率交叠区间的信噪比差异并没有得到针对性的处理，在融合过程中易引入低信噪比数据而增加后续反褶积处理的不稳定性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了基于权重反褶积的地震勘探多频数据融合方法。本发明首先构建了基于多个单频地震数据的目标函数，然后利用不同数据之间的信噪比差异，基于目标函数求解得到对应于单频地震数据的权重反褶积滤波算子，并将该算子应用到对应的单频地震数据中，最后进行叠加得到融合结果。这种方法建立了目标函数与单频地震数据之间的直接关联，同时利用不同数据的信噪比差异进行权重滤波处理从而避免因低信噪比数据的引入造成的后续反褶积过程中可能的噪音过度放大问题。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种基于权重反褶积的地震勘探多频数据融合方法，其包括如下步骤：

1)构建基于多个单频地震数据的目标函数；

2)利用不同数据之间的信噪比差异，基于目标函数求解得到对应于单频地震数据的权重反褶积滤波算子；

3)将权重反褶积滤波算子应用到对应的单频地震数据中，进行叠加得到融合结果。

进一步的，所述的步骤1)中，基于多个单频地震数据的目标函数，表达式为：

其中，d_exp(t)表示目标函数，d_i(t)和x_i(t)表示第i个单频地震数据及其对应的反褶积滤波算子。

更进一步的，所述的步骤2)具体包括：

2.1)利用单频地震数据的频谱特征构建期望输出，其表达式如下所示：