高精度时频分析研究及其在地震资料解释中的应用

摘要

时频分析的基本思想就是设计时间和频率的联合函数,用其同时描述信号在不同时间及频率的能量分布情况,使得信号的局部特征能够在时间-频率二维平面内清晰地显示出来。本文首先从傅立叶变换入手,分析其优点及其局限性；然后结合实例研究了短时傅立叶变换、小波变换以及Wigner-Ville分布,它们都是比较经典的时频分析方法,但是在实际应用中还是存在一定的问题；研究了最近兴起的希尔伯特-黄变换方法,其通过经验模态分解将信号按一定的顺序分离出来,有很好的时间和频率分辨率,但是由于其自身因为存在端点飞翼现象,使得分离出来的信号不能很好地复原。
　　 本文重点讨论了S变换的方法原理、算法及其性质,通过引入两个可变的调节参数来改造其高斯时窗函数,得到了广义S变换,并通过模型阐述了调节参数对广义S变换时频分辨率的影响以及如何选取最佳的参数。
　　 模型计算结果表明,广义S变换具有很好的时频聚集性能,而且能够比较准确地显示出信号的局部特征,同时可以识别薄层模型的顶底,为实际地震数据的高分辨率处理提供了依据。在实际地震资料的应用中,应用高精度时频分析方法划分沉积旋回,通过调谐频率加强法实现了针对小尺度地质目标的地震资料高分辨率处理,处理后的资料应用于地震属性分析、地震相分析以及波阻抗反演,预测结果得到了一定程度的改善,从而提高了地震资料识别和描述储层的能力。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前言

1.1 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容

第二章 时频分析方法

2.1 信号的分解

2.2 解析信号

2.3 傅立叶变换

2.4 短时傅立叶变换

2.5 小波变换

2.6 Wigner-Ville分布

2.7 希尔伯特-黄变换

第三章 S变换及广义S变换

3.1 S变换

3.1.1 S变换原理

3.1.2 S变换的算法实现

3.2 广义S变换

3.3 S变换的性质

3.3.1 S变换的线性特征

3.2.2 S变换的瞬时频率

3.4 时频分析模型计算

3.4.1 模型一

3.4.2 模型二

3.4.3 模型三

3.4.4 模型四

3.4.5 模型五

第四章 高精度时频分析在地震资料解释中的应用

4.1 高精度时频分析在层序划分中的应用

4.1.1 时频分析划分层序的理论依据

4.1.2 时频分析在涠西南凹陷古近系层序划分中的应用

4.2 基于高精度时频分析的高分辨率地震资料的应用

4.2.1 基于时频分析的地震数据高分辨率处理

4.2.2 提高分辨率后地震数据属性分析

4.2.3 提高分辨率后地震相分析

4.2.4 提高分辨率后波阻抗反演

4.2.5 涠西南西部三角洲区块

4.2.6 北部陡坡带砂砾岩体

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的学术成果

致谢