时域中的同步小波提取和反卷积的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请号为201280015141. X、申请日为2012年3月7日、发明名称为"时 域中的同步小波提取和反卷积"的专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及地震数据处理，特别是地震数据处理过程中的小波提取和反卷积。
【背景技术】
[0003] 反射地震学是如下的一种处理，该处理将由于地层中的声阻抗的变化而引起的反 射能量记录为用于分析的地震数据，声阻抗的变化源于关注的地下岩层或结构的位置和存 在。反射能量源于关注位置上的小波形式的短时声波向地层中的传播。对于该小波的响应， 实际上是该小波和地层的垂直反射率的联合乘积或卷积。为了增加数据的清晰度并在其解 释中提供增强的能力，习惯作法是使用被称为反卷积的处理技术对数据进行处理。反卷积 涉及去除小波对记录数据的影响。
[0004] 由于多种原因，发送到地层中的实际小波的实际性质或特征不能被精确确定。考 虑到该问题，尝试使用了两种方法。第一种方法假定小波是被称为零相位或最小相位小波 的理想形式。在地震处理中，如果仅存在地震数据，为了获得小波并进行反卷积，通常假定 零相位或最小相位，接着变换小波并实施反卷积。传统的小波提取和反卷积需要零相位或 最小相位假设，并在频域中进行两步的处理。但是，实际上真实的小波既不是零相位也不是 最小相位。
[0005] 第二个方法称为盲式反卷积法，其中根据经验、现场数据等对小波的形式的统计 估计值进行假设。已经提出了若干形式的盲式反卷积法，其中使用的一个被称为马尔科夫 链蒙特卡洛（Markov Chain Monte Carlo)(或MCMC)方法。最近，在研究中MCMC被集中用 于解决更高阶的统计功能，从而获得同时具有相位和反射率的小波。但是，MCMC方法作为同 时对小波进行估计和反卷积的盲式方案具有二义性问题，以及其它阻碍该算法实际应用在 地震处理中的实践限制。马尔科夫链蒙特卡洛方法看来能同时解决小波和反卷积。但是， 存在一些挑战阻碍该算法实际应用于地震行业。首先是需要最大能量位置，但是这种位置 通常是未知的。其次，提取的小波具有的频率大多在地震输入频率波段之外。第三，由从一 个记录迹（trace)到另一个记录迹的操作产生的反卷积结果有时会打断和弱化地震波，这 是由于从多通道记录迹提取了多个小波的缘故。
[0006] 因此，使用MCMC方法的盲式反卷积法已经成为近年来的研究课题。不像频域中的 传统能谱方法在小波提取和反卷积中所进行的那样，MCMC方法将反卷积处理作为参量估计 问题，从而通过时域中的多重取样以不同静态分布来模拟反射率、小波和噪声。在足够的重 复取样后，小波和反射率已经趋向于收敛于实际地质模型。
[0007]目前众所周知的是，盲式反卷积法的MCMC方法在参数估计前已做出了某些假设， 随后对实施应用贝叶斯方法。假定反射率序列是随机的（白噪声）并且易于通过已知的 Bernoulli-Gaussian过程进行统计上的模拟。另一个假定是可通过多元Gaussian函数对 小波进行表示。另一个假定是所出现的任何噪声都是不相关的，并因此可通过具有零均值 (即，倒伽玛）分布的独立同分布的Gaussian函数来进行模拟。
【发明内容】
[0008] 简单地说，本发明提供了一种用于处理地震数据的计算机实现的方法，该地震数 据为地震记录迹的形式，其从对地球的地下部分的反射地震勘测中获得，用于对关注的地 下特性进行分析，该计算机实现的方法包括计算机实现的处理步骤：根据地震勘测数据形 成小波；根据地震勘测数据解析出小波中最大能量的出现时间；根据地震勘测数据中的记 录迹针对小波形成归一化能量振幅；根据地震勘测数据中的记录迹的集合来形成在所解析 出的出现时间以及归一化振幅处的合成记录迹；基于合成记录迹对小波应用时间滤波器， 从而形成具有位于地震频率波段内的主频率的合成反卷积小波；以及通过对地震数据应用 合成反卷积小波来对地震记录迹执行反卷积操作，以对关注的地下特性进行分析。
[0009] 优选地，其中针对小波形成归一化能量振幅的步骤包括步骤：形成小波振幅的振 幅的估计；对所述小波振幅的振幅的估计进行调整，从而将总体误差函数最小化；以及形 成小波振幅的调整估计的平均值。
[0010] 优选地，其中形成合成记录迹的步骤包括步骤：根据地震勘测数据中选定的记录 迹组来形成在所解析出的出现时间以及归一化振幅处的合成记录迹。
[0011] 优选地，其中选定的记录迹组包括地震勘测数据中的记录迹的共深度点采集。
[0012] 优选地，其中选定的记录迹组包括地震勘测数据中的记录迹的激发点采集。
[0013] 优选地，其中对小波应用时间滤波器的步骤包括步骤：形成合成记录迹的平均能 谱的度量；确定合成记录迹中存在的平均功率的地震主频率；以及以所确定的地震主频率 形成合成反卷积小波。
[0014] 优选地，其中对地震记录迹执行反卷积操作的步骤包括步骤：对地震记录迹执行 反卷积操作以去除合成反卷积小波对记录数据的影响。
[0015] 优选地，其中地震数据表示由于地层中的声阻抗的变化而引起的反射能量，所述 声阻抗的变化源于关注的地下结构的位置和存在。
[0016] 优选地，所述方法进一步包括步骤：在对地震记录迹执行反卷积操作的步骤后，对 地震数据进行迀移处理，以将数据中的反射移至它们的准确空间位置；以及形成移动的地 震数据的显示器用于分析关注的地下特性。
[0017] 本发明还提供了一种用于处理地震数据的计算机实现的方法，该地震数据为地震 记录迹的形式，其从对地球的地下部分的反射地震勘测中获得，用于对关注的地下特性进 行分析，该计算机实现的方法包括计算机实现的处理步骤：根据地震勘测数据在计算机中 形成小波；根据地震勘测数据在计算机中解析出小波中最大能量的出现时间；根据地震勘 测数据中的记录迹针对小波在计算机中形成归一化能量振幅；根据地震勘测数据中的记录 迹的集合来在计算机中形成在所解析出的出现时间以及归一化振幅处的合成记录迹；基于 合成记录迹在计算机中对小波应用时间滤波器，从而形成具有位于地震频率波段内的主频 率的合成反卷积小波；以及通过对地震数据应用合成反卷积小波来在计算机中对地震记录 迹执行反卷积操作，以对关注的地下特性进行分析。
[0018] 优选地，其中针对小波形成归一化能量振幅的步骤包括步骤：在计算机中形成小 波振幅的振幅的估计；在计算机中对所述小波振幅的振幅的估计进行调整，从而将总体误 差函数最小化；以及在计算机中形成小波振幅的调整估计的平均值。
[0019] 优选地，其中形成合成记录迹的步骤包括步骤：根据地震勘测数据中选定的记录 迹组来在计算机中在形成所解析出的出现时间以及归一化振幅处的合成记录迹。
[0020] 优选地，其中选定的记录迹组包括地震勘测数据中的记录迹的共深度点采集。
[0021] 优选地，其中选定的记录迹组包括地震勘测数据中的记录迹的激发点采集。
[0022] 优选地，其中对小波应用时间滤波器的步骤包括步骤：在计算机中形成合成记录 迹的平均能谱的度量；在计算机中确定合成记录迹中存在的平均功率的地震主频率；以及 以所确定的地震主频率形成合成反卷积小波。
[0023] 优选地，其中对地震记录迹执行反卷积操作的步骤包括步骤：在计算机中对地震 记录迹执行反卷积操作以去除合成反卷积小波对记录数据的影响。
[0024] 优选地，其中地震数据表示由于地层中的声阻抗的变化而引起的反射能量，所述 声阻抗的变化源于关注的地下结构的位置和存在。
[0025] 优选地，所述方法进一步包括步骤：在对地震记录迹执行反卷积操作的步骤后，在 计算机中对地震数据进行迀移处理，以将数据中的反射移至它们的准确空间位置；以及用 计算机形成移动的地震数据的显示器用于分析关注的地下特性。
[0026] 本发明还提供了一种用于处理地震数据的计算机实现的方法，该地震数据为地震 记录迹的形式，其从对地球的地下部分的反射地震勘测中获得，用于对关注的地下特性进 行分析，该计算机实现的方法包括计算机实现的处理步骤：根据地震勘测数据形成小波； 根据地震勘测数据解析出小波中最大能量的出现时间；根据地震勘测数据中的记录迹针对 小波形成归一化能量振幅；根据地震勘测数据中的记录迹的集合来形成在所解析出的出现 时间及归一化振幅处的合成记录迹；基于合成记录迹对小波应用时间滤波器，从而形成具 有位于地震频率波段内的主频率的合成反卷积小波；以及通过对地震数据应