[发明专利]补偿J变换的复时‑频谱提高地震剖面分辨率的方法

摘要

本发明涉及一种补偿J变换的复时‑频谱提高地震剖面分辨率的方法，通过对地震剖面的平均振幅谱进行分析，确定出需要能量补偿的衰减频段，并拟合出随频率变化的振幅谱衰减函数，以此衰减函数构造时‑频谱补偿因子和补偿函数。接着，以此补偿函数调节复时‑频谱。最后，通过逆J变换重构地震信号，实现提高地震信号分辨率的目的。方法具有保真性和良好的增强分辨率功能。

主权项

一种补偿J变换的复时‑频谱提高地震剖面分辨率的方法，其特征在于步骤如下：步骤1：对地震剖面内的各地震道做FFT得到振幅谱，求取地震剖面的平均振幅谱，将平均振幅谱用频率‑分贝图表示，在频率‑分贝图中找出最大幅值点对应的频率Fm，根据振幅谱变化趋势将大于Fm的频段部分分为三段：第一段，紧挨Fm频率，其振幅谱幅值上下波动，没有明显下降趋势，称为震荡频段，此频段不需要补偿；第二段，其振幅谱幅值有一个快速下降，称为衰减频段，此频段需要补偿；第三段，其振幅谱幅值下降趋势平缓，且幅值很小，称为高噪音频段，这个频段的信号信噪比较低，不宜进行时‑频谱补偿；步骤2：对衰减频段做线性拟合或按不同下降趋势做分段线性拟合得到振幅谱衰减函数At(f)＝af+b，其中a和b为拟合的参数，构造时‑频谱补偿因子：CF(f)=exp(-At(f)10)=exp(-af+b10);f∈[f1,fn]]]>CF(f)＝1.0；其中，f1为衰减频段的频率起点，fn为衰减频段的频率终点；步骤3：将地震剖面所含的地震道逐道进行J变换得到复时‑频谱矩阵：所述的J变换表达式为：J(n,m)=defJT(nΔT,mΔF)=Σk=0,-K≤n-k≤KNTr(kΔT)|mΔF|σ2πexp{-(mΔF)2[(n-k)ΔT]22σ2}exp[i2πmΔF(n-k)ΔT]n=0,1,...,N]]>J(n,0)=defJT(nΔT,0)=0,n=0,1,...,N]]>其中，Tr(·)为地震道，Tr(kΔT)为地震道的第k个时间采样点，共N+1个采样点，ΔT是时间采样间隔；ΔF是频率采样间隔，n表示时‑频谱时间采样点序号，m表示时‑频谱频率采样点序号，频率采样总点数为M+1，σ为分辨率因子；步骤4：计算复时‑频谱矩阵各元素的模：找出每行的最大模值，得到最大模值向量(M(0) M(1) … M(N))T，构造时‑频谱补偿函数：CFu(n,m)=[||J(n,m)||×CF(m)]p||J(n,m)||+ϵ×M(n),n=0,1,...,N;m=0,1,...,M;]]>其中，ε为正则化因子，p为平滑因子，步骤5：用时‑频谱补偿函数对复时‑频谱矩阵按行、列进行补偿：步骤6：采用逆J变换对补偿后的复时‑频谱重构地震道；所述的逆J变换表达式为：步骤7：用道均衡规格化方法对重构地震道的幅值进行规格化校正，使其数量级与变换前的地震道保持一致：找出原始地震道中样点幅值等于最大值SM的样点个数，记为K，对重构地震道的前K个大值直接替换为SM，其第K个大值记为TK，其他数据，按下式规格化：所述的ε取值范围为0.001≥ε＞0；所述的p取值范围为1≥p＞0；所述的σ取值范围为大于0.4。