本申請(qǐng)涉及地震數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種單頻數(shù)據(jù)體間譜均衡的方法及裝置。

背景技術(shù)：

地震子波的能量分布不均衡，在主頻處能量最強(qiáng)，在主頻兩側(cè)隨著頻率的變化逐漸減小。而地震記錄的振幅信息是地震子波和反射系數(shù)的褶積，因而振幅譜會(huì)受到子波疊印(wavelet overprint)的影響，即能量在各個(gè)頻率分布不均衡，主要集中在主頻帶附近，因此通常在時(shí)頻分析后，要對(duì)不同單頻數(shù)據(jù)體(其圖像常常被稱為分頻剖面，因此不同的頻率對(duì)應(yīng)不同的單頻剖面)通過(guò)加權(quán)函數(shù)進(jìn)行譜均衡。譜均衡可為后續(xù)反演以及儲(chǔ)層描述提供便利。

目前常用的譜均衡方法為：選取震源子波的主頻作為參考頻率f₀，把參考頻率對(duì)應(yīng)單頻數(shù)據(jù)體的最大值與其它頻率對(duì)應(yīng)單頻數(shù)據(jù)體的最大值的比值作為加權(quán)函數(shù)，該加權(quán)函數(shù)求取方法可以用如下公式表示：

$w_t(n,f_m)=\frac{max\left(A\right(n,t,f_0\left)\right)}{max\left(A\right(n,t,f_m\left)\right)}$

式中，t為采樣點(diǎn)序號(hào)，n為地震道，f_m為第m個(gè)指定頻率的頻率值，f₀為參考頻率。max(A(n,t,f_m))代表指定頻率f_m對(duì)應(yīng)的單頻數(shù)據(jù)體第n道所有采樣點(diǎn)中最大振幅值，max(A(n,t,f₀))代表參考頻率f₀對(duì)應(yīng)的單頻數(shù)據(jù)體第n道所有采樣點(diǎn)中最大振幅值，w_t(n,f_m)代表指定頻率f_m對(duì)應(yīng)的單頻數(shù)據(jù)體的第n道對(duì)應(yīng)的加權(quán)函數(shù)。利用求取的加權(quán)函數(shù)，得到譜均衡后的單頻數(shù)據(jù)體：

M(n,t,f)＝S(n,t,f)w(n,f)

由此可見(jiàn)，以上加權(quán)函數(shù)都是針對(duì)每一道進(jìn)行譜均衡的，由于每一道應(yīng)用的權(quán)函數(shù)不同，因此導(dǎo)致均衡后的各單頻剖面的能量隨著頻率的變化而變化，這將為后續(xù)儲(chǔ)層的反演帶來(lái)困難。此外，該方法是求取每一道單頻數(shù)據(jù)的最大值，利用每道單頻數(shù)據(jù)最大振幅值逐道進(jìn)行譜均衡，對(duì)每道的除單頻數(shù)據(jù)的最大值對(duì)應(yīng)樣點(diǎn)外的其他樣點(diǎn)沒(méi)有考慮。一旦遇到地震資料中異常強(qiáng)能量，將使得該道被均衡后同樣帶有異常強(qiáng)能量，即無(wú)法壓制異常強(qiáng)能量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)實(shí)施例的目的在于提供一種單頻數(shù)據(jù)體間譜均衡的方法及裝置，以實(shí)現(xiàn)在壓制異常強(qiáng)能量的同時(shí)，避免均衡后的各單頻剖面的能量隨著頻率的變化而變化，以利于改善后續(xù)儲(chǔ)層反演的反演結(jié)果。

為達(dá)到上述目的，一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種單頻數(shù)據(jù)體間譜均衡的方法，包括以下步驟：

確定目的層的分析時(shí)窗；

對(duì)位于所述分析時(shí)窗范圍內(nèi)的時(shí)域地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行時(shí)頻分析，獲取峰值頻率及有效頻帶；

在所述有效頻帶范圍內(nèi)選擇預(yù)定數(shù)量個(gè)用于譜均衡的離散頻點(diǎn)，所述用于譜均衡的離散頻點(diǎn)包括所述峰值頻率；

對(duì)所述時(shí)域地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行頻譜分解，得到所述預(yù)定數(shù)量個(gè)用于譜均衡的離散頻點(diǎn)中每個(gè)離散頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的單頻數(shù)據(jù)體；

將所述峰值頻率對(duì)應(yīng)的單頻數(shù)據(jù)體內(nèi)所有地震道在所述分析時(shí)窗范圍內(nèi)所有采樣點(diǎn)的振幅值的絕對(duì)值之和，與所述各離散頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的單頻數(shù)據(jù)體內(nèi)所有地震道在所述分析時(shí)窗范圍內(nèi)所有采樣點(diǎn)的振幅值的絕對(duì)值之和的比值，作為各離散頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)單頻數(shù)據(jù)體的加權(quán)函數(shù)；

將每個(gè)單頻數(shù)據(jù)體與其加權(quán)函數(shù)相乘，得到對(duì)應(yīng)的譜均衡后的單頻數(shù)據(jù)體。

本申請(qǐng)實(shí)施例的單頻數(shù)據(jù)體間譜均衡的方法，所述目的層的分析時(shí)窗的范圍依據(jù)所述目的層的范圍確定。

本申請(qǐng)實(shí)施例的單頻數(shù)據(jù)體間譜均衡的方法，所述時(shí)頻分析采用傅里葉變換實(shí)現(xiàn)。

本申請(qǐng)實(shí)施例的單頻數(shù)據(jù)體間譜均衡的方法，所述頻譜分解通過(guò)短時(shí)傅里葉變換、S變換或加伯變換實(shí)現(xiàn)。

本申請(qǐng)實(shí)施例的單頻數(shù)據(jù)體間譜均衡的方法，所述用于譜均衡的離散頻點(diǎn)的數(shù)量為奇數(shù)個(gè)，且其中除所述峰值頻率外的各個(gè)離散頻點(diǎn)均勻分布于所述峰值頻率兩側(cè)。

另一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例還提供了一種單頻數(shù)據(jù)體間譜均衡的裝置，時(shí)窗確定模塊，用于確定目的層的分析時(shí)窗；

時(shí)頻分析模塊，用于對(duì)位于所述分析時(shí)窗范圍內(nèi)的時(shí)域地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行時(shí)頻分析，獲取峰值頻率及有效頻帶；

頻點(diǎn)選擇模塊，用于在所述有效頻帶范圍內(nèi)選擇預(yù)定數(shù)量個(gè)用于譜均衡的離散頻點(diǎn)，所述用于譜均衡的離散頻點(diǎn)包括所述峰值頻率；

單頻數(shù)據(jù)體獲取模塊，用于對(duì)所述時(shí)域地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行頻譜分解，得到所述預(yù)定數(shù)量個(gè)用于譜均衡的離散頻點(diǎn)中每個(gè)離散頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的單頻數(shù)據(jù)體；

加權(quán)函數(shù)確定模塊，用于將所述峰值頻率對(duì)應(yīng)的單頻數(shù)據(jù)體內(nèi)所有地震道在所述分析時(shí)窗范圍內(nèi)所有采樣點(diǎn)的振幅值的絕對(duì)值之和，與所述各離散頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的單頻數(shù)據(jù)體內(nèi)所有地震道在所述分析時(shí)窗范圍內(nèi)所有采樣點(diǎn)的振幅值的絕對(duì)值之和的比值，作為各離散頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)單頻數(shù)據(jù)體的加權(quán)函數(shù)；

譜均衡模塊，用于將每個(gè)單頻數(shù)據(jù)體與其加權(quán)函數(shù)相乘，得到對(duì)應(yīng)的譜均衡后的單頻數(shù)據(jù)體。

本申請(qǐng)實(shí)施例的單頻數(shù)據(jù)體間譜均衡的裝置，所述目的層的分析時(shí)窗的范圍依據(jù)所述目的層的范圍確定。

本申請(qǐng)實(shí)施例的單頻數(shù)據(jù)體間譜均衡的裝置，所述時(shí)頻分析采用傅里葉變換實(shí)現(xiàn)。

本申請(qǐng)實(shí)施例的單頻數(shù)據(jù)體間譜均衡的裝置，所述頻譜分解通過(guò)短時(shí)傅里葉變換、S變換或加伯變換實(shí)現(xiàn)。

本申請(qǐng)實(shí)施例的單頻數(shù)據(jù)體間譜均衡的裝置，所述用于譜均衡的離散頻點(diǎn)的數(shù)量為奇數(shù)個(gè)，且其中除所述峰值頻率外的各個(gè)離散頻點(diǎn)均勻分布于所述峰值頻率兩側(cè)。

本申請(qǐng)實(shí)施例首先確定目的層的分析時(shí)窗；其次對(duì)位于分析時(shí)窗范圍內(nèi)的時(shí)域地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行時(shí)頻分析，獲取峰值頻率及有效頻帶；然后在有效頻帶范圍內(nèi)選擇預(yù)定數(shù)量個(gè)用于譜均衡的離散頻點(diǎn)；然后對(duì)時(shí)域地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行頻譜分解，得到預(yù)定數(shù)量個(gè)用于譜均衡的離散頻點(diǎn)中每個(gè)離散頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的單頻數(shù)據(jù)體；其次將峰值頻率對(duì)應(yīng)的單頻數(shù)據(jù)體內(nèi)所有地震道在分析時(shí)窗范圍內(nèi)所有采樣點(diǎn)的振幅值的絕對(duì)值之和，與各離散頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的單頻數(shù)據(jù)體內(nèi)所有地震道在分析時(shí)窗范圍內(nèi)所有采樣點(diǎn)的振幅值的絕對(duì)值之和的比值，作為各離散頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)單頻數(shù)據(jù)體的加權(quán)函數(shù)；最后將每個(gè)單頻數(shù)據(jù)體與其加權(quán)函數(shù)相乘，得到對(duì)應(yīng)的譜均衡后的單頻數(shù)據(jù)體。由于本申請(qǐng)實(shí)施例在構(gòu)造加權(quán)函數(shù)時(shí)，將單頻數(shù)據(jù)體作為整體，將其所有地震道在分析時(shí)窗范圍內(nèi)所有采樣點(diǎn)的振幅值都列入計(jì)算范圍，保證了地震道之間的能量相對(duì)關(guān)系，打破了常規(guī)譜均衡逐道構(gòu)建加權(quán)函數(shù)的思路，避免了逐道構(gòu)建加權(quán)函數(shù)時(shí)采用最大值求取方法容易混入異常能量從而影響權(quán)函數(shù)求取準(zhǔn)確性的問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)了在壓制異常強(qiáng)能量的同時(shí)，避免均衡后的各單頻剖面的能量隨著頻率的變化而變化。從而有利于改善后續(xù)儲(chǔ)層反演的反演結(jié)果。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)實(shí)施例的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例的限定。在附圖中：

圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例的單頻數(shù)據(jù)體間譜均衡的方法的流程圖；

圖2a-2d分別為本申請(qǐng)一實(shí)施例中，譜均衡處理前10Hz、20Hz、30Hz、40Hz對(duì)應(yīng)的單頻剖面；

圖3a-3d分別為本申請(qǐng)一實(shí)施例中，經(jīng)本申請(qǐng)實(shí)施例的譜均衡方案處理后得到的10Hz、20Hz、30Hz、40Hz對(duì)應(yīng)的單頻剖面；

圖4a-4d分別為本申請(qǐng)一實(shí)施例中，經(jīng)常規(guī)譜均衡方案處理后得到的10Hz、20Hz、30Hz、40Hz對(duì)應(yīng)的單頻剖面；

圖5a為基于本申請(qǐng)實(shí)施例的譜均衡方案得到的單頻剖面的反演結(jié)果；

圖5b為基于常規(guī)譜均衡方案得到的單頻剖面的反演結(jié)果；

圖6為本申請(qǐng)實(shí)施例的單頻數(shù)據(jù)體間譜均衡的裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

為使本申請(qǐng)實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。在此，本申請(qǐng)實(shí)施例的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本申請(qǐng)實(shí)施例，但并不作為對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例的限定。

下面結(jié)合附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

參考圖1所示，本申請(qǐng)實(shí)施例的單頻數(shù)據(jù)體間譜均衡的方法包括以下步驟：

步驟S101、確定目的層的分析時(shí)窗。

一般的，目的層的分析時(shí)窗選取要適當(dāng)，分析時(shí)窗選取過(guò)小，會(huì)使目標(biāo)層超出處理范圍，而且過(guò)小的時(shí)窗也會(huì)影響某些參數(shù)的有效性；而時(shí)窗選取過(guò)大，會(huì)使得目的層的特征異常淹沒(méi)于背景異常中。因此，目的層的分析時(shí)窗的范圍需依據(jù)目的層的范圍確定。比如對(duì)一個(gè)具有N道、每道有T個(gè)采樣點(diǎn)的時(shí)間域地震數(shù)據(jù)體a(n,t)，其中n為地震道序號(hào)，范圍為1～N，t為采樣點(diǎn)序號(hào)，范圍為1～T，根據(jù)目的層的范圍確定分析時(shí)窗范圍t₁～t₂，1≤t₁＜t₂≤T。

在本申請(qǐng)的一個(gè)具體實(shí)施例中，比如已知地震道序號(hào)為1～70，采樣點(diǎn)序號(hào)為1～651，則分析時(shí)窗范圍可以選擇為第450～550個(gè)采樣點(diǎn)之間。

步驟S102、對(duì)位于所述分析時(shí)窗范圍內(nèi)的時(shí)域地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行時(shí)頻分析，獲取峰值頻率及有效頻帶。

在本申請(qǐng)的一個(gè)具體實(shí)施例中，比如對(duì)時(shí)間域地震數(shù)據(jù)體a(n,t)，在分析時(shí)窗范圍(比如第450～550個(gè)采樣點(diǎn))內(nèi)進(jìn)行頻譜分析，得到地震振幅譜的峰值頻率f₀以及有效頻帶范圍f_min～f_max。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中所述時(shí)頻分析可以采用傅里葉變換實(shí)現(xiàn)。

步驟S103、在所述有效頻帶范圍內(nèi)選擇預(yù)定數(shù)量個(gè)用于譜均衡的離散頻點(diǎn)，所述用于譜均衡的離散頻點(diǎn)包括所述峰值頻率。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述用于譜均衡的離散頻點(diǎn)的數(shù)量為奇數(shù)個(gè)，且其中除所述峰值頻率外的各個(gè)離散頻點(diǎn)均勻分布于所述峰值頻率兩側(cè)。在本申請(qǐng)的一個(gè)具體實(shí)施例中，比如在有效頻帶范圍f_min～f_max內(nèi)可以選擇5個(gè)用于譜均衡的離散頻率f₀、f₁、f₂、f₃、f₄，f_min≤f₁＜f₂＜f₀＜f₃＜f₄≤f_max。假設(shè)f₀為28Hz，則可以選擇f₁＝10Hz、f₂＝20Hz、f₃＝30Hz、f₄＝40Hz。

步驟S104、對(duì)所述時(shí)域地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行頻譜分解，得到所述預(yù)定數(shù)量個(gè)用于譜均衡的離散頻點(diǎn)中每個(gè)離散頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的單頻數(shù)據(jù)體。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述頻譜分解通過(guò)短時(shí)傅里葉變換、S變換或加伯變換(Gabor變換)等實(shí)現(xiàn)。在對(duì)時(shí)間域地震數(shù)據(jù)體a(n,t)進(jìn)行頻譜分解后，可以得到各離散頻率f_m對(duì)應(yīng)的單頻數(shù)據(jù)體A_m(n,t,f_m)，其中m＝0、1、2、3、4。

在本申請(qǐng)的一個(gè)具體實(shí)施例中，選擇加伯變換對(duì)所述時(shí)域地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行頻譜分解，可得到A₁(n,t,f₁)，A₂(n,t,f₂)，A₃(n,t,f₃)，A₄(n,t,f₄)，即如圖2a～圖2d所示的未做譜均衡的單頻剖面。其中，圖2a、圖2b、圖2c和2d分別為10Hz、20Hz、30Hz、40Hz對(duì)應(yīng)的單頻剖面。從圖2a～圖2d中可以看出圖2b，即20Hz對(duì)應(yīng)的單頻剖面能量最強(qiáng)，圖2a、圖2c和圖2d對(duì)應(yīng)的單頻剖面能量相對(duì)較弱，并且，通過(guò)對(duì)比圖2b、圖2c、圖2d可以看出，頻率越是遠(yuǎn)離峰值頻率f₀，其對(duì)應(yīng)的單頻剖面的能量也就越弱。

步驟S105、將所述峰值頻率對(duì)應(yīng)的單頻數(shù)據(jù)體內(nèi)所有地震道在所述分析時(shí)窗范圍內(nèi)所有采樣點(diǎn)的振幅值的絕對(duì)值之和，與所述各離散頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的單頻數(shù)據(jù)體內(nèi)所有地震道在所述分析時(shí)窗范圍內(nèi)所有采樣點(diǎn)的振幅值的絕對(duì)值之和的比值，作為各離散頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)單頻數(shù)據(jù)體的加權(quán)函數(shù)。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，對(duì)每一個(gè)單頻數(shù)據(jù)體A(n,t,f_m)(m＝0,1,2,3,4)中所有道在所述分析時(shí)窗范圍(t₁～t₂)內(nèi)所有采樣點(diǎn)的振幅值的絕對(duì)值之和的比值，可得到各單頻數(shù)據(jù)體的振幅和S_m，用公式表達(dá)為將所述峰值頻率對(duì)應(yīng)單頻數(shù)據(jù)體的振幅和S₀，與離散頻點(diǎn)f_m對(duì)應(yīng)單頻數(shù)據(jù)體的振幅和S_m(m＝0,1,2,3,4)的比值對(duì)應(yīng)作為離散頻點(diǎn)f_m對(duì)應(yīng)單頻數(shù)據(jù)體A(n,t,f_m)的加權(quán)函數(shù)w(f_m)，即

步驟S106、將每個(gè)單頻數(shù)據(jù)體與其加權(quán)函數(shù)相乘，得到對(duì)應(yīng)的譜均衡后的單頻數(shù)據(jù)體。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，將各單頻數(shù)據(jù)體A(n,t,f_m)(m＝0,1,2,3,4)與其對(duì)應(yīng)的加權(quán)函數(shù)w(f_m)相乘，可得到譜均衡后的單頻數(shù)據(jù)體B(n,t,f_m)，即B(n,t,f_m)＝A(n,t,f_m)w(f_m)，從而實(shí)現(xiàn)譜均衡。

圖3a～圖3d是10Hz、20Hz、30Hz、40Hz各離散頻率經(jīng)本申請(qǐng)實(shí)施例的譜均衡方案處理后對(duì)應(yīng)得到的單頻剖面。對(duì)比3a～圖3d可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)本申請(qǐng)實(shí)施例的譜均衡方案處理后，各離散頻率對(duì)應(yīng)的單頻剖面的能量不再隨著頻率的變化而變化，從而有利于改善后續(xù)儲(chǔ)層反演的反演結(jié)果。

為了便于對(duì)比，如圖4a～圖4d所示，本申請(qǐng)實(shí)施例還示出了10Hz、20Hz、30Hz、40Hz各離散頻率經(jīng)常規(guī)譜均衡方案處理后對(duì)應(yīng)得到的單頻剖面。對(duì)比圖4a～圖4d可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常規(guī)譜均衡方案處理后，雖然各單頻剖面能量不再隨著頻率的變化而變化，但是在圖4b、圖4c及圖4d的第28道附近出現(xiàn)了異常能量，這是由于采用傳統(tǒng)譜均衡算法時(shí)，原地震數(shù)據(jù)第28道附近的原本用于計(jì)算加權(quán)函數(shù)的沿層的連續(xù)強(qiáng)能量，被混入淺部其它層位的異常的強(qiáng)能量，而兩個(gè)位置的子波有較大的差別，導(dǎo)致28道附近的加權(quán)函數(shù)也出現(xiàn)異常，因而該處的單頻剖面會(huì)出現(xiàn)異常。如果將這些應(yīng)用常規(guī)譜均衡方案得到的單頻數(shù)據(jù)體用于儲(chǔ)層反演后，得到的反演結(jié)果往往會(huì)帶有這樣的異常能量。

圖5a和圖5b分別是基于本申請(qǐng)實(shí)施例的譜均衡方案、常規(guī)譜均衡方案得到的單頻剖面的反演結(jié)果。對(duì)比圖5a和圖5b可以發(fā)現(xiàn)，圖5b中第28道附近產(chǎn)生了異常能量，其原因是經(jīng)常規(guī)譜均衡方案得到的單頻剖面在該位置出現(xiàn)了異常能量。

因此，本申請(qǐng)實(shí)施例的譜均衡方案保證了譜均衡后的單頻數(shù)據(jù)體道與道間能量的相對(duì)關(guān)系，避免了異常能量的產(chǎn)生，對(duì)改善后續(xù)反演結(jié)果及對(duì)儲(chǔ)層描述的效果非常有意義。

雖然上文描述的過(guò)程流程包括以特定順序出現(xiàn)的多個(gè)操作，但是，應(yīng)當(dāng)清楚了解，這些過(guò)程可以包括更多或更少的操作。

參考圖6所示，本申請(qǐng)實(shí)施例的單頻數(shù)據(jù)體間譜均衡的裝置包括：

時(shí)窗確定模塊61，用于確定目的層的分析時(shí)窗。

一般的，目的層的分析時(shí)窗選取要適當(dāng)，分析時(shí)窗選取過(guò)小，會(huì)使目標(biāo)層超出處理范圍，而且過(guò)小的時(shí)窗也會(huì)影響某些參數(shù)的有效性；而時(shí)窗選取過(guò)大，會(huì)使得目的層的特征異常淹沒(méi)于背景異常中。因此，目的層的分析時(shí)窗的范圍需依據(jù)目的層的范圍確定。比如對(duì)一個(gè)具有N道、每道有T個(gè)采樣點(diǎn)的時(shí)間域地震數(shù)據(jù)體a(n,t)，其中n為地震道序號(hào)，范圍為1～N，t為采樣點(diǎn)序號(hào)，范圍為1～T，根據(jù)目的層的范圍確定分析時(shí)窗范圍t₁～t₂，1≤t₁＜t₂≤T。

在本申請(qǐng)的一個(gè)具體實(shí)施例中，比如已知地震道序號(hào)為1～70，采樣點(diǎn)序號(hào)為1～651，則分析時(shí)窗范圍可以選擇為第450～550個(gè)采樣點(diǎn)之間。

時(shí)頻分析模塊62，用于對(duì)位于所述分析時(shí)窗范圍內(nèi)的時(shí)域地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行時(shí)頻分析，獲取峰值頻率及有效頻帶。

在本申請(qǐng)的一個(gè)具體實(shí)施例中，比如對(duì)時(shí)間域地震數(shù)據(jù)體a(n,t)，在分析時(shí)窗范圍(比如第450～550個(gè)采樣點(diǎn))內(nèi)進(jìn)行頻譜分析，得到地震振幅譜的峰值頻率f₀以及有效頻帶范圍f_min～f_max。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中所述時(shí)頻分析可以采用傅里葉變換實(shí)現(xiàn)。

頻點(diǎn)選擇模塊63，用于在所述有效頻帶范圍內(nèi)選擇預(yù)定數(shù)量個(gè)用于譜均衡的離散頻點(diǎn)，所述用于譜均衡的離散頻點(diǎn)包括所述峰值頻率。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述用于譜均衡的離散頻點(diǎn)的數(shù)量為奇數(shù)個(gè)，且其中除所述峰值頻率外的各個(gè)離散頻點(diǎn)均勻分布于所述峰值頻率兩側(cè)。在本申請(qǐng)的一個(gè)具體實(shí)施例中，比如在有效頻帶范圍f_min～f_max內(nèi)可以選擇5個(gè)用于譜均衡的離散頻率f₀、f₁、f₂、f₃、f₄，f_min≤f₁＜f₂＜f₀＜f₃＜f₄≤f_max。假設(shè)f₀為28Hz，則可以選擇f₁＝10Hz、f₂＝20Hz、f₃＝30Hz、f₄＝40Hz。

單頻數(shù)據(jù)體獲取模塊64，用于對(duì)所述時(shí)域地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行頻譜分解，得到所述預(yù)定數(shù)量個(gè)用于譜均衡的離散頻點(diǎn)中每個(gè)離散頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的單頻數(shù)據(jù)體。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，所述頻譜分解通過(guò)短時(shí)傅里葉變換、S變換或加伯變換(Gabor變換)等實(shí)現(xiàn)。在對(duì)時(shí)間域地震數(shù)據(jù)體a(n,t)進(jìn)行頻譜分解后，可以得到各離散頻率f_m對(duì)應(yīng)的單頻數(shù)據(jù)體A_m(n,t,f_m)，其中m＝0、1、2、3、4。

在本申請(qǐng)的一個(gè)具體實(shí)施例中，選擇加伯變換對(duì)所述時(shí)域地震數(shù)據(jù)體進(jìn)行頻譜分解，可得到A₁(n,t,f₁)，A₂(n,t,f₂)，A₃(n,t,f₃)，A₄(n,t,f₄)，即如圖2a～圖2d所示的未做譜均衡的單頻剖面。其中，圖2a、圖2b、圖2c和2d分別為10Hz、20Hz、30Hz、40Hz對(duì)應(yīng)的單頻剖面。從圖2a～圖2d中可以看出圖2b，即20Hz對(duì)應(yīng)的單頻剖面能量最強(qiáng)，圖2a、圖2c和圖2d對(duì)應(yīng)的單頻剖面能量相對(duì)較弱，并且，通過(guò)對(duì)比圖2b、圖2c、圖2d可以看出，頻率越是遠(yuǎn)離峰值頻率f₀，其對(duì)應(yīng)的單頻剖面的能量也就越弱。

加權(quán)函數(shù)確定模塊65，用于將所述峰值頻率對(duì)應(yīng)的單頻數(shù)據(jù)體內(nèi)所有地震道在所述分析時(shí)窗范圍內(nèi)所有采樣點(diǎn)的振幅值的絕對(duì)值之和，與所述各離散頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的單頻數(shù)據(jù)體內(nèi)所有地震道在所述分析時(shí)窗范圍內(nèi)所有采樣點(diǎn)的振幅值的絕對(duì)值之和的比值，作為離散頻點(diǎn)f_m對(duì)應(yīng)單頻數(shù)據(jù)體的加權(quán)函數(shù)。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，對(duì)每一個(gè)單頻數(shù)據(jù)體A(n,t,f_m)(m＝0,1,2,3,4)中所有道在所述分析時(shí)窗范圍(t₁～t₂)內(nèi)所有采樣點(diǎn)的振幅值的絕對(duì)值之和的比值，可得到各單頻數(shù)據(jù)體的振幅和S_m，用公式表達(dá)為將所述峰值頻率對(duì)應(yīng)單頻數(shù)據(jù)體的振幅和S₀，與離散頻點(diǎn)f_m對(duì)應(yīng)單頻數(shù)據(jù)體的振幅和S_m(m＝0,1,2,3,4)的比值對(duì)應(yīng)作為離散頻點(diǎn)f_m對(duì)應(yīng)單頻數(shù)據(jù)體A(n,t,f_m)的加權(quán)函數(shù)w(f_m)，即譜均衡模塊66，用于將每個(gè)單頻數(shù)據(jù)體與其加權(quán)函數(shù)相乘，得到對(duì)應(yīng)的譜均衡后的單頻數(shù)據(jù)體。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，將各單頻數(shù)據(jù)體A(n,t,f_m)(m＝0,1,2,3,4)與其對(duì)應(yīng)的加權(quán)函數(shù)w(f_m)相乘，可得到譜均衡后的單頻數(shù)據(jù)體B(n,t,f_m)，即B(n,t,f_m)＝A(n,t,f_m)w(f_m)，從而實(shí)現(xiàn)譜均衡。

圖3a～圖3d是10Hz、20Hz、30Hz、40Hz各離散頻率經(jīng)本申請(qǐng)實(shí)施例的譜均衡方案處理后對(duì)應(yīng)得到的單頻剖面。對(duì)比3a～圖3d可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)本申請(qǐng)實(shí)施例的譜均衡方案處理后，各離散頻率對(duì)應(yīng)的單頻剖面的能量不再隨著頻率的變化而變化，從而有利于改善后續(xù)儲(chǔ)層反演的反演結(jié)果。

為了便于對(duì)比，如圖4a～圖4d所示，本申請(qǐng)實(shí)施例還示出了10Hz、20Hz、30Hz、40Hz各離散頻率經(jīng)常規(guī)譜均衡方案處理后對(duì)應(yīng)得到的單頻剖面。對(duì)比圖4a～圖4d可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常規(guī)譜均衡方案處理后，雖然各單頻剖面能量不再隨著頻率的變化而變化，但是在圖4b、圖4c及圖4d的第28道附近出現(xiàn)了異常能量，這是由于采用傳統(tǒng)譜均衡算法時(shí)，原地震數(shù)據(jù)第28道附近的原本用于計(jì)算加權(quán)函數(shù)的沿層的連續(xù)強(qiáng)能量，被混入淺部其它層位的異常的強(qiáng)能量，而兩個(gè)位置的子波有較大的差別，導(dǎo)致28道附近的加權(quán)函數(shù)也出現(xiàn)異常，因而該處的單頻剖面會(huì)出現(xiàn)異常。如果將這些應(yīng)用常規(guī)譜均衡方案得到的單頻數(shù)據(jù)體用于儲(chǔ)層反演后，得到的反演結(jié)果往往會(huì)帶有這樣的異常能量。

圖5a和圖5b分別是基于本申請(qǐng)實(shí)施例的譜均衡方案、常規(guī)譜均衡方案得到的單頻剖面的反演結(jié)果。對(duì)比圖5a和圖5b可以發(fā)現(xiàn)，圖5b中第28道附近產(chǎn)生了異常能量，其原因是經(jīng)常規(guī)譜均衡方案得到的單頻剖面在該位置出現(xiàn)了異常能量。

因此，本申請(qǐng)實(shí)施例的譜均衡方案保證了譜均衡后的單頻數(shù)據(jù)體道與道間能量的相對(duì)關(guān)系，避免了異常能量的產(chǎn)生，對(duì)改善后續(xù)反演結(jié)果及對(duì)儲(chǔ)層描述的效果非常有意義。

雖然上文描述的過(guò)程流程包括以特定順序出現(xiàn)的多個(gè)操作，但是，應(yīng)當(dāng)清楚了解，這些過(guò)程可以包括更多或更少的操作。

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本申請(qǐng)的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本申請(qǐng)實(shí)施例的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本申請(qǐng)的保護(hù)范圍，凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。