تحليل زمان - فركانس داده هاي لرزه اي با روش تبديل S بازچيني شده براي آشكارسازي سايه هاي كم - فركانس

Time-frequency analysis of seismic data by reassigned S-transform to detect low frequency shadows

دستيابي به نمايش زمان-فركانس سيگنال با تفكيك پذيري زماني و فركانسي قابل قبول، براي اهداف خاص در مطالعات كاربردي مختلف، همواره يكي از چالش هاي محققين در زمينه پردازش سيگنال بوده است. در تحليل داده هاي لرزه اي نيز استفاده از يك نمايش زمان-فركانس با تفكيك پذيري بالا، دقت بالاتر در پردازش و تفسير داده هاي لرزه اي با استفاده از تحليل زمان-فركانس را نتيجه خواهد داد. در اكثر روش هاي تحليل زمان-فركانس، يك فرايند هموارسازي در توليد نمايش زمان-فركانس سيگنال انجام مي شود كه باعث پخش شدن انرژي در صفحه زمان-فركانس و كاهش توان تفكيك پذيري مي گردد. يكي از فنون كارآمد براي جبران اين رخداد و افزايش تفكيك پذيري، بازچيني مي باشد. اين فن قادر است از طريق انتقال و تمركز انرژي پخش شده در صفحه زمان-فركانس به موقعيت واقعي آن، تفكيك پذيري زماني و فركانسي بسيار بالايي ارائه دهد. بازچيني بر روي روش هاي مختلف تحليل زمان-فركانس پياده سازي شده و عملكرد آن در تحقيقات مختلف نشان داده شده است. در اين مقاله تبديل S بازچيني شده كه يكي از رهيافت هاي جديد براي ارتقاي تفكيك پذيري زماني و فركانسي در نمايش زمان-فركانس حاصل از تبديل S است، براي استخراج برخي نشانگرهاي لرزه اي به كار گرفته خواهد شد. در اين مقاله عملكرد اين روش در ارائه تفكيك-پذيري قابل قبول با آزمايش بر روي سيگنال هاي مصنوعي ناپاياي غير لرزه اي و لرزه اي نشان داده مي شود. بعنوان يك كاربرد لرزه اي، تبديل S بازچيني شده در تهيه نشانگرهاي تك-فركانس، دامنه لحظه اي، فركانس لحظه اي غالب و فاكتور شيريني از تحليل زمان-فركانس داده ي لرزه اي مربوط به يك ميدان هيدروكربني براي مطالعه ناهنجاري هاي سايه كم-فركانس به كار گرفته مي شود. نتايج نشان مي دهد كه اين روش قادر است تمركز انرژي بسيار بالاتري نسبت به تبديل S استاندارد ارائه دهد و رويدادها و ناهنجاري ها با تفكيك پذيري بهتري در مقاطع نشانگرها نمايش داده شده و با دقت بيشتري تفسير شوند.

Assessing a time-frequency representation of signal with an acceptable timefrequency resolution, and for specific purposes in different applied studies, has always been a challenge for signal processing researchers. In case of seismic data, using a time-frequency representation with high resolution will yield a higher precision in processing and interpretational applications of timefrequency analysis of data. In the most of time-frequency analysis methods, a form of smoothing is used for generating time-frequency map, which it causes energy dissipation in time-frequency plane and decreasing the resolution. Reassignment is an efficient technique for compensating this issue and increasing the resolution. It can provide a high time-frequency resolution through moving and concentrating the energy distribution in the time-frequency plane to true location. Reassignment has been applied to various time-frequency analysis methods and its performance has been presented in different researches. In this paper, the reassigned Stransform as a new development on S-transform to provide higher time and frequency resolution is utilized to extract some seismic attributes. The performance of the method in providing an acceptable time-frequency resolution is shown by testing on synthetic non-stationary chirp and seismic signals. As a seismic application, the reassigned S-transform is utilized in studying low frequency shadows through time-frequency analysis of seismic data set acquired on a hydrocarbon reservoir. For this purpose, some time-frequency attributes including single-frequency, instantaneous amplitude, instantaneous dominant frequency and sweetness factor are extracted by this method. The results show that the reassigned S-transform can provide much higher energy concentration rather than standard S-transform, and the events and anomalies can be interpreted with more precision due to their better time and space resolution in attribute sections.