一种去除煤层强反射信号的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及地球物理技术领域，尤其涉及一种去除煤层强反射信号的方法。
【背景技术】
[0002] 在储层预测过程中，由于煤系地层与非煤系地层波阻抗差异大，从而在煤层形成 强反射信号，将砂岩与泥岩的反射信号淹没其中，导致煤系地层砂体尤其是薄砂体无法识 另Ij。将煤层的强反射信号去除，从而突出砂泥岩的弱反射信号，是目前煤系地层储层预测的 一个思路。
[0003] 目前采用的去除煤层强反射信号的技术方法较为单一，应用较多的是子波分解与 重构技术。此技术利用多子波分解与重构去除煤层低频响应，把单道地震数分解为对应的 多个不同频率雷克子波。因为雷克子波是振幅和主频唯一确定的子波，是可以解析的，所 以可以利用其结果对地震数据进行分解、处理、解释，并根据研究需要开展分解频率域内任 何单频或多频地震剖面重构，从而实现排除煤层干扰、提高分辨率以及进行一系列与频率 有关的岩性和含油气检测的目的。但是基于单一固定子波假设的传统地震道模型具有其局 限性，所以采用此技术去除煤层强反射信号的结果并不理想。
[0004] 为此，针对储层预测过程如何去除煤层强反射信号，还需一种更加理想的方法，从 而得到更加有效可靠的去除煤层强反射信号的结果。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术方法去除煤层强反射信号结果并不理想的现状，本发明提供了一种 去除煤层强反射信号的方法，包含以下步骤：
[0006] 步骤一，选择过完备字典作为原子库；
[0007] 步骤二，基于所选原子库利用匹配追踪算法对原始地震信号进行重构；
[0008] 步骤三，基于重构后的原始地震信号利用匹配追踪算法匹配分解得到煤层强反射 信号；
[0009] 步骤四，从原始地震信号中将得到的煤层强反射信号减去，剩余信号即为期望的 去煤层反射信号。
[0010] 根据本发明的一个实施例，所述步骤二中，基于所述原子库利用一些重要系数以 及原子重构原始地震信号，其余系数为零。
[0011] 根据本发明的一个实施例，所述步骤三中，利用匹配追踪算法对重构后的原始地 震信号进行一次匹配分解从而得到煤层强反射信号。
[0012] 根据本发明的一个实施例，所述步骤一中，通过比较备选过完备字典对原始地震 数据的稀疏表示能力来优选出原子库。
[0013] 根据本发明的一个实施例，选择一维非抽样小波变换（UDWTlD)字典作为原子库。
[0014] 根据本发明的一个实施例，原始地震信号重构具体表示为：
[0015]
[0016] 式中：x为原始地震信号；f为用于匹配追踪的原子库；α为原子所对应的系数； 钓为通过匹配追踪算法搜索得到的第一个原子；a i为第一个原子的系数；、为信号的 分量；Rk为稀疏表不信号的残差。
[0017] 根据本发明的一个实施例，从所述原子库里选择最能匹配信号结构的一个信号原 子来构建稀疏逼近，第一次迭代后得出煤层的强反射信号，即：
[0018]
[0019] 式中U1为煤层强反射信号；約刃旭过匹K坦踪算法搜索得到的第一个原子；a i 为第一个原子的系数；PA为第一次迭代后的强反射信号。
[0020] 根据本发明的一个实施例，基于：尽==*···釣％得到所述去煤层反射信号；
[0021] 式中：x为原始地震信号；为煤层强反射信号成为去煤层反射信号。
[0022] 根据本发明的一个实施例，所述步骤三中，在所述煤层强反射信号偏离目标反射 轴的情况下，加入煤系地层层位约束将其修正。
[0023] 根据本发明的一个实施例，所述步骤三中，通过空间平滑处理来消除所述煤层强 反射信号存在的空间不连续，进而得到空间上稳定连续的强反射轴。
[0024] 与现有技术相比，本发明具有如下优点：
[0025] 1、通过匹配追踪算法重构原始地震信号，重构过程十分简单，重构结果更理想；
[0026] 2、通过匹配追踪算法匹配计算煤层强反射信号，一次分解即可匹配出煤层强反射 信号，第一次迭代后匹配出的强反射信号即为煤层强反射信号，残差信号即为去煤层强反 射结果信号，匹配计算过程十分简单，结果更加理想；
[0027] 3、根据本发明所述方法得到的去煤层反射结果信号有效的突出了砂泥岩的弱反 射信息，易于储层预测研究，结果更加可靠有效，为储层预测和油气检测提供了依据。
[0028] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利 要求书以及附图中所特别指出的步骤来实现和获得。
【附图说明】
[0029] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实 施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0030] 图1是根据本发明一实施例去除煤层强反射信号的流程图；
[0031] 图2a是根据本发明一实施例中一道原始地震反射记录
[0032] 图2b是根据本发明一实施例中一道煤层强反射信号描绘的波形图；
[0033] 图2c是根据本发明一实施例中一道去除煤层强反射信号后的反射信号描绘的波 形图；
[0034] 图3是根据本发明一实施例的优选原子库过程中原子库稀疏性效果对比图；
[0035] 图4a是根据本发明一实施例中原始地震波信号生成的地震剖面图；
[0036] 图4b是根据本发明一实施例中去除煤层强反射信号后的反射信号生成的地震剖 面图。
【具体实施方式】
[0037] 以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用 技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明 的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合， 所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
[0038] 另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系 统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处 的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0039] 图1是根据本发明一实施例去除煤层强反射信号的流程图。如图1所示，首先在 步骤SlOO中，接收原始的地震信号。原始的的地震信号以波形的形式记录。
[0040] 接下来在步骤SllO中，优选一个过完备字典作为原子库。备选过完备字典有： FourierlD字典、一维局部离散余弦变换（LDCTlD)字典、一维双树复小波变换（DTCWT1D)字 典、一维非抽样小波变换（UDWTlD)字典。本实施例中通过比较原始地震数据中一道地震数 据分别在上述过完备字典中的稀疏性来优选原子库。
[0041] 图3是根据本发明一实施例的优选原子库过程中原子库稀疏性效果对比图。如 图3所示，坐标图横坐标为原子库最大系数百分比，纵坐标为原子库相对重构误差。将各个 备选过完备字典表示在坐标轴中，每个备选过完备字典可以生成一条误差曲线。线条310 代表UDWTlD字典，线条320代表DTCWT1D字典，线条330代表LDCTlD字典，线条340代表 FourierlD 字典。
[0042] 比较所有的误差曲线，在最大系数百分比相同的情况下，线条310的误差值相对 最小。由此可得线条310所代表的UDWTlD字典的稀疏表示能力是最优的。同时考虑UDWTlD 字典具有平移不变性，因此选择UDWTlD字典作为原子库。
[0043] 在步骤S120中，基于所选的原子库利用匹配追踪算法重构原始地震信号。利用匹 配追踪算法，信号可以通过所选原子库中很少量元素的线性组合来表示。基于所选原子库 利用一些重要系数以及原子重构原始地震信号，其余系数为零。信号重构过程十分简单。
[0044] 基于一维非抽样小波变换（UDWTlD)字典原始地震信号重构为：
[0045]
[0046] 式中：x为原始地震信号；炉为用于匹配追踪的原子库；α为原子所对应的系数； 约A为信号的分量；R k为稀疏表示信号的残差；当k = 1时，終为通过匹配追踪算法搜索得 到的第一个原子，a i为第一个原子的系数；N为大于等于1的整数。
[0047] 匹配追踪算法可以自适应的选择合适的基函数来分解信号，再加上采用稀疏能力 最优，且具有平移不变性