一种基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法、系统、设备及存储介质

摘要

本发明公开了一种基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法、系统、设备及存储介质，属于勘探地球物理研究领域，本发明使用稀疏S变换求解地震数据的时频谱，相比于传统S变换使得时频谱能量更为集中，有利于提高对数谱比法估计Q值的准确性；本发明引入自适应频带选取方法，避免了手动选取频带范围可能造成的人为影响，提高了Q值估计结果的可信度。其次本发明使用稀疏S变换，对于噪声具有一定抑制作用，这使得提取其目标区域上、下两个层位处的频谱用对数谱比法估计Q值时避免了噪声的严重干扰，改善了Q值估计的抗噪性。

权利要求

1.一种基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、计算二维叠后地震数据的稀疏S变换时频谱；

S2、根据S1得到的稀疏S变换时频谱，提取稀疏S变换时频谱已解释层位处的频谱；

S3、根据S2得到的频谱与自适应阈值法，计算自适应频带范围；

引入自适应阈值，为对数谱比法的计算选取自适应频带范围；

小波变换中利用Visushrink算法设置一个全局阈值以确定有效能量空间，其计算公式如下式所示：其中，σ为高斯噪声标准方差；N为地震信号长度；

基于此算法，自适应的对数谱比法的频带范围选取，对于时刻t1、t2处，计算得到其阈值分别为如下式所示：k是和信噪比相关的调整参数，MADi表示时刻ti对应的稀疏S变换谱系数的均值；MAD1表示时刻t1对应的稀疏S变换谱系数的均值；MAD2表示时刻t2对应的稀疏S变换谱系数的均值；

对于每个时刻ti，当满足|Bi(fmini)|＝ρi和|Bi(fmaxi)|＝ρi时，确定当前的低频fmini和高频fmaxi；

对于时刻t1、t2，即分别得到频带区间Ω1＝[fmin1，fmax1]以及Ω2＝[fmin2，fmax2]；

将以上两个频带区间取交集，得到总的自适应频带范围：

Ω＝[max{fmin1，fmin2}，min{fmax1，fmax2}]；

S4、根据S3得到的自适应频带范围，结合S2所提取的频谱用对数谱比法进行地震衰减估计。

2.根据权利要求1所述的基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法，其特征在于，在S1中，读取二维叠后地震数据，逐道计算二维叠后地震数据的稀疏S变换时频谱。

3.根据权利要求1所述的基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法，其特征在于，在S2中，提取稀疏S变换时频谱中目标区域上、下两个层位处的频谱。

4.根据权利要求3所述的基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法，其特征在于，在S3中，根据自适应阈值法计算目标区域上、下两个层位处频谱的自适应阈值，分别获取目标区域上、下两个层位处的高频和低频，进而得到两个层位处各自的自适应频带范围。

5.根据权利要求4所述的基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法，其特征在于，对获取的目标区域上、下两个层位处频谱的自适应频带范围取交集，获取总的自适应频带范围。

6.根据权利要求5所述的基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法，其特征在于，在S4中，将S2中提取出的目标区域上、下两个层位处的频谱相比，再对目标区域上、下两个层位处的频谱相比结果取对数，提取出的目标区域上、下两个层位处的频谱分别作为地震衰减前的频谱以及地震衰减后的频谱，采用对数谱比法计算品质因子Q值。

7.采用权利要求1～6中任意一项所述基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法的系统，其特征在于，包括：频谱变换模块，用于计算地震数据的稀疏S变换时频谱；

频谱提取模块，用于提取稀疏S变换时频谱已解释层位处的频谱；

频带区间获取模块，用于自适应确定频谱提取模块获得的频谱的自适应频带范围；

地震衰减估计模块，用于将已解释层位处的频谱采用对数谱比法进行地震衰减估计。

8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行计算机程序时实现权利要求1至6中任意一项所述的基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任意一项所述的基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法的步骤。

说明书

一种基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方

法、系统、设备及存储介质

技术领域

[0001] 本发明属于勘探地球物理研究领域，具体涉及一种基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

[0002] 目前常用的油气勘探方法仍以地震波分析法为主，利用地下介质弹性和密度的差异，通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应，推断地下岩层的性质和形态。利用人工方法激发的弹性波来定位矿藏，获取工程地质信息。地震子波在传播过程中会受到地下介质的影响而产生衰减，表现为振幅和主频的降低等，特别是经过含气储层后，高频成分衰减迅速，造成地震波在该区域的局部主频降低。而造成地震波衰减的原因主要有两类：其一由球面扩散和地震波的散射与干涉造成；其二是地震波的能量被地下介质吸收，这与地下介质的粘弹性有关，并且这种特性是可以由品质因子Q定量描述的。当地层之间存在油气时，吸收系数大，地震波迅速衰减，表现为Q值较小。因此，准确估计Q值有助于精确刻画地下油气资源。含气储层附近导致的Q值较小的异常往往在原始叠后地震资料上表现并不明显，却可以在频谱分解的剖面上得到增强。因此，不同的时频分析工具常常被用来检测这种衰减异常。在这一过程中，时频分析工具的时间——频率分辨率就成为该问题的关键。

[0003] 一类常用的地震衰减估计方法是频率域Q值估计方法，例如中心频率偏移法、峰值频率偏移法和对数谱比法。中心频率偏移法的基本原理是，地震波在地下介质的传播过程中不同频率成分的衰减程度不同，因此造成中心频率发生偏移，进而可以利用中心频率偏移量进行Q值估计。该方法所提取的中心频率受噪声干扰较小，所以鲁棒性较好，但是其子波假设是Gauss子波，与实际不符。另一种方法是峰值频率偏移法，这一方法类似于中心频率偏移法，利用地震波在地下介质的传播过程中不同频率成分的衰减程度不同导致的峰值频率偏移进行Q值估计。不同于中心频率偏移法的是，峰值频率偏移法的子波假设是Ricker子波，与实际地震子波更为相符，但是本方法所提取的峰值频率易受噪声干扰，抗噪性较差。对数谱比法不同于以上两种方法，该方法截取地震信号衰减前后的片段，取其振幅谱比值的对数，利用线性拟合的方法进行Q值估计。这种方法不会受到几何扩散的干扰，因而Q值估计结果较为准确；且这种方法不做任何子波假设，所以适用性较好。相比于中心频率偏移法和峰值频率偏移法，对数谱比法应用场合更多，但是如果地震资料含有噪声，Q值估计的结果也会受到影响。不过由于对数谱比法所需要的频谱由截取部分地震信号片段并作傅里叶变换得到，而截取部分地震信号片段的傅里叶变换谱很容易受到噪声干扰，所以这一方法有一定缺陷。

发明内容

[0004] 为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法、系统、设备及存储介质，旨在解决现有技术中地震信号片段的傅里叶变换谱易受到噪声干扰，频率域Q值估计结果不准确的缺陷性技术问题。

[0005] 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

[0006] 本发明提出的一种基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法，包括以下步骤：

[0007] S1、计算二维叠后地震数据的稀疏S变换时频谱；

[0008] S2、根据S1得到的稀疏S变换时频谱，提取稀疏S变换时频谱已解释层位处的频谱；

[0009] S3、根据S2得到的频谱与自适应阈值法，计算自适应频带范围；

[0010] S4、根据S3得到的自适应频带范围，结合S2所提取的频谱用对数谱比法进行地震衰减估计。

[0011] 优选地，在S1中，读取二维叠后地震数据，逐道计算二维叠后地震数据的稀疏S变换时频谱。

[0012] 优选地，在S2中，提取稀疏S变换时频谱中目标区域上、下两个层位处的频谱。

[0013] 优选地，在S3中，根据自适应阈值法计算目标区域上、下两个层位处频谱的自适应阈值，分别获取目标区域上、下两个层位处的高频和低频，进而得到两层位处各自的自适应频带范围。

[0014] 优选地，对获取的目标区域上、下两个层位处频谱的自适应频带范围取交集，获取总的自适应频带范围。

[0015] 优选地，在S4中，将S2中提取出的目标区域上、下两个层位处的频谱相比，再对目标区域上、下两个层位处的频谱相比结果取对数，提取出的目标区域上、下两个层位处的频谱分别作为地震衰减前的频谱以及地震衰减后的频谱，采用对数谱比法计算品质因子Q值。

[0016] 本发明还提出了一种基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法的系统，包括：

[0017] 频谱变换模块，用于计算地震数据的稀疏S变换时频谱；

[0018] 频谱提取模块，用于提取稀疏S变换时频谱已解释层位处的频谱；

[0019] 频带区间获取模块，用于自适应确定频谱提取模块获得的频谱的自适应频带范围；

[0020] 地震衰减估计模块，用于将已解释层位处的频谱采用对数谱比法进行地震衰减估计。

[0021] 一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行计算机程序时实现基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法的步骤。

[0022] 一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法的步骤。

[0023] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

[0024] 1)、本发明提出的一种基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法，从二维叠后地震数据的稀疏S变换时频谱中提取已解释层位处的频谱用于对数谱比法估计Q值，减小了用截取地震信号片段计算的傅里叶变换谱带来的误差。并且引入了自适应频带选取方法，避免了为对数谱比法手动选取频带范围可能造成的人为影响，提高了Q值估计结果的可信度。此外，利用稀疏S变换谱对于地震信号噪声的抑制作用，改善了使用傅里叶谱进行Q值估计存在的受噪声干扰严重的问题，增强了对数谱比法估计Q值的抗噪性。

[0025] 2)、在保留对数谱比法估计无噪地震数据的Q值准确这一优点的同时，利用稀疏S变换对地震信号时频谱噪声的抑制作用解决对数谱比法抗噪性差的问题。同时，将自适应选取频带范围引入对数谱比法，避免了手动选取频带范围进行Q值估计可能造成的人为影响，提高了Q值估计结果的可信度。

[0026] 3)、本发明所使用的地震数据的稀疏S变换相比于传统S变换使得时频谱能量更为集中，表现在频谱上即有效频带更为集中，这有利于提高对数谱比法估计Q值的准确性。并且本发明引入自适应频带选取方法，避免了手动选取频带范围可能造成的人为影响，提高了Q值估计结果的可信度。其次稀疏S变换对于噪声具有一定抑制作用，这使得提取其目标区域上、下两个层位处的频谱用对数谱比法估计Q值时避免了噪声的严重干扰，改善了Q值估计的抗噪性。

附图说明

[0027] 图1为本发明基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法不同Q值的合成无噪地震数据：(a)Q＝30，(b)Q＝40，(c)Q＝50，(d)Q＝60；

[0028] 图2为本发明基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法不同Q值的合成无噪地震数据的S变换：(a)Q＝30，(b)Q＝40，(c)Q＝50，(d)Q＝60；

[0029] 图3为本发明基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法不同Q值的合成无噪地震数据的稀疏S变换：(a)Q＝30，(b)Q＝40，(c)Q＝50，(d)Q＝60；

[0030] 图4为本发明基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法Q＝50时的合成无噪地震数据S变换时频谱中0.1s以及0.3s处的频谱；

[0031] 图5为本发明基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法Q＝50时的合成无噪地震数据稀疏S变换时频谱中0.1s以及0.3s处的频谱；

[0032] 图6为本发明基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法应用于合成无噪地震数据的Q值估计结果以及S变换时频谱结合对数谱比法的Q值估计结果；

[0033] 图7为本发明基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法不同Q值的合成含噪地震数据，SNR＝12dB：(a)Q＝30，(b)Q＝40，(c)Q＝50，(d)Q＝60；

[0034] 图8为本发明基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法不同Q值的合成含噪地震数据的S变换，SNR＝12dB：(a)Q＝30，(b)Q＝40，(c)Q＝50，(d)Q＝60；

[0035] 图9为本发明基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法不同Q值的合成含噪地震数据的稀疏S变换，SNR＝12dB：(a)Q＝30，(b)Q＝40，(c)Q＝50，(d)Q＝60；

[0036] 图10为本发明基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法应用于合成的含噪地震数据的Q值估计结果以及S变换时频谱结合对数谱比法的Q值估计结果；

[0037] 图11为本发明基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法不同Q值的合成含噪地震数据，SNR＝5dB：(a)Q＝30，(b)Q＝40，(c)Q＝50，(d)Q＝60；

[0038] 图12为本发明基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法不同Q值的合成含噪地震数据的S变换，SNR＝5dB：(a)Q＝30，(b)Q＝40，(c)Q＝50，(d)Q＝60；

[0039] 图13为本发明基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法不同Q值的合成含噪地震数据的稀疏S变换，SNR＝5dB：(a)Q＝30，(b)Q＝40，(c)Q＝50，(d)Q＝60；

[0040] 图14为本发明基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法应用于合成含噪地震数据的Q值估计结果以及传统S变换时频谱结合对数谱比法的Q值估计结果(SST‑LSR：本发明，ST‑LSR：S变换时频谱结合对数谱比法)；

[0041] 图15为本发明基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法川中古隆起构造带的某油气田的二维叠后地震剖面图；

[0042] 图16为本发明基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法应用于图15所示二维叠后地震数据的Q值估计结果以及S变换时频谱结合对数谱比法应用于该油气田的Q值估计结果对比图。

具体实施方式

[0043] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

[0044] 需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

[0045] 下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

[0046] 本发明提出的一种基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法，包括以下步骤：

[0047] S1、计算二维叠后地震数据的稀疏S变换时频谱；首先读取二维叠后地震数据，逐道计算此二维叠后地震数据的稀疏S变换时频谱。

[0048] S2、根据S1得到的稀疏S变换时频谱，提取稀疏S变换时频谱已解释层位处的频谱，将已解释层位处的频谱作为目标区域上、下层位衰减前后的两个谱，并将目标区域上、下层位两个层位处的频谱用于后续对数谱比法进行Q值估计。

[0049] S3、引入自适应阈值法，为对数谱比法进行Q值估计，计算自适应频带范围；根据自适应阈值法计算频带阈值，为下一步对数谱比法计算自适应频带范围。

[0050] S4、根据S3得到的自适应频带范围，将S2所提取的频谱用对数谱比法进行地震衰减估计；将提取出的目标区域上、下两个层位处的频谱作为地震衰减前的频谱以及地震衰减后的频谱，应用自适应对数谱比法计算其Q值。

[0051] 实施例：

[0052] (1)计算二维叠后地震数据的稀疏S变换时频谱；

[0053] 读取二维叠后地震数据。选取二维叠后地震数据中待进行地震衰减估计的单道地震记录，图1为不同Q值的合成无噪地震数据：(a)Q＝30，(b)Q＝40，(c)Q＝50，(d)Q＝60；图7为不同Q值的合成含噪地震数据，SNR＝12dB：(a)Q＝30，(b)Q＝40，(c)Q＝50，(d)Q＝60；图11为不同Q值的合成含噪地震数据，SNR＝5dB：(a)Q＝30，(b)Q＝40，(c)Q＝50，(d)Q＝60；如附图1、图7和图11所示，记为u(t)，则其S变换可表示为如公式(1)所示：

[0054]

[0055] 其中， 表示为S变换时频谱；τ表示为时间偏移量；f表示为频率；u(t)‑i2πft
表示为原始地震信号；w(τ‑t,f)表示为沿时间滑动τ的窗函数；e 表示为傅里叶变换核函数。在实际应用中通常使用其离散形式表达式，如果以T表示时间采样间隔，共采样N个点，取t＝nT，f＝m/NT，可以得到离散形式的S变换如公式(2)所示：

[0056]

[0057] 其中，d表示时移量；m表示频率点；u[n]是对原始地震信号采样后的离散形式；w‑i2πnm/N[d‑n，m]是时移窗函数的离散形式；e 是核函数；TFRST[d，m]表示离散形式的S变换时频谱。图2是不同Q值的合成无噪地震数据的S变换：(a)Q＝30，(b)Q＝40，(c)Q＝50，(d)Q＝
60；图8为不同Q值的合成含噪地震数据的S变换，SNR＝12dB：(a)Q＝30，(b)Q＝40，(c)Q＝
50，(d)Q＝60；图12为不同Q值的合成含噪地震数据的S变换，SNR＝5dB：(a)Q＝30，(b)Q＝
40，(c)Q＝50，(d)Q＝60；参见图2、图8和图12所示即分别为附图1、图7和图11中合成地震信号的S变换时频谱。进一步可得公式(2)的离散逆变换形式为公式(3)所示：

[0058]

[0059] 其中， 表示为原始地震信号的离散傅里叶变换； 是时移窗函数i2πnm/N
的离散傅里叶变换；e 是核函数。将TFRST[d，m]的时频系数按列重排为向量
并根据窗函数建立一个基函数矩阵 定义如公式(4)所示：

[0060] 则公式(3)可以表示为 表示为原始地震信号的离散傅里叶变换。用反问题求解S变换的稀疏解x，目标函数为公式(5)所示：

[0061]

[0062] 但是上述公式(5)是一个欠定问题，有多个解。为了获得稳定、唯一的解，对公式(5)添加正则化项，则目标函数表示为公式(6)所示：

[0063]

[0064] 其中， 是正则化项，λ是正则化参数。由于要求解S变换稀疏解，可以用l0范数约束，但是l0范数极难求解，所以选择其近似化表示l1范数约束，目标函数表示为如公式(7)所示：

[0065]

[0066] 如果正则化项仅用l1范数可能会使得稀疏时频谱不够连续，所以可以增加一项l2范数的 用混合l1‑l2范数约束求解稀疏时频谱，其中γ＞0是l2范数正则化参数，避免x过稀疏。用交替分割的Bregman算法求解公式(7)，可以得到地震记录的稀疏S变换时频谱TFRSST[d，m]。参见附图3是不同Q值的合成无噪地震数据的稀疏S变换：(a)Q＝30，(b)Q＝40，(c)Q＝50，(d)Q＝60；图9是不同Q值的合成含噪地震数据的稀疏S变换，SNR＝12dB：(a)Q＝30，(b)Q＝40，(c)Q＝50，(d)Q＝60；图13是不同Q值的合成含噪地震数据的稀疏S变换，SNR＝5dB：(a)Q＝30，(b)Q＝40，(c)Q＝50，(d)Q＝60；图3、图9和图13即分别为由图2、图8和图12中S变换时频谱所得到的稀疏S变换时频谱。为了后续步骤计算方便，可将其重新写成连续形式即U(t，f)。

[0067] (2)提取稀疏S变换时频谱已解释层位处的频谱；

[0068] 地震波在地面起始状态时的振幅谱为B(f)，假设两个已解释层位分别位于二维叠后地震剖面中t1、t2处，那么这两个已解释层位处的频谱作为目标区域上、下层位衰减前后的两个谱，并将目标区域上、下层位两个层位处的频谱用于后续对数谱比法进行Q值估计，目标区域上、下层位两个层位处的频谱分别为公式(8)和公式(9)所示：

[0069]

[0070]

[0071] 其中，Q是地震衰减因子； 和 分别是B1(f)和B2(f)的幅值衰减项。图4为基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法Q＝50时的合成无噪地震数据S变换时频谱中0.1s以及0.3s处的频谱；图5是从图3(c)Q＝50的稀疏S变换时频谱中提取的t1＝0.1s和t2＝0.3s处的频谱。

[0072] (3)引入自适应阈值，为对数谱比法的计算选取自适应频带范围；

[0073] 小波变换中常利用Visushrink算法设置一个全局阈值以确定有效能量空间，其计算公式如公式(10)所示：

[0074]

[0075] 其中，σ为高斯噪声标准方差；N为地震信号长度。基于此算法，我们提出一种自适应的对数谱比法的频带范围选取方法。对于时刻t1、t2处，可以计算得到其阈值分别为公式(11)和公式(12)所示：

[0076]

[0077]

[0078] 其中，k是和信噪比相关的调整参数，MADi表示时刻ti对应的稀疏S变换谱系数的均值。对于每个时刻ti，当满足|Bi(fmini)|＝ρi和|Bi(fmaxi)|＝ρi时，确定当前的低频fmini和高频fmaxi。那么对于时刻t1、t2，即分别得到频带区间Ω1＝[fmin1，fmax1]以及Ω2＝[fmin2，fmax2]。将以上两个频带区间取交集即可得到总的自适应频带范围Ω＝[max{fmin1，fmin2}，min{fmax1，fmax2}]。

[0079] (4)将(2)所提取的频谱用自适应对数谱比法进行地震衰减估计；

[0080] 将公式(8)和公式(9)相比得到公式(13)的结果：

[0081]

[0082] 其中， 表示为地震波从t1传播到t2的衰减项。然后将上式两边取对数有公式(14)所示：

[0083]

[0084] 如果对g：f→ln[B1(f)/B2(f)]，f∈Ω这一映射关系做线性拟合，取其斜率k代替这一映射关系，即可得到如公式(15)所示的Q值关系式：

[0085]

[0086] 图6为本发明应用于合成无噪地震数据的Q值估计结果以及S变换时频谱结合对数谱比法的Q值估计结果(SST‑LSR：本发明，ST‑LSR：S变换时频谱结合对数谱比法)；图10为本发明应用于合成的含噪地震数据的Q值估计结果以及S变换时频谱结合对数谱比法的Q值估计结果(SST‑LSR：本发明，ST‑LSR：S变换时频谱结合对数谱比法)；图14为本发明应用于合成含噪地震数据的Q值估计结果以及传统S变换时频谱结合对数谱比法的Q值估计结果(SST‑LSR：本发明，ST‑LSR：S变换时频谱结合对数谱比法)；参照图6、图10和图14即是分别对图1、图7和图11所示合成地震信号应用本发明基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法所求得的Q值。从这几组图的对比可以看出，应用本发明所求得的Q值相比于基于传统S变换和传统对数谱比法的地震衰减估计方法所求得的Q值更接近Q真值，估计误差更小；本发明在含噪情况下Q值估计结果受噪声干扰更小，估计值更为稳定。图15为基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法川中古隆起构造带的某油气田的二维叠后地震剖面图。在二维叠后地震剖面中选取两个目标层位，并且标注了Well 1,Well 2,Well 3三口井位置。其中由钻井解释结果可知Well 1和Well 3是高产井，油气含量丰富，理论上Q值较小；Well 2也检测到油气但含量不如Well 1和Well 3丰富，理论上Q值相较于另外两口井偏大。

[0087] 图16为基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法应用于图15所示二维叠后地震数据的Q值估计结果以及S变换时频谱结合对数谱比法应用于该油气田的Q值估计结果对比图。应用本发明方法估计的Q值结果曲线中，Well 1和Well 3处Q值都比较小，分别为38和42；而Well 2处Q值相较于Well 1和Well 3都偏大，为50，估计Q值的相对大小关系与测井解释结果吻合。对比基于传统S变换和传统对数谱比法的地震衰减估计方法求得的Q值曲线，Well 1处Q值大致与本发明的估计结果一致，但Well 2和Well 3处的估计结果均偏小，两井位处的Q值大小差异较小，这与测井解释结果相悖。二维叠后实际地震数据的Q值估计结果表明，本发明基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法可以准确估计Q值，其结果与测井解释结果吻合。

[0088] 本发明还提出了一种基于稀疏S变换和自适应对数谱比法的地震衰减估计方法的系统，包括：

[0089] 频谱变换模块，用于计算地震数据的稀疏S变换时频谱；

[0090] 频谱提取模块，用于提取稀疏S变换时频谱已解释层位处的频谱；

[0091] 频带区间获取模块，用于自适应确定频谱提取模块获得的频谱的自适应频带范围；

[0092] 地震衰减估计模块，用于将已解释层位处的频谱采用对数谱比法进行地震衰减估计。

[0093] 本发明所使用的地震数据的稀疏S变换相比于传统S变换使得时频谱能量更为集中，表现在频谱上即有效频带更为集中，有利于提高对数谱比法估计Q值的准确性。并且本发明引入自适应频带选取方法，避免了手动选取频带范围可能造成的人为影响，提高了Q值估计结果的可信度。其次稀疏S变换对于噪声具有一定抑制作用，这使得提取其目标区域上、下两个层位处的频谱用对数谱比法估计Q值时避免了噪声的严重干扰，改善了Q值估计的抗噪性。

[0094] 以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。