基于纯相位滤波器的子波相位校正方法研究.pdf

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1、第53卷第1期石油物探V01_53，No12O14年1月GEOPHYSICALPROSPECTINGFORPETROLEUMJan．，2014文章编号：10001441(2014)01002606基于纯相位滤波器的子波相位校正方法研究张亚南，戴永寿，丁进杰，张漫漫，王蓉蓉(中国石油大学(华东)信息与控制工程学院，山东东营257061)摘要：针对子波相位提取不准确影响反褶积后地震剖面分辨率的问题，提出了一种基于纯相位滤波器的子波相位校正方法来校正子波残余相位，以提高反褶积后地震剖面的分辨率。该方法采用自回归滑动平均(Autoregressive

2、movingaverage，ARMA)模型和单位化振幅谱的方式构造纯相位滤波器，以描述任意特性的子波残余相位；在最大方差模准则约束下，采用改进的粒子群算法对子波残余相位进行寻优，最终实现反褶积结果中子波残余相位的校正。正演模拟数据和实际地震资料处理结果表明了该方法的有效性和实用性。关键词：地震子波；自回归滑动平均(ARMA)；反褶积；相位校正；纯相位滤波器DOI：10．sgGg／j．issn．i0001441．2014．01．004三娶一中国分类号：P631～一文献标识码：A薹一差一～Awaveletphasecorrectionmethod

3、basedonphase—onlyfilterZhangYanan，DaiYongshou，DingJinjie，ZhangManman，WangRongrong一一一传统的地震反褶积处理常常将地震子波假设学者假设子波振幅已经准确提出，对反褶积后的剖为因果最小相位的，但在实际应用过程中，地震波面应用相位校正方法。周兴元在最小相位反褶在地层中传播受各种复杂地质因素的影响，子波的积处理后的剖面中对子波剩余相位进行常相位校最小相位假设很难满足；且由于接收检波器等仪器正，一定程度上提高了剖面的信噪比和分辨率。郭性能的限制将非因果成分引入到地震子波中，

4、地震向宇等提出了一种估算剩余混合相位子波相位子波的因果性也不能严格保证。故传统反褶积结的算法，对地震记录中的子波进行相位校正，可使果中往往残留子波相位成分，从而导致分辨率无显子波接近或达到零相位，从而消除剩余相位的影著提高或者地层假象的出现。响，提高了地震记录的分辨率。王君等提出了一为解决最小相位反褶积后相位残余问题，许多种在最小相位反褶积后估算子波相位补偿因子的收稿日期：20130523，改回日期：20130902。作者简介：张亚南(1987)，男，博士在读，主要从事地震勘探信号处理方面的研究。基金项目：国家自然科学基金(40974072)

5、、山东省自然科学基金(ZR2010DM14)、中央高校基本科研业务费专项(12CX~6072A)以及中国石油大学(华东)研究生创新工程项目(CX2013062)联合资助。第1期张亚南等．基于纯相位滤波器的子波相位校正方法研究方法，并对地震记录进行相位校正，可使剩余相位(2)式所示的ARMA滤波器模型中，当零点接近或达到零相位，从而提高资料的分辨率。但以全部在单位圆内时为零相位滤波器，内外兼有为混上方法由于假设条件的苛刻性、模型描述的局限性合相位滤波器，全部在单位圆上及单位圆外时为最和选取的补偿因子的特殊性，其效果并不十分理大相位滤波器；当极点

6、全部在单位圆内时为因果滤想，且不能涵盖所有因果和相位性的地震子波相位波器，内外兼有为混合因果滤波器，全部在单位圆残余。上及单位圆外时为反因果滤波器。故ARMA模我们采用自回归滑动平均(ARMA)模型和单型可以描述任意因果特性、任意相位特性的滤波器位化振幅谱的方式来构造纯相位滤波器，以描述任系统。意因果和任意特性的地震子波相位残余，并在最大令z一，(2)式中滤波器的z域表示转换为方差模准则约束下，采用改进的粒子群算法对子波频率响应，即相位残余进行非线性寻优，最终实现子波相位的精确校正。通过正演模拟数据和实际地震资料处理Ⅱ(1Ce)Ⅱ()鱼三W(

7、)结果验证了所提方法的有效性和实用性。Ⅱ(1de)ⅡD()一11纯相位滤波器的构造ll(f，】)d0一L—————在子波提取的过程中往往假设子波为最小相一W(f，】)eM((3)llD(f，】)d∞。位，故反褶积结果中子波残余相位有可能是非因果的。为准确消除子波残余相位影响，我们采用单位式中：J一1为虚数单位；为数字角频率；化ARMA模型振幅谱构造纯相位滤波器，以描述w()为滤波器的振幅谱；()为滤波器的相位任意特性的子波残余相位。相对于其它参数化模谱；()和D()分别为各个分量的振幅谱；型，ARMA模型具有参数吝啬的特点，能够采用较纯()和

8、似()分别为各个分量的相位谱。少的参数描述一个精确的滤波器。ARMA模型可纯相位滤波器的时域为纯相位序列，舒立华嘲以表示为在其研究纯相位序列的能量传递性质的过程中，