小波变换时频能量谱技术在地震层序划分中的应用

小波时频能量谱是在小波变换时频分析基础上 ,计算小波频谱能量。将小波变换时频能量谱技术与层序地层学理论相结合 ,以寻找不同类型沉积旋回与小波能量谱之间的对应关系 ,为地震层序的划分以及沉积相分析提供理论依据。通过对理论模型和实际资料的计算表明 ,小波时频能量谱方法分析研究沉积旋回体是可行的 ,可揭示地下沉积旋回体相关信息 ,有利于研究沉积旋回体的内部结构和物质成分的分布     

地层记录中旋回层序界面的识别方法及原理

应用频谱分析技术对测井物理参数记录的沉积旋回在深度域的变化进行了研究,发现沉积速率变化对沉积旋回波长、旋回谱系的组合样式和连续性具有明显的影响。数字模拟实验研究结果表明,在深度域对测井数据进行递进扫描的频谱分析图中,旋回波长和旋回谱系的终止面和转换面,指示沉积速率突变界面,对应地层间断面或沉积体制转型的位置和深度,这是我们识别旋回层序界面的标志,这一结论在深海钻孔中得到了验证。文中详细地介绍了从测井曲线数据中提取沉积旋回信号的数据处理方法和流程,提出根据原始测井曲线建立的极值曲线,可以检测到最明显的旋回波长为10 m级的频谱信号,这一层级的旋回层序界面,可以作为区域等时对比的基准。文中以川西上三叠统须家河组为例,根据自然伽马测井曲线的频谱分析,讨论了旋回层序界面在解决地震层序界面标定中的实用价值。     

基于地震奇异性属性划分砂砾岩扇体沉积界面

利用地震数据划分沉积旋回主要是解决二个问题：沉积界面和沉积旋回体,而沉积界面是基础。地震剖面携带着大量的奇异性信息,是地下地质体的沉积、旋回性、波阻抗等综合反映。小波变换具有良好的时频局部化性质,通过Lipschitz指数刻画信号中奇点位置和大小,能够检测地震信号局部奇异性。利用小波变换系数的模极大值法提取地震奇异指数,从而揭示沉积旋回性和沉积界面。这里基于偏移地震数据的小波变换,提取地震奇异性属性,来解决断陷湖盆陡坡带砂砾岩扇体沉积界面的检测。通过实际资料处理,地震奇异性属性成功刻画了砂砾岩扇体的外部形态,同时还可以清晰地呈现出扇内沉积界面与沉积的期次,为进一步的精细解释以及扇体内的油气藏预测提供了有力保障。     

基于affine类时频分析的旋回性薄互层时频特征影响因素分析

affine类时频分析方法具有模糊瞬时频谱变化细节,突出主要频率变化趋势的特点,具有较好的旋回判别能力,因而被学者用于旋回性薄互层类型判别当中,研究发现,旋回性薄互层时域波形均有向薄层方向波形密集,厚层方向波形稀疏的特点,但其稳定性差,易受外界干扰影响。由仿射类时频分布得到的时频谱与沉积旋回模式具有一一对应关系,不同模式旋回薄互层均有向层厚减薄方向的升频特点,目前关于旋回性薄互层时频特征影响因素的研究很少,厘清这些因素对旋回判断准则的影响有重要的意义。基于以上考虑,本文以正旋回模型为基础,从小层厚度突变、波阻抗大小、噪声影响、地震资料主频大小、地层黏性吸收作用等5个方面对旋回判别的影响进行了探讨。首先根据波动理论,利用深度域相移法对不同影响因素条件的旋回性薄互层进行正演模拟,分别抽取零偏移距道集进行仿射类时频分析,对比理想情况的旋回性薄互层时频特征差异。结果表明:仿射类时频分布判别沉积旋回抗噪能力强,受薄互层中小层厚度轻微突变的影响小;波阻抗的变化主要影响时频谱时间方向能量分布,对频率方向能量分布影响甚微;地震资料主频变化对时频特征的影响较小,随着地震资料主频的增加,旋回的趋势更加明显;地层黏性吸收作用对该方法判别的准确度影响也较小,时频特征稳定。     

地震低频提取技术在含油储层检测中的应用

储层含油气后会在地震资料的频谱上出现较为明显的衰减现象,利用这一特征可以进行油气检测。过去更多的计算方法是在高频段计算衰减梯度,并取得了较好的实用效果。随着高精度地震技术的进步,地震资料频带得到拓宽,低频信息也更丰富,提取地震低频信号具有重要的理论和实际意义。在地震低频信号段,研究发展了基于经验模态分解低频能量变化率的高精度的低频信号提取方法,使用该提取方法测试了正演模型,以及对研究区储层岩性油气藏进行了测试,效果与钻井吻合。研究结果表明,研究发展的低频信号提取方法进一步提高了油气检测能力。     

冲刷桥墩基础的HHT振动频谱特性分析与判读研究

尝试以移动车流为振动源,在明显受冲刷与未受冲刷桥墩系统上方一侧布设讯号传感器,接收桥梁下部结构因振动源所产生的振动讯号。再以经验模态分解法EMD与希尔伯特黄转换HHT作为讯号分解与振动频谱解析的方法,针对桥墩系统（桥梁下部结构）的Y方向振动讯号进行解析与判读。于EMD分析过程中导入间断性准则进行振动讯号分解。针对完整（未裸露）桥墩系统（P1）,与跨河冲刷桥段桥墩系统（P2）的Y方向,进行频谱解析与比对探讨。由研究结果可知,EMD讯号分解过程可能产生模态混合现象,导致HHT图形中产生频率损失以及可判读区间缩短的现象。借由间断性准则的应用,可有效解决这些问题,获得判读性较高的HHT频谱图与边际频谱图。此外,HHT频谱图所得结果证实,桥墩系统Y方向的瞬时频率变化为一频宽带,其区间范围约在1～4 Hz之间。而由边际频谱图中可知,P1、P2的频率能量分别集中于2.5 Hz与1.7 Hz,可知P2的整体系统刚度小于P1。据此,明显受冲刷桥墩系统P2,其承载能力弱化的现象得以由HHT方法中明显呈现。     

局部时频变换域地震波吸收衰减补偿方法

地震信号在地下传播时会受到地层吸收衰减的影响,从而降低了地震资料的分辨率。因此地震波吸收衰减补偿是地震资料处理中的一项重要环节。本文研究的地层吸收衰减补偿方法主要基于局部时频变换(LTFT),该方法能够调节选取谱分解的频率范围和频率采样间隔,解决了短时傅里叶变换固定时窗和小波系数无法提供波形频率的精确估计值问题,适用于非平稳地震信号的时频分析。在求取地层Q值的方法中,频谱比值法具有高效简单的特点,有着广泛的应用范围。本文假设地下介质为层状变Q模型,使用局部时频变换将信号转换为时频域,通过频谱比值法求出各层的Q值,最后根据Kolsky衰减模型来补偿地震信号。理论模型测试和实际资料处理的结果表明,本文提出的方法能够有效恢复衰减信号,提高地震资料的分辨率。     

地震信号时频分析中的希尔伯特黄变换研究

随着时频分析方法的发展,生产研究上对复杂信号的时频分析有了更高的要求。这里简要介绍了希尔伯特—黄变换的原理和实现步骤,然后对合成信号进行经验模态分解(EMD)和希尔伯特谱分析,进而将HHT方法运用到实际地震信号的时频分析中。在此基础上,运用经验模态分解对合成地震信号进行了阀值去噪,证明了该去噪方法的有效性。     

辽河凹陷东部桃园—大平房地区东营组层序地层及沉积特征

采用测井和地震资料及米兰科维奇旋回相结合的方法,对辽河盆地东部凹陷桃园—大平房地区东营组层序地层进行研究,把该区东营组划分为3个三级层序(Sq1、Sq2、Sq3)。通过对自然伽马测井曲线进行频谱分析,发现地层中保存着厚度稳定的地层旋回,地层旋回厚度的变化范围为15.625~25.510 m,且其主要受米兰科维奇旋回的偏心率控制。据此,采用F ischer图解法,求取其可容空间变化速率曲线,指导层序的正确划分。根据单井相、地震相和砂体形态等综合研究的结果,确定Sq1为扇三角洲沉积,Sq2和Sq3为河流相沉积,为有利储层分布预测打下基础。     

分时窗功率谱对比技术在河道砂体含油性预测中的应用

基于地震信号频谱特征分析的吸收衰减类属性是当前叠后域含油性预测的主要依据。分析了常规频谱分析技术预测砂体含油性存在的问题,从分析手段及频谱估算方法两方面进行改进,提出了分时窗功率谱对比技术。即在油层集中发育段的上、下分别开时窗,采用ARMA谱估计方法估算地震信号功率谱,进而比较上、下两个时窗功率谱特征的差值,定性反映地层含流体的情况。介绍了分时窗功率谱对比技术的原理、计算步骤、分析方法及技术优势。通过模型试算及在埕北断裂带西翼明化镇组的实际应用表明,该技术灵敏度高,含油性预测效果好。     

裂缝性地层声波测井的联合时频特征

裂缝性油气藏越来越受到人们的重视,如何有效地识别和评价裂缝性地层也成为人们关注的一个焦点。Cohen类时频分析方法具有同时对信号的时间和频率进行分析的优点,同时Hilbert-Huang变换(HHT)中的经验模态分解（EMD）方法能将信号分解为有限个具有单分量特性的固有模态函数（IMF）,可以满足Cohen类时频分析对信号单分量的要求。尝试将这两种方法联合应用于阵列声波信号特性的提取,对地层不同性质裂缝的信号能量的时频分布特征进行分析,结果显示了这种联合时频分析方法在不同的裂缝性质地层中有不同的表现特征,对于实现裂缝性地层分析和评价具有一定的现实意义。     

基于经验模态分解(EMD)的小波熵阈值地震信号去噪

针对EMD阈值去噪算法中阈值由经验选取以及无法有效区分各固有模态函数上有用信息的不足,本文对各固有模态函数进行小波变换,对各层小波系数进行相关处理,以突出有效信息,抑制噪声;将细节系数的有效信号和突变点置零并等分为若干区间,选取小波熵最大子区间的高频小波系数平均值作为噪声方差计算得到阈值。该阈值选取方法依据小波熵的特点,自适应地根据对应尺度上信号自身的能量特征确定该尺度阈值。将该算法应用于仿真信号和实际地震信号去噪,结果表明该方法优于基于EMD的小波阈值去噪,在提高去噪效果的同时,也更好地保护有效信号。     

频波谱在地震噪声分析与衰减中的应用

论文首先指出了利用野外试验记录和一维谱资料分析地震噪声的局限性,提出了利用频波谱(简称f-k谱)分析地震噪声的观点.接着以实例详细论述了f-k谱在研究噪声特征、为二维滤波提供最佳参数和分析野外工作参数的地质效果等方面的应用方法.实践证明,f-k谱为分析和衰减地震噪声提供了定量的依据,对指导野外采集和资料处理,提高地震资料的信噪比和分辨率有一定的参考价值.     

基于HHT方法的岩石钻进振动信号分析

为了分析岩石在钻头破岩工作时产生的振动与岩石性质的关系,利用数值模拟软件提取了岩石钻进时的振动信号,并通过希尔伯特-黄变换（HHT）分析方法进行了信号特征分析,获得不同岩石的振动信号的边际谱,从频域特性上分析了岩石的性质与岩石振动之间的关系。研究表明：岩石的性质和岩石振动有着密切关系,不同性质的岩石在不同频率范围内出现振动特征集中现象,并且存在一个与岩石固有频率相接近的特征峰值频率。研究冲击钻进过程岩石的振动特性,对钻进参数设置以及岩性的识别有重要意义。     

基于小波包分析的地震资料联合去噪方法研究

在地震记录中,随机噪声严重影响了有效信号的提取,为此必须进行消噪处理。这里首先使用小波包变换对不同频段的信号进行精细分离,有效信号和噪声经小波包分解后,其小波包系数将表现出不同特性,然后根据这种不同特性进行去噪处理,对小波包分析法处理后的剩余地震信号再进行KL(Karhunen-Loeve)变换,提取相关有效信号,最后对提取的有效信号进行中值滤波处理,进一步去除剩余噪声。经合成地震剖面和实际地震剖面处理实验证明,小波包分析、KL变换和中值滤波联合去噪方法,能有效地消除较强的随机噪声,提高地震剖面信噪比和分辨率。     

基于局部均值分解的地震信号时频分解方法

在分析地震资料时,因吸收和衰减等原因,地震信号往往呈现出非稳态性。时频分解方法能将地震信号分解成多个稳态的子成分,从而为描述和分析地震信号的属性提供了便利,如短时傅里叶变换、小波分析、经验模式分解(EMD)等方法。本文引入了一种新的时频分析方法——局部均值分解(LMD)。该方法将地震信号按其时频属性分解成多个乘积分量信号(PFs),较EMD分解所得的固有模态函数(IMFs)保留了更多的局部信息,同时模态混叠效应更少。对模型数据和实际数据的处理结果验证了LMD方法能够合理地分解地震信号,更准确地描述地震资料中不同时间尺度的构造信息,为进一步的地震数据处理和解释提供参考。     

地震剖面线条化的一种简单算法

地震剖面线条化是应用模式识别方法自动追踪剖面中的同相轴, 并自动绘制线条图.首先探测地震道中的周波, 并描述周波属性, 然后根据相邻三道周波相关的目标函数最小原则追踪同相轴, 描述同相轴属性, 并记录同相轴属性表.根据同相轴属性表, 可对地震剖面进行基于同相轴属性的统计分析和滤波以及定量解释.本文对现有的地震剖面线条化方法进行了改进简化, 实现地震剖面同相轴快速自动追踪和自动绘制线条图.合成数据和实际数据试验表明该方法计算简单、快速、有效.      

小波分析在地震资料去噪中的应用

小波变换方法已广泛应用于信号处理领域。应用多尺度小波分析方法来消除地震观测信号中的噪声是一种行之有效的方法。这里从小波变换的基本原理出发,详细介绍了地震信号的阈值去噪原理,并根据模拟信号和实测地震信号的频谱分析,讨论了如何选择小波基及去噪过程中的阈值取值问题。从小波分解理论知道,利用多尺度分解方式对地震资料进行分析处理,相当于对实测地震资料进行不同尺度的细化分析,由于对不同地区、不同资料的精度要求不同,我们只要使用不同的尺度进行小波变换处理,就可以得到去除原信号的细部巨变(噪声干扰)特征的信号。同时,我们对小波变换处理后重构的地震信号与原信号进行了对比分析,误差结果分析表明该方法切实可行。我们还利用MATLAB语言及其小波工具箱,实现了对地震资料的去噪处理。