地震子波提取方法、系统、存储介质以及电子设备与流程

1.本发明属于油气勘探技术领域，尤其涉及一种地震子波提取方法、系统、存储介质以及电子设备。


背景技术：

2.地震子波无论在地震数据反演还是地震数据处理中都非常重要。地震子波反映了震源特性、检波器的地震响应、记录仪器的作用及地震波在地下传播时由于地下介质的吸收作用所导致的波形畸变等效应。地震子波估计是地震资料反褶积、波阻抗反演和地震波模拟等的必要环节。在有测井记录的情况下，地震子波可以通过井旁地震记录与井曲线得到的反射系数序列的相关性得到。在没有测井记录的情况下，需要同时估计地震子波和反射系数序列。
3.现今国内外地震子波估计方法主要基于地震记录褶积模型，分为确定性和统计性两大类方法。确定性子波估计方法先利用测井资料求得反射系数序列，之后结合井旁地震记录由褶积模型求取地震子波。这类方法的优点是无需对反射系数的分布做某种假设，利用测井资料可以得到较为精确的子波，缺点是不能适用于没有测井资料的情况，也难以刻画子波的空间变化。统计性子波估计方法是先对地震资料和地下的反射系数的分布作一定的假设，再通过统计计算求取子波。同样，前人研究了三种统计性子波估计方法的可靠性，认为统计性方法在研究频率与相位的依赖关系、时变子波等方面比确定性方法更有优势，可以为确定性方法提供质量控制和进行子波外推。虽然这类方法的优点是不需要测井资料，但是缺点是对地下的信息掌握不足而导致求取的子波精度相对不高。


技术实现要素：

4.本发明正是基于现有技术提取地震子波的精度不高的技术问题，提出了一种地震子波提取方法、系统、存储介质以及电子设备。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种地震子波提取方法，包括：
6.获取地震数据；
7.对所述地震数据进行傅里叶变换，得到地震数据的时频谱；
8.根据所述时频谱，得到所述时频谱的均值频率以及标准方差；
9.根据所述均值频率以及所述标准方差，得到地震子波实际的分数阶值；
10.根据所述均值频率、所述标准方差以及所述地震子波实际的分数阶值，得到地震子波实际的参考频率；
11.基于所述地震子波实际的分数阶值以及所述地震子波实际的参考频率，构建频率域的地震子波。
12.可选地，根据所述时频谱，得到所述时频谱的均值频率，包括：
13.根据所述时频谱，利用第一预设计算式得到所述均值频率；其中，所述第一预设计算式为：
[0014][0015]
其中，ωm为均值频率，ω0为所述时频谱中给定的参考频率，u为所述时频谱中给定的分数阶值。
[0016]
可选地，根据所述时频谱，得到所述时频谱的标准方差，包括：
[0017]
根据所述时频谱，利用第二预设计算式得到所述标准方差；其中，所述第二预设计算式为：
[0018][0019]
其中，ω
σ
为标准方差，ω0为时频谱中给定的参考频率，u为时频谱中给定的分数阶值。
[0020]
可选地，所述根据所述均值频率以及所述标准方差，得到地震子波实际的分数阶值，包括：
[0021]
根据所述均值频率以及所述标准方差，利用第三预设计算式计算得到地震子波实际的分数阶值；其中，所述第三预设计算式为：
[0022][0023]
其中，ωm为均值频率，ω
σ
为标准方差，u1为实际的分数阶值。
[0024]
可选地，所述根据所述均值频率、所述标准方差以及所述地震子波实际的分数阶值，得到地震子波实际的参考频率，包括：
[0025]
根据所述均值频率、所述标准方差以及所述地震子波实际的分数阶值，利用第四预设计算式计算得到地震子波实际的参考频率；其中，所述第四预设计算式为：
[0026][0027]
其中，ω1为地震子波实际的参考频率，ωm为均值频率，ω
σ
为标准方差，u1为地震子波实际的分数阶值。
[0028]
可选地，所述基于所述地震子波实际的分数阶值以及所述地震子波实际的参考频率，构建频率域的地震子波，包括：
[0029]
基于所述地震子波实际的分数阶值以及所述地震子波实际的参考频率，利用第五预设计算式计算得到频率域的地震子波；其中，所述第五预设计算式为：
[0030][0031]
其中，为频率域的地震子波，ω为角频率，ω1为地震子波实际的参考频率，u1为地震子波实际的分数阶值，i为虚数单位，τ0为对称中心的时间点。
[0032]
可选地，在基于所述地震子波实际的分数阶值以及所述地震子波实际的参考频率，构建频率域的地震子波之后，所述方法还包括：
[0033]
对所述频率域的地震子波频谱进行反傅里叶变换，得到时间域的地震子波。
[0034]
第二方面，本发明实施例提供了一种地震子波提取系统，包括：
[0035]
获取模块，用于获取地震数据；
[0036]
时频谱获取模块，用于对所述地震数据进行傅里叶变换，得到地震数据的时频谱；
[0037]
确定模块，用于根据所述时频谱，得到所述时频谱的均值频率以及标准方差；
[0038]
分数阶值获取模块，用于根据所述均值频率以及所述标准方差，得到地震子波实际的分数阶值；
[0039]
参考频率获取模块，用于根据所述均值频率、所述标准方差以及所述地震子波实际的分数阶值，得到地震子波实际的参考频率；
[0040]
地震子波构建模块，用于基于所述地震子波实际的分数阶值以及所述地震子波实际的参考频率，构建频率域的地震子波。
[0041]
可选地，所述确定模块具体用于：
[0042]
根据所述时频谱，利用第一预设计算式得到所述均值频率；其中，所述第一预设计算式为：
[0043][0044]
其中，ωm为均值频率，ω0为所述时频谱中给定的参考频率，u为所述时频谱中给定的分数阶值。
[0045]
可选地，所述确定模块具体用于：
[0046]
根据所述时频谱，利用第二预设计算式得到所述标准方差；其中，所述第二预设计算式为：
[0047][0048]
其中，ω
σ
为标准方差，ω0为时频谱中给定的参考频率，u为时频谱中给定的分数阶值。
[0049]
可选地，所述分数阶值获取模块具体用于：
[0050]
根据所述均值频率以及所述标准方差，利用第三预设计算式计算得到地震子波实际的分数阶值；其中，所述第三预设计算式为：
[0051][0052]
其中，ωm为均值频率，ω
σ
为标准方差，u1为实际的分数阶值。
[0053]
可选地，所述参考频率获取模块具体用于：
[0054]
根据所述均值频率、所述标准方差以及所述地震子波实际的分数阶值，利用第四预设计算式计算得到地震子波实际的参考频率；其中，所述第四预设计算式为：
[0055][0056]
其中，ω1为地震子波实际的参考频率，ωm为均值频率，ω
σ
为标准方差，u1为地震子波实际的分数阶值。
[0057]
可选地，所述地震子波构建模块具体用于：
[0058]
基于所述地震子波实际的分数阶值以及所述地震子波实际的参考频率，利用第五预设计算式计算得到频率域的地震子波；其中，所述第五预设计算式为：
[0059][0060]
其中，为频率域的地震子波，ω为角频率，ω1为地震子波实际的参考频率，u1为地震子波实际的分数阶值，i为虚数单位，τ0为对称中心的时间点。
[0061]
可选地，所述系统还包括：
[0062]
变换模块，用于对所述频率域的地震子波频谱进行反傅里叶变换，得到时间域的地震子波。
[0063]
第三方面，本发明实施例提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有程序代码，所述程序代码被处理器执行时，实现如上述实施例中任一项所述的地震子波提取方法。
[0064]
第四方面，本发明实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的程序代码，所述程序代码被所述处理器执行时，实现如上述实施例中任一项所述的地震子波提取方法。
[0065]
在本发明实施例提供的一种地震子波提取方法、系统、存储介质以及电子设备，通过从地震数据中计算出地震子波的均值频率以及标准方差，进而利用均值频率以及标准方差确定地震子波实际的分数阶值以及参考频率，从而构建地震子波。可见，本发明实施例提供的地震子波提取方法，能够从野外地震数据中提取出的地震子波，能够真实反映地震子波形态，提高了地震子波的精度。
附图说明
[0066]
通过结合附图阅读下文示例性实施例的详细描述可更好地理解本公开的范围。其中所包括的附图是：
[0067]
图1示出了本发明实施例一提出的一种地震子波提取方法的流程示意图；
[0068]
图2示出了本发明实施例二提出的一种地震子波提取方法的流程示意图；
[0069]
图3示出了根据某工区的地震数据提取的子波。
具体实施方式
[0070]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方法，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
[0071]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开
的具体实施例的限制。
[0072]
实施例一
[0073]
根据本发明的实施例，提供了一种地震子波提取方法，图1示出了本发明实施例一提出的一种地震子波提取方法的流程示意图，如图1所示，该地震子波提取方法可以包括：步骤110至步骤160。
[0074]
在步骤110中，获取地震数据。
[0075]
这里，地震数据是指利用采集设备对地震波信号进行采集得到地震数据体，地震波信号在地下地层传播过程中受地层岩性、物性等因素影响会产生相应变化，它是对地下储层综合特征的一种复杂反映。地下地层岩石物理等性质的空间变化，必然导致地震反射波特征的变化，进而影响到地震属性。特别是当储层含油气时，其地震响应特征会发生相应变化，相对应的地震属性也会有所体现。地震属性技术预测油气的理论基础是：地震属性携带有地下地层信息，同时地震属性和储层的含油气性之间也必然存在某种形式的内在联系。
[0076]
在步骤120中，对所述地震数据进行傅里叶变换，得到地震数据的时频谱。
[0077]
这里，傅里叶变换表示能将满足一定条件的某个函数表示成三角函数(正弦和/或余弦函数)或者它们的积分的线性组合。傅里叶变换的计算式为：
[0078][0079]
在步骤130中，根据所述时频谱，得到所述时频谱的均值频率以及标准方差。
[0080]
这里，实际地震数据信号的离散傅氏变换谱的统计特性可以通过均值频率和标准方差描述，因此，通过时频谱，可以得到所述时频谱的均值频率以及标准方差。
[0081]
在一个可选的实施方式中，步骤130中，根据所述时频谱，得到所述时频谱的均值频率，包括：
[0082]
根据所述时频谱，利用第一预设计算式得到所述均值频率；其中，所述第一预设计算式为：
[0083][0084]
其中，ωm为均值频率，ω0为所述时频谱中给定的参考频率，u为所述时频谱中给定的分数阶值。
[0085]
值得说明的是，当u＝2时，γ(u)＝1，雷克子波的频率统计特性为：
[0086][0087]
在一个可选的实施方式中，步骤130中，根据所述时频谱，得到所述时频谱的标准方差，包括：
[0088]
根据所述时频谱，利用第二预设计算式得到所述标准方差；其中，所述第二预设计算式为：
[0089][0090]
其中，ω
σ
为标准方差，ω0为时频谱中给定的参考频率，u为时频谱中给定的分数阶值。
[0091]
值得说明的是，当u＝2时，γ(u)＝1，雷克子波的频率统计特性为：
[0092][0093]
在步骤140中，根据所述均值频率以及所述标准方差，得到地震子波实际的分数阶值。
[0094]
这里，从野外地震数据中计算得到均值频率和标准方差之后，即可根据均值频率以及标准方差，计算得到地震子波实际的分数阶值。其中，地震子波实际的分数阶值可以通过标准方差以及均值频率的比值唯一确定。
[0095]
在一个可选的实施方式中，步骤140中，根据所述均值频率以及所述标准方差，得到地震子波实际的分数阶值，包括：
[0096]
根据所述均值频率以及所述标准方差，利用第三预设计算式计算得到地震子波实际的分数阶值；其中，所述第三预设计算式为：
[0097][0098]
其中，ωm为均值频率，ω
σ
为标准方差，u1为实际的分数阶值。
[0099]
值得说明的是，第三预设计算式中伽马函数之比相关的因子可以表示为渐近级数形式：
[0100][0101]
其中，渐进级数形式的展开阶数根据实际需求展开，一般只需要展开至2至3阶。对于只有一个未知数的非线性方程：
[0102][0103]
只需要进行简单迭代即可以得到最优的u值。
[0104]
在步骤150中，根据所述均值频率、所述标准方差以及所述地震子波实际的分数阶值，得到地震子波实际的参考频率。
[0105]
这里，在计算得到地震子波实际的分数阶值后，可以根据均值频率、标准方差以及地震子波实际的分数阶值，得到地震子波实际的参考频率。
[0106]
在一个可选的实施方式中，步骤150中，根据所述均值频率、所述标准方差以及所
述地震子波实际的分数阶值，得到地震子波实际的参考频率，包括：
[0107]
根据所述均值频率、所述标准方差以及所述地震子波实际的分数阶值，利用第四预设计算式计算得到地震子波实际的参考频率；其中，所述第四预设计算式为：
[0108][0109]
其中，ω1为地震子波实际的参考频率，ωm为均值频率，ω
σ
为标准方差，u1为地震子波实际的分数阶值。
[0110]
这里，第四预设计算式表明均值频率以及标准方差同时用于计算地震子波实际的参考频率，而非只利用其中的一个参数，可以尽可能地降低计算得到的这两个参数中潜在误差对地震子波实际的参考频率的影响。
[0111]
在步骤160中，基于所述地震子波实际的分数阶值以及所述地震子波实际的参考频率，构建频率域的地震子波。
[0112]
这里，在计算得到所述地震子波实际的分数阶值以及所述地震子波实际的参考频率之后，即可构建频率域的地震子波。
[0113]
在一个可选的实施方式中，步骤160中，基于所述地震子波实际的分数阶值以及所述地震子波实际的参考频率，构建频率域的地震子波，包括：
[0114]
基于所述地震子波实际的分数阶值以及所述地震子波实际的参考频率，利用第五预设计算式计算得到频率域的地震子波；其中，所述第五预设计算式为：
[0115][0116]
其中，为频率域的地震子波，ω为角频率，ω1为地震子波实际的参考频率，u1为地震子波实际的分数阶值，i为虚数单位，τ0为对称中心的时间点。
[0117]
在本实施例中，通过从地震数据中计算出地震子波的均值频率以及标准方差，进而利用均值频率以及标准方差确定地震子波实际的分数阶值以及参考频率，从而构建地震子波。能够从野外地震数据中提取出的地震子波，能够真实反映地震子波形态，提高了地震子波的精度。
[0118]
实施例二
[0119]
在上述实施例的基础上，本发明的实施例二还可以提供一种地震子波提取方法。图2示出了本发明实施例二提出的一种地震子波提取方法的流程示意图，如图2所示，该地震子波提取方法可以包括：步骤210至步骤270。
[0120]
在步骤210中，获取地震数据。
[0121]
这里，地震数据是指利用采集设备对地震波信号进行采集得到地震数据体，地震波信号在地下地层传播过程中受地层岩性、物性等因素影响会产生相应变化，它是对地下储层综合特征的一种复杂反映。地下地层岩石物理等性质的空间变化，必然导致地震反射波特征的变化，进而影响到地震属性。特别是当储层含油气时，其地震响应特征会发生相应变化，相对应的地震属性也会有所体现。地震属性技术预测油气的理论基础是：地震属性携带有地下地层信息，同时地震属性和储层的含油气性之间也必然存在某种形式的内在联系。
[0122]
在步骤220中，对所述地震数据进行傅里叶变换，得到地震数据的时频谱。
[0123]
这里，时间域的雷克子波具有对称的波形，为了更好的展示实际观测地震信号的非雷克子波形式的波形，将对称雷克子波推广为非对称的形式，即广义子波。
[0124]
其中，子波函数可以表示成一个位函数不同导数的多项式。设位函数是高斯形式的，则有以下表达式：
[0125][0126]
其中，其中，τ为时间变量，单位是秒，τ0为对称中心的时间点，ω0为给定的参考频率，单位为rad/s。其中，ω0反比于高斯分布的方差，物理上反映地下介质的粘弹特性。则定义该位函数的分数阶导数的子波为：
[0127][0128]
其中，u为时间域偏导数的阶数，其可以为分数或者整数。雷克子波只是阶数为2的一种特殊情况。
[0129]
对表达式进行傅里叶变换，可以得到：
[0130][0131]
对于任意小数阶或整数阶的高斯函数，其频谱可以表示为g(ω)乘以一个频率因子(iω)u，得到：
[0132][0133]
其中，u是时间域导数的阶数。
[0134]
在步骤230中，根据所述时频谱，得到所述时频谱的均值频率以及标准方差。
[0135]
这里，实际地震数据信号的离散傅氏变换谱的统计特性可以通过均值频率和标准方差描述，因此，通过时频谱，可以得到所述时频谱的均值频率以及标准方差。
[0136]
在一个可选的实施方式中，步骤230中，根据所述时频谱，得到所述时频谱的均值频率，包括：
[0137]
根据所述时频谱，利用第一预设计算式得到所述均值频率；其中，所述第一预设计算式为：
[0138][0139]
其中，ωm为均值频率，ω0为所述时频谱中给定的参考频率，u为所述时频谱中给定的分数阶值。
[0140]
值得说明的是，当u＝2时，γ(u)＝1，雷克子波的频率统计特性为：
[0141][0142]
在一个可选的实施方式中，步骤230中，根据所述时频谱，得到所述时频谱的标准方差，包括：
[0143]
根据所述时频谱，利用第二预设计算式得到所述标准方差；其中，所述第二预设计算式为：
[0144][0145]
其中，ω
σ
为标准方差，ω0为时频谱中给定的参考频率，u为时频谱中给定的分数阶值。
[0146]
值得说明的是，当u＝2时，γ(u)＝1，雷克子波的频率统计特性为：
[0147][0148]
在步骤240中，根据所述均值频率以及所述标准方差，得到地震子波实际的分数阶值。
[0149]
这里，从野外地震数据中计算得到均值频率和标准方差之后，即可根据均值频率以及标准方差，计算得到地震子波实际的分数阶值。其中，地震子波实际的分数阶值可以通过标准方差以及均值频率的比值唯一确定。
[0150]
在一个可选的实施方式中，步骤240中，根据所述均值频率以及所述标准方差，得到地震子波实际的分数阶值，包括：
[0151]
根据所述均值频率以及所述标准方差，利用第三预设计算式计算得到地震子波实际的分数阶值；其中，所述第三预设计算式为：
[0152][0153]
其中，ωm为均值频率，ω
σ
为标准方差，u1为实际的分数阶值。
[0154]
值得说明的是，第三预设计算式中伽马函数之比相关的因子可以表示为渐近级数形式：
[0155][0156]
其中，渐进级数形式的展开阶数根据实际需求展开，一般只需要展开至2至3阶。对于只有一个未知数的非线性方程：
[0157][0158]
只需要进行简单迭代即可以得到最优的u值。
[0159]
在步骤250中，根据所述均值频率、所述标准方差以及所述地震子波实际的分数阶值，得到地震子波实际的参考频率。
[0160]
这里，在计算得到地震子波实际的分数阶值后，可以根据均值频率、标准方差以及地震子波实际的分数阶值，得到地震子波实际的参考频率。
[0161]
在一个可选的实施方式中，步骤250中，根据所述均值频率、所述标准方差以及所述地震子波实际的分数阶值，得到地震子波实际的参考频率，包括：
[0162]
根据所述均值频率、所述标准方差以及所述地震子波实际的分数阶值，利用第四预设计算式计算得到地震子波实际的参考频率；其中，所述第四预设计算式为：
[0163][0164]
其中，ω1为地震子波实际的参考频率，ωm为均值频率，ω
σ
为标准方差，u1为地震子波实际的分数阶值。
[0165]
这里，第四预设计算式表明均值频率以及标准方差同时用于计算地震子波实际的参考频率，而非只利用其中的一个参数，可以尽可能地降低计算得到的这两个参数中潜在误差对地震子波实际的参考频率的影响。
[0166]
在步骤260中，基于所述地震子波实际的分数阶值以及所述地震子波实际的参考频率，构建频率域的地震子波。
[0167]
在一个可选的实施方式中，步骤260中，基于所述地震子波实际的分数阶值以及所述地震子波实际的参考频率，构建频率域的地震子波，包括：
[0168]
基于所述地震子波实际的分数阶值以及所述地震子波实际的参考频率，利用第五预设计算式计算得到频率域的地震子波；其中，所述第五预设计算式为：
[0169][0170]
其中，为频率域的地震子波，ω为角频率，ω1为地震子波实际的参考频率，u1为地震子波实际的分数阶值，i为虚数单位，τ0为对称中心的时间点。
[0171]
在步骤270中，对所述频率域的地震子波频谱进行反傅里叶变换，得到时间域的地震子波。
[0172]
这里，通过对频率域的地震子波频谱进行反傅里叶变换，即可得到时间域的地震子波
[0173]
其中，当u1是整数时，反傅氏变换可以解析推导得到。但是，对于分数值的u1，其反傅氏变换需要通过数值求解的方式得到。
[0174]
在本实施例中，通过从地震数据中计算出地震子波的均值频率以及标准方差，进而利用均值频率以及标准方差确定地震子波实际的分数阶值以及参考频率，从而构建地震子波。能够从野外地震数据中提取出的地震子波，能够真实反映地震子波形态，提高了地震
子波的精度。
[0175]
图3示出了根据某工区的地震数据提取的子波，如图3所示，图3中的左图为振幅谱，右图为从振幅谱中提取到的地震子波。在图(a)中，估算地震子波所用的时窗为[0.6，1.6]s，广义子波的参数为u＝0.49，f0＝47.02hz。在图(b)中，估算地震子波所用的时窗为[1.6，2.6]s，广义子波的参数为u＝0.9616，f0＝39.34hz。在图(c)中，估算地震子波所用的时窗为[2.6，3.6]s，广义子波的参数为u＝0.68842,f0＝39.32hz。(d)估算子波用的时窗为整个时间长度[0.6,3.6]s，广义子波的参数为u＝0.72，f0＝48hz。
[0176]
可见，估算地震子波所用的时窗分别为[0.6，1.6]s，[1.6，2.6]s，[2.6，3.6]s以及整个时间长度[0.6，3.6]s。这个实例在说明基于能量谱的广义地震子波提取方法的稳定性的同时，也可以看出由于地下介质的吸收和衰减作用，实际地震子波在地下介质中传播时，子波会随时间的发生变化。
[0177]
实施例三
[0178]
在上述实施例的基础上，本发明的实施例三还可以提供一种地震子波提取方法。
[0179]
时间域的雷克子波具有对称的波形，为了更好的展示实际观测地震信号的非雷克子波形式的波形，将对称雷克子波推广为非对称的形式，即广义子波。
[0180]
雷克子波是高斯函数的二阶导数，对其一般化是通过将导数的阶数从“2”修改到小数实现的。
[0181]
为便于数学表达，基函数是同一个高斯函数，而非其他形式的函数。因此，广义子波是通过高斯函数的小数阶导数定义的。
[0182]
子波函数可以表示成一个位函数不同导数的多项式，位函数是高斯形式的，则表达式为：
[0183][0184]
其中，τ为时间变量，单位是秒，τ0为对称中心的时间点，ω0为给定的参考频率，单位为rad/s。其中，ω0反比于高斯分布的方差，物理上反映地下介质的粘弹特性。
[0185]
则定义该位函数的分数阶导数的子波为：
[0186][0187]
其中，u为时间域偏导数的阶数，其可以为分数或者整数。雷克子波只是阶数为2的一种特殊情况。
[0188]
在广义子波中，分数阶值和参考频率是两个关键参数。参考频率是定义势函数所需的参数，在中，分数阶值u是中的导数阶数。
[0189]
在实际计算中，给定一个离散的傅立叶谱，平均频率和标准方差可以用数值来评估。一旦这两个量从观测地震数据统计测量，分数值和参考频率可以唯一确定，进而推导得到子波。
[0190]
首先对表达式进行傅里叶变换，可以得到：
[0191][0192]
对于任意小数阶或整数阶的高斯函数，其频谱可以表示为g(ω)乘以一个频率因子(iω)u，得到：
[0193][0194]
其中，u是时间域导数的阶数。
[0195]
通过同时乘以因子，可以得到归一化的频谱因子，可以得到归一化的频谱
[0196]
其中，为频率域的地震子波，ω为角频率，ω1为地震子波实际的参考频率，u1为地震子波实际的分数阶值，i为虚数单位，τ0为对称中心的时间点。
[0197]
通过对做反傅里叶变换，即可以得到时间域的地震子波
[0198]
其中，当u1是整数时，反傅氏变换可以解析推导得到。但是，对于分数值的u1，其反傅氏变换需要通过数值求解的方式得到。
[0199]
因此，首先需要对地震数据进行傅里叶变换，得到地震数据的时频谱，进而从该时频谱中估算出均值频率以及标准方差，具体计算过程如下：
[0200]
根据所述时频谱，利用第一预设计算式得到所述均值频率；其中，所述第一预设计算式为：
[0201][0202]
其中，ωm为均值频率，ω0为所述时频谱中给定的参考频率，u为所述时频谱中给定的分数阶值。
[0203]
根据所述时频谱，得到所述时频谱的标准方差，包括：
[0204]
根据所述时频谱，利用第二预设计算式得到所述标准方差；其中，所述第二预设计算式为：
[0205][0206]
其中，ω
σ
为标准方差，ω0为时频谱中给定的参考频率，u为时频谱中给定的分数阶值。
[0207]
值得说明的是，当u＝2时，γ(u)＝1，雷克子波的频率统计特性为：
[0208]
[0209][0210]
在计算得到均值频率以及标准方差之后，地震子波实际的分数阶值与参考频率可以计算得到，具体过程是：
[0211]
根据所述均值频率以及所述标准方差，利用第三预设计算式计算得到地震子波实际的分数阶值；其中，所述第三预设计算式为：
[0212][0213]
其中，ωm为均值频率，ω
σ
为标准方差，u1为实际的分数阶值。
[0214]
值得说明的是，第三预设计算式中伽马函数之比相关的因子可以表示为渐近级数形式：
[0215][0216]
其中，渐进级数形式的展开阶数根据实际需求展开，一般只需要展开至2至3阶。对于只有一个未知数的非线性方程：
[0217][0218]
只需要进行简单迭代即可以得到最优的u值。
[0219]
根据所述均值频率、所述标准方差以及所述地震子波实际的分数阶值，利用第四预设计算式计算得到地震子波实际的参考频率；其中，所述第四预设计算式为：
[0220][0221]
其中，ω1为地震子波实际的参考频率，ωm为均值频率，ω
σ
为标准方差，u1为地震子波实际的分数阶值。
[0222]
这里，第四预设计算式表明均值频率以及标准方差同时用于计算地震子波实际的参考频率，而非只利用其中的一个参数，可以尽可能地降低计算得到的这两个参数中潜在误差对地震子波实际的参考频率的影响。
[0223]
在计算得到地震子波实际的分数阶值以及参考频率后，将地震子波实际的分数阶值以及参考频率代入第五预设计算式中，即可计算得到频率域的地震子波；其中，所述第五预设计算式为：
[0224][0225]
其中，为频率域的地震子波，ω为角频率，ω1为地震子波实际的参考频率，u1为地震子波实际的分数阶值，i为虚数单位，τ0为对称中心的时间点。
[0226]
进而，通过对所述频率域的地震子波频谱进行反傅里叶变换，得到时间域的地震
子波。
[0227]
由此，提取到的地震子波与地震数据高度相关，可以真实的反映地震子波形态，提高了地震子波估计的精度，为后续的地震资料反褶积、反演和储层预测打下了坚实的基础。
[0228]
实施例四
[0229]
根据本发明的实施例，还提供了一种地震子波提取系统，包括：
[0230]
获取模块，用于获取地震数据；
[0231]
时频谱获取模块，用于对所述地震数据进行傅里叶变换，得到地震数据的时频谱；
[0232]
确定模块，用于根据所述时频谱，得到所述时频谱的均值频率以及标准方差；
[0233]
分数阶值获取模块，用于根据所述均值频率以及所述标准方差，得到地震子波实际的分数阶值；
[0234]
参考频率获取模块，用于根据所述均值频率、所述标准方差以及所述地震子波实际的分数阶值，得到地震子波实际的参考频率；
[0235]
地震子波构建模块，用于基于所述地震子波实际的分数阶值以及所述地震子波实际的参考频率，构建频率域的地震子波。
[0236]
可选地，所述确定模块具体用于：
[0237]
根据所述时频谱，利用第一预设计算式得到所述均值频率；其中，所述第一预设计算式为：
[0238][0239]
其中，ωm为均值频率，ω0为所述时频谱中给定的参考频率，u为所述时频谱中给定的分数阶值。
[0240]
可选地，所述确定模块具体用于：
[0241]
根据所述时频谱，利用第二预设计算式得到所述标准方差；其中，所述第二预设计算式为：
[0242][0243]
其中，ω
σ
为标准方差，ω0为时频谱中给定的参考频率，u为时频谱中给定的分数阶值。
[0244]
可选地，所述分数阶值获取模块具体用于：
[0245]
根据所述均值频率以及所述标准方差，利用第三预设计算式计算得到地震子波实际的分数阶值；其中，所述第三预设计算式为：
[0246][0247]
其中，ωm为均值频率，ω
σ
为标准方差，u1为实际的分数阶值。
[0248]
可选地，所述参考频率获取模块具体用于：
[0249]
根据所述均值频率、所述标准方差以及所述地震子波实际的分数阶值，利用第四
预设计算式计算得到地震子波实际的参考频率；其中，所述第四预设计算式为：
[0250][0251]
其中，ω1为地震子波实际的参考频率，ωm为均值频率，ω
σ
为标准方差，u1为地震子波实际的分数阶值。
[0252]
可选地，所述地震子波构建模块具体用于：
[0253]
基于所述地震子波实际的分数阶值以及所述地震子波实际的参考频率，利用第五预设计算式计算得到频率域的地震子波；其中，所述第五预设计算式为：
[0254][0255]
其中，为频率域的地震子波，ω为角频率，ω1为地震子波实际的参考频率，u1为地震子波实际的分数阶值，i为虚数单位，τ0为对称中心的时间点。
[0256]
可选地，所述系统还包括：
[0257]
变换模块，用于对所述频率域的地震子波频谱进行反傅里叶变换，得到时间域的地震子波。
[0258]
关于上述各个功能模块实现地震子波提取的具体过程已在上述实施例中进行了详细说明，在此不再赘述。
[0259]
实施例五
[0260]
根据本发明的实施例，还提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有程序代码，所述程序代码被处理器执行时，实现如上述实施例任一项所述的地震子波提取方法。
[0261]
其中，存储介质可以是如闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，sd或dx存储器等)、随机访问存储器(ram)、静态随机访问存储器(sram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、可编程只读存储器(prom)、磁性存储器、磁盘、光盘、服务器、app应用商城等等。
[0262]
实施例六
[0263]
根据本发明的实施例，还提供了一种电子设备，所述电子设备包括存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的程序代码，所述程序代码被所述处理器执行时，实现如上述实施例任一项所述的地震子波提取方法。
[0264]
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到相关技术中，统计性方法在研究频率与相位的依赖关系、时变子波等方面比确定性方法更有优势，可以为确定性方法提供质量控制和进行子波外推。虽然这类方法的优点是不需要测井资料，但是缺点是对地下的信息掌握不足而导致求取的子波精度相对不高。本发明提供一种地震子波提取方法、系统、存储介质以及电子设备，通过从地震数据中计算出地震子波的均值频率以及标准方差，进而利用均值频率以及标准方差确定地震子波实际的分数阶值以及参考频率，从而构建地震子波。可见，本发明实施例提供的地震子波提取方法，能够从野外地震数据中提取出的地震子波，能够真实反映地震子波形态，提高了地震子波的精度。
[0265]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为
一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
[0266]
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
[0267]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0268]
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0269]
虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。