技术领域
[0001] 本
发明属于地球物理勘探中地震
信号解释性处理领域，具体地涉及一种针对目标的地震分频方法及系统。
背景技术
[0002] 针对缝洞型储层的精确成像及预测问题，不少学者开展了有意义的讨论，在地震资料采集方面，主要是通过优化采集参数和观测系统等方面来提高采集数据的
质量；在地震资料处理方面，主要是通过改进成像
算法来提高对地质目标的成像
精度，包括叠前时间偏移方法和
叠前深度偏移方法；解释方面的研究主要基于薄层调谐理论，配套的技术包括正演模拟、常规属性分析、RGB属性融合、叠后分频、地震反演等。
[0003] 随着油田勘探开发的进一步深入，对于缝洞型储层成像的要求越来越高，采集、处理和解释面临着巨大的挑战。常规的偏移处理主要为全频带成像，没有对地震资料丰富的频带信息进行区分和挖掘，所以很难取得新的突破，极大限制了缝洞型储层的精细成像。此外，常规的叠后分频参数大多是人工估算，没有针对目标开展更为准确的分析，造成了较大的误差。
[0004] 因此，本领域迫切需要跳出常规思维，进行方法的创新，更加精细的开展缝洞储层成像及预测。
发明内容
[0005] 针对
现有技术的限制以及实际生产中出现的难点，本发明探索研究了新方法，利用时频分析技术对研究目标进行时频分析，确定分频参数，然后对叠前CMP道集进行分频处理，得到多个分频道集，最后对各个分频道集进行单独偏移成像，得到多个分频数据体，从而实现对地震数据的分频处理，最后对地质目标进行精细的刻画。实际资料的应用表明，分频数据体能更好的描述和刻画缝洞型储层，提高了预测精度，证明了该方法的实用性。
[0006] 根据本发明的一个方面，提供一种针对目标的地震分频方法，该方法包括：
[0007] 基于地震数据，对研究目标进行时频分析，确定分频参数；
[0008] 根据分频参数，对CMP道集进行分频处理，得到多个分频道集；
[0009] 对多个分频道集进行单独的叠前时间偏移，得到多个分频数据体。
[0010] 进一步地，利用广义S变换进行时频分析求取时
频谱，提取目标
位置处的时频曲线，广义S变换的定义如下：
[0011]
[0012] 式中，f为
频率，τ为时窗的中心位置，t为时间，h(t)是研究目标的地震原始信号，S(τ,f)是变换后的时频谱。
[0013] 进一步地，通过对多个目标位置处的时频曲线的进行统计分析，确定所述分频参数。不同尺度的研究目标，在时频曲线上表现出不同的分布特征，可以利用频带宽度进行描述，即分频参数，用低截频和高截频表示。
[0014] 进一步地，基于所述的分频参数设计带通
滤波器H(ω)，然后通过傅里叶变换方法进行道集分频，傅里叶正反变换公式分别为：
[0015]
[0016]
[0017] 在分频处理过程中，公式(3)转换成
[0018]
[0019] H(ω)表示为：
[0020]
[0021] 式中，ω1为低截频，ω2为高截频。
[0022] 进一步地，利用克希霍夫积分法对所述分频道集进行单独的叠前时间偏移，得到多个分频数据体，克希霍夫叠前时间偏移公式如下：
[0023]
[0024] 式中，h是二分之一的炮检距，y是
共中心点坐标，b是绕射成像点偏离中心点的距离，W是加权函数，I是时间τ的成像结果，u是输入的
地震波场。
[0025] 根据本发明的另一方面，提供一种针对目标的地震分频系统，该系统包括：
[0027] 处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：
[0028] 利用地震数据，对研究目标进行时频分析，确定分频参数；
[0029] 根据分频参数，对CMP道集进行分频处理，得到多个分频道集；
[0030] 对多个分频道集进行单独的叠前时间偏移，得到多个分频数据体。
[0031] 进一步地，基于广义S变换求取的信号时频谱，提取目标位置处的时频曲线；通过对目标位置处的时频曲线的进行统计分析，确定所述分频参数。
[0032] 进一步地，基于所述的分频参数设计
带通滤波器，然后通过傅里叶变换方法进行道集分频。
[0033] 进一步地，利用克希霍夫积分法对所述分频道集进行单独的叠前时间偏移，得到多个分频数据体。
[0034] 本发明针对地质目标的时频特征，确定了更为精确的分频参数(低截频和高截频)，为后续准确成像奠定合理的参数。本发明充分发挥地震资料宽频带的优势，有效挖掘数据中隐含的信息，实现对目标地质体的精确成像。分频参数的确定更加合理、准确，避免人工估算带来的误差；基于道集分频的叠前时间偏移能有效减弱吉布斯效应，提升数据质量。
[0035] 在西北某探区的应用中，本发明设计的流程取得了良好的应用效果，对于该油田的精细勘探和开发提供了有价值的研究成果。
附图说明
[0036] 通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0037] 图1示出了本发明
实施例的针对目标的地震分频方法的
流程图。
[0038] 图2示出了本发明实施例的地震剖面图。
[0039] 图3示出了本发明实施例的时频分析图。
[0040] 图4示出了本发明实施例的溶洞中心位置时频曲线。
[0041] 图5示出了本发明实施例的42个溶洞中心位置时频曲线叠合图。
[0042] 图6示出了本发明实施例的叠前时间偏移成果图，其中a为常规全频带剖面，b为8-20Hz叠前分频剖面，c为21-30Hz叠前分频剖面，d为31-41Hz叠前分频剖面，e为42-100Hz叠前分频剖面，f为42-100Hz叠后分频剖面。
具体实施方式
[0043] 下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
[0044] 本发明首次建立了针对研究目标的叠前道集分频偏移成像技术流程。首先是通过对地质目标体的时频特征分析，确定更加准确的分频参数，避免了人工估算带来的误差，然后对CMP道集进行准确的分频处理，最后采用叠前时间偏移方法得到多个分频数据体，实现对地震数据的分频处理。基于分频数据体，可开展后续溶洞型储层的相关研究。
[0045] 本公开提出了一种针对目标的地震分频方法，该方法包括：
[0046] 基于地震数据，对研究目标进行时频分析，确定分频参数；
[0047] 根据分频参数，对CMP道集进行分频处理，得到多个分频道集；
[0048] 对多个分频道集进行单独的叠前时间偏移，得到多个分频数据体。
[0049] 本发明的方法主要包括时频分析、道集分频和叠前时间偏移三部分。
[0050] 时频分析的方法有很多种，包括傅里叶变换、短时傅里叶变换、
小波变换、S变换、匹配追踪等方法。S变换及其广义S变换具有小波变换多
分辨率的特征，时频谱分辨率与频率相关，时频分析效果较好，因此本发明利用广义S变换作为时频分析的手段。
[0051] 广义S变换的定义如下：
[0052]
[0053] 式中，f为频率，τ为时窗的中心位置，t为时间，h(t)是研究目标的地震原始信号，S(τ,f)是变换后的时频谱。
[0054] 通过广义S变换求取信号时频谱，提取目标(例如，溶洞)位置处的时频曲线，进而确定更加准确的分频参数。
[0055] 通过对多个目标位置处的时频曲线的进行统计分析，确定所述分频参数。不同尺度的研究目标，在时频曲线上表现出不同的分布特征，可以利用频带宽度进行描述，即分频参数，用低截频和高截频表示。
[0056] 如图4所示，通过对42个溶洞的时频特征分析，把时频曲线进行叠合，发现曲线有一定的聚集规律，这就是地下不同研究目标(不同尺度的溶洞)引起的，所以利用时频曲线的这种规律来表征地下不同研究目标，这样更能精确的进行研究。
[0057] 接下来，利用上述确定的分频参数，设计带通滤波器H(ω)，然后利用傅里叶变换得到道集分频结果。
[0058] 道集分频采用傅里叶变换方法实现，傅里叶正反变换公式分别为：
[0059]
[0060]
[0061] 在分频处理过程中，公式(3)转换成
[0062]
[0063] H(ω)表示为：
[0064]
[0065] 式中，ω1为低截频，ω2为高截频。
[0066] 在道集分频的
基础上，利用克希霍夫积分法对分频道集进行单独偏移，得到多个分频数据体，进而开展后续分析工作。
[0067] 克希霍夫叠前时间偏移公式如下：
[0068]
[0069] 式中，h是二分之一的炮检距，y是共中心点坐标，b是绕射成像点偏离中心点的距离，W是加权函数，I是时间τ的成像结果，u是输入的地震波场。
[0070] 根据本发明的另一实施方式，提供一种针对目标的地震分频系统，该系统包括：
[0071] 存储器，存储有计算机可执行指令；
[0072] 处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：
[0073] 基于地震数据，对研究目标进行时频分析，确定分频参数；
[0074] 根据分频参数，对CMP道集进行分频处理，得到多个分频道集；
[0075] 对多个分频道集进行单独的叠前时间偏移，得到多个分频数据体。
[0076] 进一步地，基于广义S变换求取的信号时频谱，提取目标位置处的时频曲线；通过对目标位置处的时频曲线的进行统计分析，确定所述分频参数。
[0077] 进一步地，基于所述的分频参数设计带通滤波器，然后通过傅里叶变换方法进行道集分频。
[0078] 进一步地，利用克希霍夫积分法对所述分频道集进行单独的叠前时间偏移，得到多个分频数据体。
[0079] 克希霍夫叠前时间偏移公式如下：
[0080]
[0081] 式中，h是二分之一的炮检距，y是共中心点坐标，b是绕射成像点偏离中心点的距离，W是加权函数，I是时间τ的成像结果，u是输入的地震波场。
[0082] 为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。
[0083] 在西北某探区，主要的研究目标是缝洞型储层，溶洞是研究的重点问题。所以需要开展针对溶洞细致研究与分析。
[0084] 参照图1，示出了本发明实施例的针对目标的地震分频方法的流程图。
[0085] 首先是针对溶洞的时频分析。在常规的分频处理中，一般采用叠后分频的处理方法，而且分频参数大多是人工估算，准确性低，误差较大，最终将影响剖面的质量。本发明通过选取过溶洞位置的
地震道，如图2(道号658)所示，图中圆圈位置为待分析的溶洞。利用广义S变换进行时频变换得到时频谱，如图3所示，提取溶洞中心位置处(时间3600ms附近)的时频曲线，如图4。这种处理方式能更好地提取和表征溶洞的地震响应特征，为后续精细成像奠定基础。
[0086] 然后，基于上述溶洞特征提取方法，共选取了42个不同位置、不同大小的溶洞特征，提取溶洞中心位置的时频曲线，曲线叠合图如图5所示，从而分析不同尺度溶洞在频谱上的分布规律及其特征。通过分析，时频曲线的分布在某些频带表现出曲线聚集的特征，这也是不同溶洞尺度在频率特征上的一种直观表现。由此可以确定4组分频参数来表征不同尺度的溶洞特征，分别是8-20Hz、21-30Hz、31-41Hz和42-100Hz。本发明分频参数的选取摆脱了人工估算带来的弊端，通过对实际溶洞时频特征的统计分析确定了更加合理、准确的分频参数，也更具有实际意义，对于后续的分频处理而言，得到的处理效果也能更好地反映真正的溶洞特征，更有助于地质目标的精细成像及分析。
[0087] 随后，利用上述4组合理、准确的分频参数，对原始道集进行分频处理，得到4套叠前分频道集(分别对应于上述的4组分频参数)。
[0088] 最后，利用4套分频道集数据，进行最终的叠前时间偏移处理，处理剖面如图6所示。常规全频带剖面主要反映的是地震主频段的信息，不能区分高低频变化带来的丰富信息(图6a)。由薄层调谐原理可知，不同频段的数据能反映不同尺度的地质体特征，即反映不同尺度溶洞的信息。低频剖面的反映的是大尺度溶洞(图6b)，图中大尺度溶洞响应特征明显，而小尺度溶洞响应特征相对很弱；而高频剖面反映的是小尺度溶洞(图6e)，图中小尺度溶洞响应特征得到明显增强，而大尺度溶洞响应特征明显减弱，突出了小尺度溶洞的特征。从图6e和图6f对比看，叠后分频数据吉布斯效应明显，剖面失真，串珠拉长，不能有效的进行后续分析，而叠前分频数据体有效减弱了吉布斯效应，剖面
信噪比较高，
波形自然，反映的溶洞特征真实可靠，可利用该数据开展下一步研究。
[0089] 以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多
修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
