时频重排方法在川西坳陷须家河组地震含气性检测中的应用

针对川西坳陷上三叠统须家河组储层埋深大、密度高导致地震反射信号有效频带窄、高频衰减快、主频很低的现象,研究采用重排平滑伪Wigner-Ville分布(RSPWVD)对地震信号进行频谱分析.首先采用时域和频域核函数平滑的方法,以抑制信号经Wigner-Ville分布函数频谱分析后产生的交叉项,再将能量的平均值按照区域能量的重心分配,重新安排信号在时频平面内的能量分布.对川西坳陷须家河组工区三维地震反射数据过井剖面进行RSPWVD时频分析,并与常规时频分析方法进行对比的结果表明,RSPWVD适用于地震信号的时频分析,并有利于突出时频的局部化特征和储层的微观结构,时频分辨率得到了提高.     

常用时频分析方法的瞬时Teager主能量储层检测对比研究

地震谱分解技术能够从地震数据中提取丰富的地质信息,当层位中含有储层时,能量衰减就会出现“高频衰减,低频共振”的异常现象,瞬时Teager主能量这一地震属性能增强这种能量衰减异常现象,更有效地突出油气区域。首先利用测试信号对比分析了短时傅里叶变换、小波变换、S变换、Wigner-Ville变换、平滑伪Wigner-Ville变换的时频聚集性;然后利用短时傅里叶变换、小波变换、S变换、Wigner-Ville变换、平滑伪Wigner-Ville变换获得实际数据的时频表示,再利用时频表示计算地震数据的单频瞬时Teager能量和瞬时Teager主能量,并比较了不同时频分析方法的瞬时Teager主能量在储层预测方面的性能。研究结果表明基于平滑伪Wigner-Ville变换的瞬时Teager主能量储层预测效果最好,可以有效地区分储层和岩石层。     

修正S变换与常规时频分析方法的对比

地震信号往往是非线性、非平稳信号,基于平稳信号理论的常规傅里叶变换方法不能刻画任一时刻的频率成分,而时频分析技术能同时展示信号在时间域和频率域的局部化特征。修正S变换作为一种较新的时频分析方法,是针对S变换窗函数相对固定、时频分辨率不能调节的问题提出的。通过对修正S变换与常规时频分析方法如短时傅里叶变换(STFT)、小波变换(WT)和S变换的对比,分析了修正S变换在时频分析方法中的作用。根据合成信号以及实测地震记录的时频分析可知:修正S变换较常规的时频分析方法具有更好的时频分辨率和能量聚集性,更有利于对非平稳信号的处理。     

地震信号广义时频分析及其数值实现

基于分数阶Fourier变换的信号时频分析称为广义时频分析,将其引入地震信号处理中,是对现有基于传统变换时频分析方法的广义化拓展。这里着重数值实现,探索基于分数阶Fourier变换的时频分析,并应用了其在物探技术中新思路和比较的优势。在分数阶Fourier变换基本定义的基础上,数值实现离散分数阶Fourier变换;研究三类广义时频分析方法及其数值实现;针对地震信号,以伪Wigner分布为例,展示广义时频分析效果。经研究表明:实现的数值算法正确有效;地震信号新的广义时频分布能量更加集中,时频分析的聚焦度和信息特征更加清晰。由此可见,广义时频分析为地震信息特征分析、预测和提取提供新的视角和工具,值得进一步研究和推广。     

基于重排Gabor 变换的高分辨率谱分解

地震信号是随机信号,频率成分随着时间变化而变化。Gabor 变换是加窗傅里叶变换的一种,被广泛用于信号的时频分析,但分辨率有限。本文引入一种基于能量重排的Gabor 变换,在时频平面上对能量关于其重心进行重排,提高了时频分析的分辨率。通过理论算例和实际数据证明,重排后的 Gabor 变换谱分解在烃类检测中有更好的时频分辨率,分层更准确,更精细地指示了烃类的存在。     

非平稳地震信号匹配追踪时频分析

根据三步法匹配追踪原理实现了基于雷克子波的地震信号自适应分解,在此基础上,讨论了利用匹配子波进行地震信号时频表征的方法。由于常规匹配追踪时频是以Wigner-Ville分布为基础,得到的时频信息有限,因此给出了一种基于可调窗口的短时傅氏变换时频表示方法,进而又利用各匹配子波的复谱,引入一种新的时频表示方法,不仅与Wigner-Ville方法具有同等的分辨率和能量聚集特性,而且保留了原信号的最基本时频特征,不存在交叉项和窗口截断效应。通过与短时傅氏变换和S变换时频特征的对比发现,匹配追踪时频表征和瞬时谱参数具有更高的分辨率。实际数据的应用也表明,匹配追踪分解非常适用于非平稳特征的地震信号的时频分析。     

探地雷达信号消噪中的时频谱分解重排算法

为了改善现有的时频域算法对于探地雷达信号消噪效果不佳的现状,本文利用时频谱分解重排算法实现了探地雷达信号的优化消噪处理。由于采用窗口函数对信号进行划分,传统的时频变换方法得到的结果是模糊化的信号时频分布,这使得在时频消噪过程中,如果阈值取不好,信号的有用成份极容易受到损伤。而采用时频谱分解重排算法可以对信号的时频变换结果进行重排,使得信号能量更加集中在真实频率点附近,从而获得更高的分辨率,而且可以显著降低消噪过程中对有用信息损伤的几率。仿真数据和实际资料对比结果表明,时频重排谱分解算法比传统消噪方法具有更好的消噪效果。     

时频峰值滤波信号增强方法在实际地震资料处理中的应用

在不损失有效信号能量的基础上从低信噪比地震资料中恢复出有效信息是地震资料处理的关键问题之一。针对这一问题利用基于伪Wigner-Ville分布的时频峰值滤波技术处理共炮点地震记录。基于伪Wigner-Ville分布的时频峰值滤波技术可以保证得到复杂地震记录的无偏估计,增强地震资料中的有效信息,去除随机噪声,有效地恢复同相轴。采用实际共炮点地震资料,比较时频峰值滤波前后的地震记录可以看出：地震资料中的有效信息明显增强,同相轴连续性得到改善。     

时频分析的重排方法及其在声波测井信号处理中的应用

阵列声波测井波形是具有时变特性(或称非稳态性质)的典型信号,对于这类信号。不仅需要从总体上了解它的频率成分,而且还需要了解每一时刻信号中所包含的频率成分。介绍了非平稳信号时频联合分析中的重排方法。该方法的关键之处在于将代表信号局部能量分布的非线性卷积的值由卷积核的几何中心重排到其质量中心,从而提高时频表示的可读性。给出了几个例子来说明重排方法的应用效果。最后介绍了重排方法在阵列声波测井信号处理中的应用。     

基于聚类经验模态分解的地球天然脉冲电磁场时频与能量谱分析:以芦山M_S7.0地震为例

针对地球天然脉冲电磁场信号的非平稳、非线性特点,本文采用基于聚类经验模态分解(EEMD)提取信号时频特性的方法,有效获得了芦山MS7.0地震前地球天然脉冲电磁场信号的时频分布特性、瞬时能量谱、能量集中分布的频段、最大振幅对应的时频分布等特性。对比经验模态分解(EMD)的希尔伯特-黄变换(HHT)方法,EEMD有效抑制了以往EMD分解过程中所出现的模态混叠问题。文章还将EEMD和傅里叶变换、小波变换进行了对比研究。结果表明,对于非平稳的地球天然脉冲电磁场数据,采用EEMD分解的HHT方法更能反映出原始数据的多种固有特性,便于进一步了解地震前地球天然脉冲电磁场的特点。     

Seismic random noise attenuation by time-frequency peak filtering based on joint time-frequency distribution

Time-Frequency Peak Filtering (TFPF) is an effective method to eliminate pervasive random noise when seismic signals are analyzed. In conventional TFPF, the pseudo Wigner–Ville distribution (PWVD) is used for estimating instantaneous frequency (IF), but is sensitive to noise interferences that mask the borderline between signal and noise and detract the energy concentration on the IF curve. This leads to the deviation of the peaks of the pseudo Wigner–Ville distribution from the instantaneous frequency, which is the cause of undesirable lateral oscillations as well as of amplitude attenuation of the highly varying seismic signal, and ultimately of the biased seismic signal. With the purpose to overcome greatly these drawbacks and increase the signal-to-noise ratio, we propose in this paper a TFPF refinement that is based upon the joint time-frequency distribution (JTFD). The joint time-frequency distribution is obtained by the combination of the PWVD and smooth PWVD (SPWVD). First we use SPWVD to generate a broad time-frequency area of the signal. Then this area is filtered with a step function to remove some divergent time-frequency points. Finally, the joint time-frequency distribution JTFD is obtained from PWVD weighted by this filtered distribution. The objective pursued with all these operations is to reduce the effects of the interferences and enhance the energy concentration around the IF of the signal in the time-frequency domain. Experiments with synthetic and real seismic data demonstrate that TFPF based on the joint time-frequency distribution can effectively suppress strong random noise and preserve events of interest.     

改善地震勘探记录的4项技术

为改善地震勘探记录、提高信噪比,近年来提出了基于混沌理论的混沌振子滤波技术（CVM）、基于多道最小平方原理和CVM的时空域双曲滤波技术（HTDF）、基于时频分析和Wigner-Ville分布的时频峰值滤波技术（TFPF）以及基于独立分量分析（ICA）的多次波消减技术。用CVM技术可以在强随机噪声背景中确定同相轴的时空位置;HTDF是CVM的后续处理,使湮没在噪声中的同相轴显现出来。大量仿真实验和实际资料处理表明,TFPF技术可应用于消减地震记录中的随机噪声。基于ICA的多次波消减技术可确定输出信号的振幅和次序。上述4项技术若应用于实际资料,尚需要分别解决诸如计算时间、辅助性处理、因子振幅谱补频、变时窗技术、处理流程的系统工程等问题。     

小波包变换在面波分离中的应用

作为一种时频分解方法，小波包变换有着广泛的用途，它不仅优于小波变换，而且与传统Fourier变换相比，它能刻画出具有相同频率的有效波与面波在时间一空间域的分布，然后可以从中分离面波，再进行重构，即可得到分离面波后的结果，该方法在成功分离面波的同时，可使有效波的能量（尤其是其低频能量）损失减小，有效地保持信号的频宽不变，提高记录的信噪比。实际资料的处理结果表明，此方法在分离面波方面具有良好的效果。     

复小波频谱分析方法及在储层预测中的应用

针对短时窗傅立叶变换频谱分析方法存在窗函数选取不确定、分辨率固定、频谱分析精度较低等问题,采用了复小波分析方法对地震信号进行时频分析,选择复Morlet小波作为分析小波,对地震信号进行复小波变换,并将尺度域转换到频率域,获得了不同频率的时频特征水平切片;用理论模型说明了复小波频谱分析精度明显高于傅立叶变换的频谱分析.对新疆某油田实际资料的处理结果表明,复小波频谱分析能细致地反映储层的分布、位置及形态,其效果优于短时窗傅立叶变换方法.     

基于同步挤压改进短时傅立叶变换的分频蚂蚁追踪在断裂识别中的应用

在地球物理领域,时频分析方法在资料处理过程中占据着愈发重要的位置;运用分频属性检测断层、裂缝等应用广泛;因此,寻求更高精度的时频分析方法一直是地震信号处理领域所追求的目标。改进短时傅立叶变换方法由于窗函数的限制导致时频分析结果准确度不理想,为了更大限度地提升时频分辨率,对改进短时傅立叶变换后的时频谱进行挤压,发展了同步挤压改进短时傅立叶变换;根据合成信号结果可知,同步挤压改进短时傅立叶变换其时频汇聚程度更加明显,在刻画信号的时频特征上更有优势。理论表明,地震数据高频成分可以对微小的次生裂缝进行精确的雕刻,而蚂蚁追踪技术是检测裂缝、断层信息的有效手段。因此,本文基于高分辨的时频分析方法,并结合蚂蚁追踪技术对三维数据体进行裂缝预测,结果表明:该方法可以更好地勾勒出微小裂缝以及伴生褶皱,识别精度与传统蚂蚁追踪算法相比有了明显的提高,同时也证实了该方法在实际应用中可行且有效。     

刚性桩复合地基桩体抗震性能分析

建立三维有限模型,分别采用振型分解反应谱法和时程分析法研究刚性桩复合地基的抗震性能,并根据相似理论,建立刚性桩复合地基群桩模型,采用模型拟动力试验,对其进行了地震作用下桩体响应规律试验研究,并对其在不同方法下的结果进行了对比分析,结果表明：无论是弯矩值还是剪力值,都是角桩最大,其次是边桩,再次是中心桩;不同分析方法所得的位移值相差不大,位移分布比较均匀;而且通过观察试验现象、分析试验和理论数据可见刚性桩复合地基具有良好的抗震性能;模型动力试验方法用于研究刚性桩复合地基的抗震性能是可行的,并且可推广应用到类似性的其他复合地基的抗震性能试验研究。     

地质模型约束下的地震储层预测技术及其在梨树断陷中的应用

在钻测井约束下,结合梨树断陷有关探井资料和区域性沉积相研究,综合运用调谐频率加强法高分辨率处理技术和基于地震资料的时频分析技术、地震相技术、多属性分析技术及基于层序框架下的地震资料解释技术等,采取拟声波曲线重构地震反演技术和基于调谐频率加强法的高分辨率反演方法等,研究目的层岩性、物性和含油气性。同时,结合基于地震属性分析的人工智能技术的储层物性预测方法,预测砂体的空间分布和几何形态,落实隐蔽圈闭,完成了滚动勘探和开发2个阶段不同井区有利砂体分布规律评价及预测工作。     

地震属性的拟测井反演及在煤层解释中的应用

描述了地震属性的拟测井反演方法,即从地震属性中反演能够反映煤层特征的拟测井曲线。该方法将钻孔处的测井曲线和地震属性作为样本数据,经过神经网络训练后形成网络模型,以此模型反演非钻孔处的地震属性,得到三维测井曲线数据体。该数据体纵向分辨率高,横向分布精确可靠,经过解释,提供高准确度的煤层空间分布情况。      

广义S变换去除面波技术及应用

在叠前地震资料中的面波,是影响地震资料信噪比和分辨率的主要因素.传统的压制面波的方法,都不可避免地存在一些缺陷.广义S变换可以将单道地震记录从时间域变换到时频域,使面波和有效波在时频域上明显分开,在时频域上切除面波后再反变换回时间域,即可达到去除面波的目的.这里通过广义S变换的方法去除叠前资料中的面波,对理论模型和实际...