一种基于盲源地震信号平稳叠加模型的盲分离方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102866425A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102866425A(43)申请公布日2013.01.09(21)申请号201210380860.3(22)申请日2012.09.17(71)申请人中国石油大学(华东)地址266580山东省青岛市开发区长江西路66号(72)发明人宋建国李哲(51)Int.Cl.G01V1/28(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书77页页附图附图99页(54)发明名称一种基于盲源地震信号平稳叠加模型的盲分离方法(57)摘要本发明公开了一种基于盲源地震信号平稳叠加模型的盲分离方法，将盲源分离问题表述为如下数学问题：设有m个相邻的地震道，其反射可以写成：i＝1，2，…，m以中间地震道为研究目标，根据地层反射平稳性可设其围岩反射为：i＝1，2，…，m；已知条件：Aik≈C且E(tik)≈0，求其储层目标反射s(t)或围岩反射y*(t)；采用迭代法求取围岩反射，可以求得围岩信号y(t)，从原信号中减去围岩信号，可得到所求储层目标信号。本发明提供了用于提取储层目标信号的地球物理模型和相应的储层目标反射波信号提取技术。CN1028645ACN102866425A权利要求书1/1页1.一种基于盲源地震信号平稳叠加模型的盲分离方法，其特征在于，将盲源分离问题表述为如下数学问题：设有m个相邻的地震道，其反射可以写成：式中x(i，t)为第i个地震道的数据；Aik为第k个盲源信号在第i道上的振幅大小，Fk(t-tik)为第k个盲源信号的表达式，其中tik为该信号到达第i道的时间延迟，si(t)为所要求取的弱信号；以中间地震道为研究目标，根据地层反射平稳性可设其围岩反射为：*已知条件：Aik≈C且E(tik)≈0，求其储层目标反射s(t)或围岩反射y(t)；采用迭代法求取围岩反射，实现步骤如下：①由目标地震道建立初始值y*(t)；由于围岩反射相对于储层目标反射来说是平稳的，且能量较强，因此用目标地震道作为y*(t)的初始；②根据初始y*(t)来计算新的围岩反射y(t)。根据相邻地震道中围岩反射的平稳性可知，由相邻地震道可以预测出目标地震道处的围岩反射。这里采用最优化滤波的思想，即：**分别计算各地震道与y(t)的互相关矩阵Rxy，根据互相关计算由各地震道预测y(t)的算*子；然后将预测因子作用于地震道，获得各地震道计算出的围岩反射yi(t)。由于初始y(t)中含有非围岩信息，因而yi(t)中也含有非围岩信息，此时通过多个yi(t)的平均，基本上消除储层目标的非平稳信息，获得一个较初始y*(t)更好的围岩反射y(t)；③判断y(t)是否稳定。若稳定，输出y(t)，否则，y*(t)＝y(t)，返回(2)；通过上述迭代可以求得围岩信号y(t)，从原信号中减去围岩信号，可得到所求储层目标信号。2CN102866425A说明书1/7页一种基于盲源地震信号平稳叠加模型的盲分离方法技术领域[0001]本发明涉及地震勘探技术领域，尤其涉及的是一种基于盲源地震信号平稳叠加模型的盲分离方法。背景技术[0002]当空间存在多个信号源时，常常需要对这些空间信号进行分离，以便跟踪或检测感兴趣的空间信号，以及那些被认为是干扰的空间信号。为此，需要使用天线阵列对多个空间信号进行接收，对天线阵列接收的空间信号所进行的分析与处理统称为阵列信号处理。在不知道信号源时进行信号的分离技术称为盲源分离技术。[0003]在地震勘探中，随着现代地震勘探目标由构造油藏向小砂体、窄河道、薄互层、微裂缝等隐蔽油藏的转移，储层目标的地震响应能量较弱，往往淹没在背景信息甚至背景噪音之中，波形也常发生畸变。盲源信号分析技术可以将来自不同信号源的混叠信号分解开，在通信、雷达、声纳、地震勘探、射电天文等领域获得了广泛应用与迅速发展。本技术的目的就是发展一套适合于隐蔽油气藏勘探的盲源信号处理方法，以期提高对复杂(噪声)背景中或地震反射差异小的的地质体的识别能力。如何建立描述储层目标信号与背景信号乃至噪声关系的地震模型，进而设计相应的分离技术是研究的难题。[0004]目前尚没有与本发明相近的技术方案。只有解决类似问题所形成的一些信号域计算方法。这些方法主要为借鉴雷达阵列信号处理的空间谱估计方法、神经网络类和独立分量分析类盲源分离方法。这些方法均需要所处理的信号满足一定的数学条件。由于地震波是一种特殊的多源叠加信号，一般不能满足这些数学条件，因而这些方法效果一般，难以达到油气资源勘探的要求。[0005]近20年来，阵列信号处理已成为信号处理的一个重要分支，在通信、雷达、声纳、地震勘探、射电天文等领域获得了广泛应用与迅速发展。阵列信号处理的主要问题包括：波束形成技术——使阵列方向图的主瓣指向所需要的方向；零点形