利用τ-p变换技术实现多波波场分离

通过研究多波地震资料空间三个分量的波场特征及在τ-p域的特性,采用τ-p变换技术,编制了波场分离程序;选取适当的空间和时间τ-p参数,对模型和实际多波地震资料进行波场分离,取得了满意的效果。      

去假频高分辨率τ-p变换法波场分离

τ-p变换是消除相干噪声、波场分离的重要方法之一,但常规τ-p变换存在算子假频和端点效应,分辨率太低,无法直接使用。本文提出一种新的非迭代高分辨率τ-p变换方法,可同时压制假频和端点效应,提高了变换域的分辨率。通过理论模型记录与实际资料的试验表明了该方法的有效性。     

面向海上地震资料的τ-p域保幅处理方法

AVO分析和反演需要地震资料处理时最大限度地保持振幅相对关系,然而常规处理中球面扩散补偿、拉伸畸变和多次波均会影响振幅相对关系,海上地震资料尤为严重。提出一套面向海上地震资料的τ-p域保幅处理方法。该方法通过τ-p域无需球面扩散补偿且多次波周期性增强的特点,减少球面扩散补偿与多次波对振幅相对关系的破坏,通过τ-p域拉伸因子非时空变换的特点减少动校拉伸产生的频率和能量畸变。最后通过挪威海上实际资料的处理验证了方法的合理性与可行性。     

基于抛物线方程的坐标拉伸τ-p变换的P-P、P-SV波分离

分离P-P波和P-SV波最常用的是τ-p变换法, 但是在τ-p域中, P-P波和P-SV波常有重叠部分, 不能很好分离。地震勘探中, 当炮检距小于界面深度时, P-P波和P-SV波的时距曲线方程都可近似为抛物线方程。针对这种情况, 提出了一种基于抛物线方程的坐标拉伸τ-p变换的P-P、P-SV 波分离方法, 该方法首先对地震记录沿空间方向上进行坐标拉伸, 再进行τ-p正变换, 在τ-p域中分离P-P波和P-SV波, 其次对P-P波和P-SV波分别进行τ-p反变换, 实现P-P波和P-SV波的分离。与常规τ-p变换法对比分析表明, 利用该方法能很好地将合成地震记录中的P-P波和P-SV波分离。     

基于稀疏离散τ-p变换的叠后地震道外推

这里研究的是一种基于稀疏离散τ-p变换的地震道缺失重建方法。该方法根据叠后零偏移距剖面,在局部时窗内可以看作是一系列线性同相轴的组合,使用稀疏离散τ-p和预条件双共轭梯度算法进行地震道外推,使空间方向的缺失道得到恢复。τ-p变换由于信息不足,有限的孔径和离散等因素,导致在τ-p域的结果存在假象、不准确,而在τ-p域进行稀疏对于重建缺失的信息是非常有用和必要的。同时,还可使用迭代的预条件双共轭梯度算法进行计算。     

面波频散能量谱计算方法

面波频散能量谱成像精度是近地表横波速度计算的重要影响因素,有效提取面波频散曲线是后续反演地层结构及介质物性参数的重要环节。文中论述了τ-p变换法（τ为垂直波慢度,p为水平波慢度）、高分辨率线性Radon变换法、频率分解法、相移法、f-k变换法（f为频率,k为波数）、SFK变换法和矢量波数变换法等7种不同面波频散能量谱计算方法的基本原理;通过上述方法,对三层速度递增水平层状介质模型正演模拟合成Rayleigh波记录进行频散能量谱计算,并与理论频散曲线进行比较;根据所得频散能量谱,分析不同方法在数据处理过程中的特点与应用差异。结果表明：在提取频散曲线过程中,高分辨率线性Radon变换法和矢量波数变换法提取精度较高,f-k变换法提取精度最低,低频信息与高频信息无法有效识别;SFK变换法、矢量波数变换法、高分辨率线性Radon变换法抗噪性能强;τ-p变换法、f-k变换法、相移法计算速度优于其他方法。     

Tau-p变换的频率域算法及Tau-p域的偏移处理

针对时间—空间域倾斜迭加算法的一些缺点,本支根据倾斜迭加运算与富里叶变换的关系,提出在频率一波数域实现τ—p变换。在频率一波数域进行τ—p变换,还可与视速度滤波相结合,以便更有效地消除干扰波,提高处理质量。根据τ—p变换频率一波数域算法原理,提出了在τ—p域直接实现偏移处理,同时指出,为了避免假同相轴的干扰,必须进行插值处理。     

基于τ-p变换的地震道重构

基于τ-p变换原理,研究一种基于τ-p变换的地震数据重构方法,运用该方法对待重构道用零道替代,通过τ-p正反变换及一定的迭代处理实现地震道数据重构。理论模型与实际资料应用表明,基于τ-p变换的地震道重构方法效果明显,重构数据稳健。     

南海北部陆坡区多次波组合压制技术

南海北部陆坡区大部分为深水崎岖海底地貌,各种类型多次波十分发育,多次波的辨识和压制历来是该区地震资料处理的难点和重点。选取适合的多次波压制技术方法是获得高质量成像地震剖面的关键。通过对东西向排列的三条测线原始资料中多次波的发育情况研究,分析了该区多种类型多次波的特点,组合应用τ-p域预测反褶积、自由表面多次波衰减(SRME)、高精度Radon变换和分频能量衰减法,对各种多次波进行有效压制,使叠加效果和质量明显得到改善,中、深层反射波组特征清楚,易于辨识和解释。     

基于小波域最小平方滤波的多尺度自适应全波形反演

常规的全波形反演对初始模型和低频数据的依赖性较强,反演精确度经常会受到"跳周"现象的严重影响。将小波域最小平方滤波引入到全波形反演中,并利用小波变换的多尺度特性,有效地提高了反演过程的稳定性,减小反演受到"跳周"现象影响的可能性。小波域最小平方滤波具有更高的精度和更好的性能,利用该算法调整模拟波场的相位,从而改善模拟波场和观测波场之间的相位差异,并由此构造一个新的目标函数。同时利用小波变换的多尺度特性将地震数据分解为不同频带数据,实现多尺度反演。数值模拟实验结果表明,基于小波域最小平方滤波的多尺度自适应全波形反演,对初始模型和低频数据的依赖程度降低,较常规全波形反演具有更好的稳定性,受到"跳周"现象影响的可能性大大降低。     

富水采空区瞬变电磁拟地震探测实验研究

为了准确分析煤矿富水采空区的分布与影响范围,在对古书院煤矿富水采空区进行瞬变电磁探测的基础上,设计了基于波场变换的瞬变电磁拟地震数据处理实验方案,并同传统瞬变电磁数据处理方法进行了对比分析。结果表明,在拟地震断面图中,富水采空区边界与所圈定的电性界面存在显著的对应关系,同传统瞬变电磁数据处理方法相比,基于波场变换的拟地震数据处理方法能够更有效地分辨富水采空区的分布及边界范围,克服体积效应带来的不利影响,提高了纵向分辨率,为采空区水害防治提供依据。     

短时傅立叶变换和广义S变换用于提取面波频散曲线效果对比研究

瑞雷面波勘探作为一种无损原位检测方法,已越来越多的应用于岩土工程测试与环境工程中,其中频散曲线的提取则是得到面波速度的重要一步。这里将短时傅里叶变换与广义S变换两种线性时～频分析方法用于瑞雷面波的频散曲线提取,并加以对比分析它们的应用效果。通过理论模型与实际地震记录分析得出:①短时傅里叶变换只能对浅部能量较强的高频部份的瑞雷面波的频散曲线提取效果较好,而对低频能量较弱的部份提取效果则不佳;②广义S变换通过λ和p两个参数的引入,使其能根据信号频率的高低自动调解窗函数的形态与大小,具有多分辨的特性,使其同时对高频、低频的瑞雷面波信号有更好的处理效果,从而有利于提高瑞雷波的勘探深度。     

F-K域多波变速波场分离

波场分离是多波多分量地震资料处理的基础工作,本文利用多波资料的动力学和运动学特征在Ｆ－Ｋ域实现多波炮集记录变速波场分离,可分解ｘ－ｚ分量中的Ｐ－Ｐ波和Ｐ－ＳＶ波,经过对理论模型和物理模型ｘ－ｚ二分量记录的试处理,获得了分解效果良好的Ｐ－Ｐ波和Ｐ－ＳＶ波记录     

基于广义S变换的地震资料信噪分离方法

基于S变换具有良好的时频聚焦性和分时分频性,将可灵活选取窗函数的广义S变换引入到地震信号去噪处理中,系统研究了广义S变换在地震资料信噪分离中的应用。首先对地震数据进行广义S变换,然后对含噪频率剖面选取适当阈值压制噪声干扰,提取有效信号,最后重构得到去噪后的记录。经合成记录和实际地震资料处理实验证明,该方法能有效地进行信噪分离,提高地震剖面信噪比和分辨率。     

Curvelet变换及其在地震波场分离中的应用

小波多尺度分析可以有效处理一维信号的点奇异特征,但对于二维信号的线奇异特征,小波变换显得无能为力。Curvelet多尺度变换可以对时空信号进行最稀疏表达,能够获得最优的非线性逼近。通过分析地震信号在Curvelet域三维空间的特征,认为时空信号的不同波组成分在Curvelet域存在明显的差异,可以从频率、角度和空间位置实现有效反射波和干扰波的分离。理论模型与实际单炮记录处理结果表明,Curvelet域方法在分离干扰波、突出反射波的同时,可以较好地保持有效波信息,保真度好。      

用改进的τ-p变换算法提取瞬态瑞雷波频散曲线

传统的τ-p变换算法易出现假频和端点效应.基于前人的思想,笔者对时空域中传统的τ-p变换算法进行了改进,有效地解决了上述问题.理论模型试算证实了本算法的正确性和有效性,实例分析结果表明,用改进后的τ-p变换算法进行波场分离提取瞬态瑞雷波频散曲线具有失真小、可靠性高、压制假频和端点效应好等优点.     

海底电缆陆检噪音衰减方法及其在乌石地区的应用

海底电缆采集方式不同于传统的海洋托缆地震资料采集,检波器放在海底进行地震信号接收,一般是多分量检波器。检波器由于和海底的耦合性不好,一般信噪比较低,接收到的有效信号很弱,而地滚波和转换横波等噪音能量很强;其中转换横波对信号的干扰较大,也较难衰减。通过对乌石工区海底电缆资料进行统计分析,发现数据在共检波点域转换横波噪音相干性较好,于是在共检波点域使用τ-p变换方法将转换横波从数据中分离出来,分离转换横波后的陆检分量数据信噪比获得了极大的提高。     

瑞利面波数值模拟中的PML吸收边界条件

建立了弹性介质情况下完全匹配层(PML)吸收边界的2×12阶速度-应力交错网格有限差分算法,讨论了PML吸收边界条件的构建及其有限差分算法实现.通过与未加吸收边界及加常规指数衰减吸收边界3种情况下比较的波场模拟计算表明, PML吸收边界具有吸收更干净且能够吸收各种角度的边界反射等优点,其吸收率(吸收能量与未吸收能量之比)达到99.99%,很好地消除了周期折叠效应,使得所要计算的波场特征变得非常清晰,瑞利面波清楚地显示在波形记录上.     

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。     

精确的频率空间域黏声波有限差分数值模拟

在时间空间域,模拟吸收衰减效应时对计算机内存需求大,计算效率不高、非常难以进行模拟吸收衰减;频率空间域通过引入品质因子和复值速度,使用经验物理、数学公式进行数值模拟吸收衰减就容易多了。笔者使用十分节省计算机内存需求的嵌套剖分法,使用Kjartansson模型高效率地进行模拟吸收衰减。数值试验证实吸收衰减影响地震场的所有频率、对高频的影响最为明显,降低了地震记录的质量;频率空间域非常容易模拟吸收衰减效应,为黏声波全波形反演实际地震资料而奠定很好的基础。