谱分解技术及其在地震资料处理解释中的应用

■王明　庄炜

（安徽省煤田地质局物探测量队　安徽　宿州　234000）

谱分解技术及其在地震资料处理解释中的应用

■王明庄炜

（安徽省煤田地质局物探测量队安徽宿州234000）

谱分解技术的运用，可以让常规地震资料达到理论分辨率。在文中主要就地震资料处理解释中的谱分解技术的运用进行分析，以期能够更好的做好地震资料的处理解释工作。

谱分解技术地震资料处理解释

1　谱分解技术

谱分解是地震属性分析中重要组成比分，经过分频处理后的地震数据其解译分辨率高于常规地震主频所能达到的分辨能力。谱分解技术在描述储层的形态及变化规律方面比传统地震属性研究方法具有更大的优势，因此在地震勘探中应用也越来越广泛。通过对地震资料的时频分析，我们可以进一步做谱分解。由于不同频率的地震信号对各种地质异常体的敏感度不同，在刻画地质异常体厚度变化及描述地质异常体横向不连续性等方面，谱分解技术已被证明为非常有效的方法。谱分解技术能够改善传统地震分辨率，该技术通过三维地震数据体，即可以做平面的频率切片，也可以获得不同频率的剖面图，进而利用三维地震数据来完成地震成像和地质异常体成图等研究。谱分解技术可以生成一系列单一频率的能量谱。利用能量谱和相位谱便可确定反射薄层，确定不连续的地下地质体。

1.1方法原理

谱分解技术是利用离散傅氏变换或基于Z变换的最大熵谱法，将地震数据变换到频率域的三维地震解释技术。离散傅氏变换是将时间函数g（t）转变为频率函数G（f）

其数学表达式为

图2.2　f=45Hz的短时傅里叶变换和S变换(a)短时傅里叶目的层；（b）S变换目的层

图2.3　f=45Hz的短时傅里叶变换和S变换（a）短时傅里叶目的层（b）S变换目的层

图2.1　剖面1及其目的层显示

2　时频分析和谱分解在地震资料处理解释中的应用

图2.1是一个实际的地震叠加剖面（含有断层和火成岩），道数为320道，采样间隔为1ms，每道采样1200个点。我们分别用短时傅里叶变换和S变换的时频分析方法来看有关道的时变特征。

我们来看分别由短时傅里叶变换和S变换时频分析方法得到的谱分解剖面（红色显示为目的层）。

由图2.2可以看出，在频率为15Hz时短时傅里叶变换的谱分解效果好于S变换，通过短时傅里叶变换的谱分解剖面显示，我们明显看出在15-35和60-100道之间目的层不连续，为煤层冲刷区引起；而S变换在15Hz处几乎没有能量显示，也完全看不出目的层所在。

从图2.3可以看出在频率为45Hz时S变换的谱分解效果略好于短时傅里叶变换，通过S变换的谱分解剖面显示，我们明显看出在煤层冲刷区的存在位置，但目的层的显示不够精确；而短时傅里叶变换在45Hz处反应的能量较弱，60-100道范围内的冲刷区显示不明显。

综上所述，可看出，S变换对低频的响应结果较差，适用于高频成分；短时傅里叶变换对低频响应较好但对高频响应很差，如果选择的窗函数和窗宽适当，也可以取得很好的时频分析和谱分解效果。

3　结论

文章用了短时傅里叶变换和S变换两种方法来分析实际地震资料。由谱分解结果可知，S变换并不总是优于短时傅里叶变换，相比而言，短时傅里叶变换具有更好的低频分辨率，而S变换对高频反映明显。根据实际应用我们可以看到通过选择适当的频率都可以得到煤层的走势及地质特征的预测。我们要根据具体情况选用更适合的时频分析方法，这样才能取得最好的谱分解效果，从而为地震资料的解释提供更好的依据。本文对济宁二号煤矿针对十五采区3上煤层第

519道信息分别进行了短时傅里叶和S变换谱分解，通过对煤层冲刷带位置预测结果的对比，证明了S变换对高频分辨率高而短时傅里叶变换的低频响应较好的结论。

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P2[文献码]B

1000-405X（2016）-9-253-2

王明（1990～），男，助理工程师，研究方向为地球物理勘探。