譜分解技術(shù)及其在地震資料處理解釋中的應(yīng)用

■王明　莊煒

（安徽省煤田地質(zhì)局物探測量隊　安徽　宿州　234000）

譜分解技術(shù)及其在地震資料處理解釋中的應(yīng)用

■王明莊煒

（安徽省煤田地質(zhì)局物探測量隊安徽宿州234000）

譜分解技術(shù)的運(yùn)用，可以讓常規(guī)地震資料達(dá)到理論分辨率。在文中主要就地震資料處理解釋中的譜分解技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行分析，以期能夠更好的做好地震資料的處理解釋工作。

譜分解技術(shù)地震資料處理解釋

1　譜分解技術(shù)

譜分解是地震屬性分析中重要組成比分，經(jīng)過分頻處理后的地震數(shù)據(jù)其解譯分辨率高于常規(guī)地震主頻所能達(dá)到的分辨能力。譜分解技術(shù)在描述儲層的形態(tài)及變化規(guī)律方面比傳統(tǒng)地震屬性研究方法具有更大的優(yōu)勢，因此在地震勘探中應(yīng)用也越來越廣泛。通過對地震資料的時頻分析，我們可以進(jìn)一步做譜分解。由于不同頻率的地震信號對各種地質(zhì)異常體的敏感度不同，在刻畫地質(zhì)異常體厚度變化及描述地質(zhì)異常體橫向不連續(xù)性等方面，譜分解技術(shù)已被證明為非常有效的方法。譜分解技術(shù)能夠改善傳統(tǒng)地震分辨率，該技術(shù)通過三維地震數(shù)據(jù)體，即可以做平面的頻率切片，也可以獲得不同頻率的剖面圖，進(jìn)而利用三維地震數(shù)據(jù)來完成地震成像和地質(zhì)異常體成圖等研究。譜分解技術(shù)可以生成一系列單一頻率的能量譜。利用能量譜和相位譜便可確定反射薄層，確定不連續(xù)的地下地質(zhì)體。

1.1方法原理

譜分解技術(shù)是利用離散傅氏變換或基于Z變換的最大熵譜法，將地震數(shù)據(jù)變換到頻率域的三維地震解釋技術(shù)。離散傅氏變換是將時間函數(shù)g（t）轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率函數(shù)G（f）

其數(shù)學(xué)表達(dá)式為

圖2.2　f=45Hz的短時傅里葉變換和S變換(a)短時傅里葉目的層；（b）S變換目的層

圖2.3　f=45Hz的短時傅里葉變換和S變換（a）短時傅里葉目的層（b）S變換目的層

圖2.1　剖面1及其目的層顯示

2　時頻分析和譜分解在地震資料處理解釋中的應(yīng)用

圖2.1是一個實際的地震疊加剖面（含有斷層和火成巖），道數(shù)為320道，采樣間隔為1ms，每道采樣1200個點。我們分別用短時傅里葉變換和S變換的時頻分析方法來看有關(guān)道的時變特征。

我們來看分別由短時傅里葉變換和S變換時頻分析方法得到的譜分解剖面（紅色顯示為目的層）。

由圖2.2可以看出，在頻率為15Hz時短時傅里葉變換的譜分解效果好于S變換，通過短時傅里葉變換的譜分解剖面顯示，我們明顯看出在15-35和60-100道之間目的層不連續(xù)，為煤層沖刷區(qū)引起；而S變換在15Hz處幾乎沒有能量顯示，也完全看不出目的層所在。

從圖2.3可以看出在頻率為45Hz時S變換的譜分解效果略好于短時傅里葉變換，通過S變換的譜分解剖面顯示，我們明顯看出在煤層沖刷區(qū)的存在位置，但目的層的顯示不夠精確；而短時傅里葉變換在45Hz處反應(yīng)的能量較弱，60-100道范圍內(nèi)的沖刷區(qū)顯示不明顯。

綜上所述，可看出，S變換對低頻的響應(yīng)結(jié)果較差，適用于高頻成分；短時傅里葉變換對低頻響應(yīng)較好但對高頻響應(yīng)很差，如果選擇的窗函數(shù)和窗寬適當(dāng)，也可以取得很好的時頻分析和譜分解效果。

3　結(jié)論

文章用了短時傅里葉變換和S變換兩種方法來分析實際地震資料。由譜分解結(jié)果可知，S變換并不總是優(yōu)于短時傅里葉變換，相比而言，短時傅里葉變換具有更好的低頻分辨率，而S變換對高頻反映明顯。根據(jù)實際應(yīng)用我們可以看到通過選擇適當(dāng)?shù)念l率都可以得到煤層的走勢及地質(zhì)特征的預(yù)測。我們要根據(jù)具體情況選用更適合的時頻分析方法，這樣才能取得最好的譜分解效果，從而為地震資料的解釋提供更好的依據(jù)。本文對濟(jì)寧二號煤礦針對十五采區(qū)3上煤層第

519道信息分別進(jìn)行了短時傅里葉和S變換譜分解，通過對煤層沖刷帶位置預(yù)測結(jié)果的對比，證明了S變換對高頻分辨率高而短時傅里葉變換的低頻響應(yīng)較好的結(jié)論。

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[3]劉鐵.地震波的時頻分析及人工合成.華中科技大學(xué)，2007.5

P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-9-253-2

王明（1990～），男，助理工程師，研究方向為地球物理勘探。