基于Marchenko理论压制自由表面多次波方法研究

常规虚源点Marchenko自聚焦多次波预测方法只适用于预测不含自由表面的多次波模型,局限于压制层间多次波,该方法在构建上下行格林函数场前,必须从反射响应中去除所有与表面相关的多次波.本文对构建上下行Marchenko格林函数方程进行改进,得到了包含一次波、层间多次波和自由表面多次波的格林函数,利用改进的Marchenko自聚焦预测方法预测自由表面多次波.本文利用水平层状模型数据及SMARRT模型数据证明,改进后的Marchenko法预测海底相关的自由表面多次波效果较为理想,该方法避免了常规SRME自由表面多次波预测方法需要近道重构的缺陷,能够有效提高地震资料的信噪比和分辨率.     

深水陡坡带绕射多次波压制方法研究

在深水陡坡带和复杂海底构造区域,即使采用长电缆,由绕射产生的自由表面相关多次波因为传播方向的异变,仍然难以避免在自由表面发生下行反射的反射点位置位于电缆长度范围之外,造成预测多次波的近偏移距信息不足或者负偏移距信息缺失等问题,以致不能准确地预测和压制陡坡带的绕射多次波.本文在常规反馈迭代自由表面多次波压制方法的基础上做出相应改进,将邻炮的炮记录依照炮点、检波点互换原理引入到反馈迭代循环当中,补充绕射多次波预测所需要的近偏移距和负偏移距信息.经过Sigsbee2b模型和实际资料测试,达到较好压制深水陡坡带的自由表面相关绕射多次波的目地.     

陆架浅水区自由表面多次波压制方法

陆架浅水区是我国海洋油气勘探的主战场.对于陆架浅水区地震资料,自由表面多次波为主要的多次波类型.浅水区自由表面多次波能量强、周期短、阶次高,近偏移距处直达波和海底反射难以区分的特点使得基于反馈迭代的自由表面多次波压制方法或是基于多次波周期性的预测反褶积方法应用效果不佳.本文将自由表面多次波分为水层(海面和海底间)多次波和非水层多次波.对于水层多次波,使用确定性水层多次波压制方法,该方法能够适应浅水区较差的近偏移距插值结果.阐述了方法原理及实现过程.在水层多次波压制后切除海底,使用传统的反馈迭代多次波压制方法来压制非水层自由表面多次波.来自东海陆架盆地的实际数据处理结果表明这一处理思路能较好地压制自由表面多次波,有助于提升陆架浅水区地震资料的成像质量.     

基于稀疏反演的OBS数据多次波压制方法

自由表面多次波压制是海底地震仪（Ocean Bottom Seismometer,OBS）数据处理和成像中的难点,OBS数据多次波能量强,周期长,严重影响深层一次反射波的处理和成像.不同于常规拖缆观测系统,OBS数据站点一般相隔较远,仅仅利用检波点稀疏的波场信息难以压制OBS数据中的自由表面多次波.本文采用拖缆数据与OBS数据联合,利用稀疏反演估计（Estimation of Primaries and Multiples by Sparse Inversion,EPSI）方法,研究了OBS数据自由表面多次波压制理论,分析了OBS多次波产生的机理,详细推导了拖缆数据与OBS数据联合预测OBS多次波的EPSI方法基本原理.通过利用拖缆数据的信息,实现了OBS检波点稀疏数据多次波的压制问题.EPSI方法通过稀疏反演直接估计一次反射波,避免了SRME（Surface Related Multiple Elimination）方法中自适应相减对有效信号的损害,保真了一次反射有效信号,理论模拟OBS数据验证了方法的有效性.     

多次波压制技术在南海北部陆缘深水区的应用

南海北部洋陆过渡带水深变化剧烈,海底地形崎岖,构造复杂多变,地震勘探中多次波十分发育,常规处理难以取得很好的成像效果.由于方法的局限性,任何一种多次波压制方法都很难彻底地压制全部多次波.本文通过对国家基金委共享航次在南海北部陆缘采集的二维反射地震资料的分析,总结了不同多次波压制技术的优缺点和适用范围,结合滤波类方法和波动理论类方法,综合应用了表面相关多次波衰减法(SRME,Surface Related Multiple Elimination)、τ-p域预测反褶积、高分辨率抛物线Radon变换以及叠后压制残余多次波等方法去除多次波,有效突出了一次反射波,证明了方法的有效性和实用性,同时也形成了针对南海深水资料多次波压制的一种有效的处理流程和方法组合.     

宽频高分辨率处理与多次波衰减新方法在南海珠江口盆地X工区的应用

南海珠江口盆地是我国重要的油气资源产区,该产区的浅海区域内多次波发育严重。文中以信号预处理得到的高信噪比数据为基础,测试了一套宽频提高分辨率及多次波衰减的处理思路。在宽频高分辨率处理方面,通过应用自适应鬼波压制技术结合成像域保幅性BWXT拓频技术得到高分辨率数据体。针对浅海自由表面多次波,在数据域采用确定性水层多次波预测技术与广义表层多次波预测技术进行联合压制,结果显示该两种方法的组合使用能有效压制该区域内的水面相关多次波。通过对各技术方法处理前后的道集、频谱、叠前时间偏移剖面的质控分析可以发现,该处理流程在珠江口盆地X工区的地震资料处理中有很好的应用效果,多次波得到有效衰减。最终生成的宽频高分辨率地震数据为后期高精度储层预测及地质研究工作奠定了坚实的基础。且文中提出的处理思路对浅海海洋资料高分辨率处理具有很强的适用性,可推广应用于类似海洋环境的数据处理中。     

基于匹配滤波的多次波压制方法研究

常规滤波方法对浅海多次波压制不能取得理想效果.通过改变模型表面边界条件，求解波动方程实现多情景地震数值模拟.利用自由边界条件模拟时获得含海平面强反射多次波地震记录，而利用吸收边界条件时得到理想条件下无多次波地震记录.对比分析多次波对有效地震信号的影响得到海平面强反射多次波改变了有效地震信号的振幅、频率和相位.利用归一化方法计算得到压制多次波滤波器算子，并作用于含海平面强反射多次波地震记录.叠加地震剖面对比分析表明，归一化滤波器算子较好的压制了地震记录中的多次波，提高地震资料分辨率.最后，根据多次波产生条件，给出了利用实际区域简化地质模型的地震数值模拟结果计算归一化滤波器算子的方法，从而利用该方法压制实际地震数据中多次波.     

基于均衡伪多道匹配滤波的海底电缆多次波压制方法研究（英文）

由于自由表面、海底等强反射界面的影响,海底电缆采集资料中鸣震等干扰往往非常严重且与有效波耦合在一起,降低了资料品质。海底电缆双检合成技术利用速度检波器和压电检波器对于下行波场的不同极性响应可以有效压制检波点端多次波,突出有效反射,提高地震资料的分辨率。本文在深入研究双检合成理论及匹配滤波技术的基础上,提出了基于均衡伪多道自适应匹配滤波方法的双检匹配合成方法压制检波点端多次波,不依赖于传统的求取反射系数的匹配合成方法,完全数据驱动,并在合成记录和实际资料的处理过程中均取得了良好的效果,证明了方法的有效性。     

基于稀疏反演三维表面多次波压制方法

三维表面多次波压制是海洋地震资料预处理中的重要研究课题,基于波动理论的三维表面多次波压制方法(3DSRME)是数据驱动的方法,理论上来说,可有效压制复杂构造地震数据表面多次波.但该方法因对原始地震数据采集要求高而很难在实际资料处理中广泛应用.本文基于贡献道集的概念,将稀疏反演方法引入到表面多次波压制中,应用稀疏反演代替横测线积分求和,无需对横测线进行大规模重建,进而完成三维表面多次波预测,这样可有效解决实际三维地震数据横测线方向稀疏的问题.基于纵测线多次波积分道集为抛物线的假设,为保证预测后三维表面多次波和全三维数据预测的多次波在运动学和动力学特征上基本一致,文中对预测数据实施基于稳相原理的相位校正.理论模型和实际数据的测试结果表明,本文基于稀疏反演三维表面多次波压制方法可在横测线稀疏的情况下,有效压制三维复杂介质地震资料中的表面多次波,从而更好地提高海洋地震资料的信噪比,为高分辨率地震成像提供可靠的预处理数据保障.     

反馈迭代法压制表面多次波效果分析

地震数据处理通常假定反射数据仅由一次波组成,地震勘探资料中的表面多次波通常被视为相干噪音予以压制.基于波动方程预测的反馈迭代法为数据驱动的方法,可有效压制复杂地下介质的表面多次波,通常可由级数展开法和迭代法两种方法实现.文中分别从理论阐述以及应用效果分析方面对基于波动方程预测的反馈迭代法的两种实现途径进行研究,并采用GPU/CPU协同并行加速计算预测表面多次波,改善以往CPU计算效率低的状况.文中对含表面多次波的炮数据和复杂的SMAART模型进行了计算,并将利用级数展开法与迭代法压制表面多次波的效果进行对比分析,结果表明,迭代形式反馈迭代法压制表面多次波的方法效果更佳.由于实现迭代法和级数展开法需要完成的自适应匹配相减的次数不同,迭代法的计算成本略高于级数展开法.     

预测多次波的逆散射级数方法与SRME方法及比较

逆散射级数方法和SRME方法是典型的两类基于波动方程的无需地下结构信息的自由表面多次波预测方法,本文详细讨论了这两类方法的基本思想、方法原理和实现思路,并对2维逆散射级数方法进行了降维简化,推导给出了1.5维逆散射级数衰减自由表面多次波的方法,减少了计算量,并降低了对3维规则观测系统的要求.利用经典SMAART模型数据测试比较了2维逆散射级数方法、1.5维逆散射级数方法及2维SRME方法预测自由表面多次波的效果及优缺点,比较了三者在方法实现、并行计算效率及对数据要求上的异同,并结合分析比较结果,给出了实际应用中方法选择的建议.     

SLOPE DATA WATER-BOTTOM MULTIPLE ATTENUATION1

Methods for predicting and attenuating water-bottom multiples by wavefield extrapolation have been discussed by several investigators. Because these prediction methods operate on shot records, boundary conditions must be specified for every shot record. The approach presented operates in the common-offset plane; a model of expected water-bottom multiples is generated from the observed surface wavefield using a finite-difference wave-equation migration algorithm with an offset term. An accurate water-depth profile is required, but there is no restriction on the shape of the water bottom other than a dip limit of approximately 18–20°. In generating a multiple model, the water-bottom primary and each water-bottom multiple reflection of the observed surface wavefield are extrapolated to a higher order. Thus, the extrapolated water-bottom primary of the model is lined up with a water-bottom multiple in the data and each multiple in the model is lined up with a higher-order (or later) multiple in the data. Prestack multiple attenuation is achieved, for one offset at a time, by first adapting the model of expected multiples to the observed data and then subtracting the predicted multiple energy. An error-constrained adaptation algorithm is proposed in order to control instabilities. No assumptions are made about primary reflections and no subwater-bottom velocities are required. Computational efficiency of modelling and adaptation can be improved by applying this method only to near and intermediate offsets as the stacking process usually provides sufficient multiple attenuation at far offsets. A field data example demonstrates the potential of the proposed method for improving the primary-to-multiple ratio in prestack and post-stack data.     

A multichannel approach to long-period multiple prediction and attenuation

A method is presented for the prediction and attenuation of long-period water-layer multiples based on an adaptive multichannel lattice algorithm. The multichannel approach can be viewed as a generalization of two-dimensional linear prediction. The multichannel linear least-squares prediction problem is reviewed briefly and the performance and limitations of the algorithm are demonstrated on two different marine data sets with different properties of the simple and peg-leg multiple system. The algorithm works well even on problematic data sets and is very easy to apply.     

Model‐based attenuation for scattered dispersive waves

Coherent noise in land seismic data primarily consists in source‐generated surface‐wave modes. The component that is traditionally considered most relevant is the so‐called ground roll, consisting in surface‐wave modes propagating directly from sources to receivers. In many geological situations, near?surface heterogeneities and discontinuities, as well as topography irregularities, diffract the surface waves and generate secondary events, which can heavily contaminate records. The diffracted and converted surface waves are often called scattered noise and can be a severe problem particularly in areas with shallow or outcropping hard lithological formations. Conventional noise attenuation techniques are not effective with scattering: they can usually address the tails but not the apices of the scattered events. Large source and receiver arrays can attenuate scattering but only in exchange for a compromise to signal fidelity and resolution. We present a model?based technique for the scattering attenuation, based on the estimation of surface‐wave properties and on the prediction of surface waves with a complex path involving diffractions. The properties are estimated first, to produce surface?consistent volumes of the propagation properties. Then, for all gathers to filter, we integrate the contributions of all possible diffractors, building a scattering model. The estimated scattered wavefield is then subtracted from the data. The method can work in different domains and copes with aliased surface waves. The benefits of the method are demonstrated with synthetic and real data.     

基于波动方程表面多次波预测与 自适应相减方法研究

多次波预测与自适应相减是基于波动方程表面多次波压制的两个重要环节.文中利用具有并行计算优势的GPU加速表面多次波预测,使得预测效率大为提高.在自适应相减算法中,文中将预测的多次波道、预测多次波道的Hilbert变换道、预测多次波道的高频重建道、以及它们的平移道用作自适应相减中的多次波模型道.Hilbert变换道用以补偿预测多次波的相位信息,高频重建道用以改善预测多次波的高频信息,补偿频带能量差异.文中在预测和相减过程中均采用迭代算法,迭代预测,可较好地获得多次波的运动学特性,迭代相减,可较好地获得多次波的动力学特性,迭代预测与相减使预测的多次波与地震数据中实际的多次波更好地匹配.将该方法应用于理论模拟的SMAART模型和实际海洋数据中,测试结果表明,该方法预测多次波效率较高,在保持有效波振幅条件下可有效地压制地震数据中的表面多次波.     

A stepwise-cluster forecasting approach for monthly streamflows based on climate teleconnections

In this study, a stepwise cluster forecasting (SCF) framework is proposed for monthly streamflow prediction in Xiangxi River, China. The developed SCF method can capture discrete and nonlinear relationships between explanatory and response variables. Cluster trees are generated through the SCF method to reflect complex relationships between independent (i.e. explanatory) and dependent (i.e. response) variables in the hydrologic system without determining specific linear/nonlinear functions. The developed SCF method is applied for monthly streamflow prediction in Xiangxi River based on the local meteorological records as well as some climate index. Comparison among SCF, multiple linear regression, generalized regression neural network, and least square support vector machine methods would be conducted. The results indicate that the SCF method would produce good predictions in both training and testing periods. Besides, the inherent probabilistic characteristics of the SCF predictions are further analyzed. The results obtained by SCF can presented as intervals, formulated by the minimum and maximum predictions as well as the 5 and 95 % percentile values of the predictions, which can reflect the variations in streamflow forecasts. Therefore, the developed SCF method can be applied for monthly streamflow prediction in various watersheds with complicated hydrologic processes.     

高斯线调频连续小波变换的时频能量衰减因子方法及其应用

本文基于高斯线调频连续小波变换，提出了能够反映震源区或近场区小地震波形在震源深度、震源尺度、震源破裂机制、地震波传播途径、地震波衰减等方面的差异特征信息的特征指标，即小波变换的时频能量衰减因子方法。为了验证该方法的有效性，选取了震源破裂机制有明显差异特性的天然地震、爆破或塌方资料以及非强地震孕震区同一地点发生的多次小震资料。研究结果表明，天然地震与爆破或塌方记录的连续小波变换时频能量衰减因子有明显区别；正常地震活动背景下地震记录的连续小波变换时频能量衰减因子变化比较稳定；利用该方法，通过对某一地区的连续观测，可望为强震预测提供有效判据。     

基于波动方程的多次波压制方法应用研究

本文回顾了多次波衰减方法的研究现状和进展,分析并指出了各种多次波衰减方法的优缺点.多次波衰减方法大致可以分为两类：基于信号分析的滤波类方法和基于波动方程的预测减去法.本文重点介绍了基于波动方程的多次波衰减方法,对比分析了波场延拓法、反馈迭代法和逆散射级数法三种基于波动方程多次波衰减方法的特点,并以模型和实例证明了反馈迭代法多次波衰减的效果.     

2007年宁洱MS6.4地震的地面运动预测

根据普洱、 西双版纳地区6个地震观测台站在2008——2009年获取的5级以上的地震资料, 利用接收函数和面波衰减系数, 反演得到了研究区域的S波速度结构和Qβ结构. 基于该结构模型, 采用随机振动理论方法, 预测了2007年宁洱MS6.4地震发生后, 在震中距为10——300 km范围内引起的地面运动, 并借助获取的强震观测记录检验、 评价了该预测结果. 同时, 将地面运动预测结果与利用回归衰减公式计算得到的结果进行对比, 进而讨论该地震动预测方法在地面运动预测中的可行性． 结果表明, 该预测结果与实测结果吻合．