多波波场分离的τ-p频域变换方法及影响因素分析

多波多分量地震勘探技术近年逐渐发展,但多波记录中各种波场混杂交叠,处理和利用这些信息较困难,所以需要对地震记录中的各类波形进行分离处理。使用有限差分波动方程数值模型进行时间域τ-p变换与频率域τ-p变换的对比,采用了不同模型进行多波波场分离尝试并对τ-p变换中出现的问题进行了讨论和参数比较。证实了频率域中τ-p变换算法在提高计算速度的基础上能够更好地保持τ-p域形态收敛和能量聚集,有效地将t-x域内的复杂波形分离开来并进行波形提取;加高斯窗边界处理可以抑制τ-p变换中出现的端点效应和截断效应,但对于记录数据恢复有影响;延伸外加边界加窗及反加窗可以保证边界能量恢复效果,减少实际信息损失,取得更好的波场分离效果;同时讨论了τ-p变换过程中需要根据记录确定范围的参数,对这些参数的范围选取原则以及影响因素作出了比较和分析,为后续处理及其他研究者的使用提供参考意见。     

用二维付氏变换及希氏变换作倾斜滤波

本文讨论了文献中提出的利用付氏变换和希氏变换在频率波数域中对垂直地震剖面中的上行波与下行波进行分解的基本原理,并将该方法推广到作倾斜滤波,本文还在文献所提多维快速付氏变换算法的基础上,研制了二维及多维快变程序,使得倾斜滤波更加简便快捷。最后通过对人工合成地震记录和野外实际资料的处理结果,说明了该滤波方法的可靠性及有效性。     

三度重磁异常在波数域的变换及滤波

对重磁异常进行变换及滤波,可以在空间域实现,也可以在波数域实现。用专门设计的算子(权系数组)对位场数据作卷积,是在空间域实现这类变换或滤波的一般形式。由富氏变换的卷积定理可知,二函数卷积的富氏变换等于两函数各自的富氏变换的乘积。在波数域实现上述位场     

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。     

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。     

不同域的局部平面波分解应用与对比

局部平面波分解的计算精度和计算效率对高斯波数偏移存在较大的影响。笔者分析了目前常用的时间域、频率域、频率波数域3种不同域的局部平面波分解方法,给出了3种不同计算方式下局部平面波分解的具体计算公式;并结合局部平面波分解的特征,针对不同域下的局部平面波分解算法采取合理的程序设计思想, 对多组模拟数据应用不同域的局部平面波分解算法进行计算精度和计算效率的对比。通过对比分析可知, 应用频率波数域的局部平面波分解,不但提高了计算的准确度, 而且相对于时间域和频率域局部平面波分解能够提高近60%的计算效率,为下一步进行偏移成像更高效地提供了精确的数据。     

在波数域计算一维重磁异常导数的Matlab语言算法

利用Matlab内建的快速傅氏变换函数可以方便地在波数域计算重磁异常导数。介绍了基于Matlab语言的波数域求导的算法,给出了程序源代码,讨论了一些有助于提高计算精度的编程技巧。通过模型试验和数据分析,发现在计算垂向导数时波数域求导算法的精度比傅氏级数的精度有明显改善;而水平导数的计算,2种方法的精度相当。在某区钾盐勘探中,用该方法处理高精度重力剖面数据,取得了较好效果。     

基于频率域小波去噪的大地电磁信号工频干扰处理

大地电磁测深(Magnetotelluric,MT)在油气勘查中得到越来越多的应用,针对MT中日益严重的工频干扰,从频率域着手,结合小波阈值去噪方法,提出了基于频率域小波去噪的MT信号工频干扰处理方法。先对受噪的MT信号进行傅里叶变换,得到其实部和虚部,再用小波阈值去噪的方法对实部序列和虚部序列分别进行去噪处理,最后将去噪后的实部和虚部联合,进行反傅里叶变换得到去噪后的信号。给出了去噪方法的原理、步骤,并用仿真信号和实测大地电磁信号验证了其有效性。结果表明:频率域小波阈值去噪的大地电磁信号工频干扰处理方法是正确、有效的,能有效且自适应地压制大地电磁信号中的工频干扰,突出被工频干扰淹没了的有用信号的信息。     

垂直叠加异常的判别与分解

本文提出一种判别与分解两个规则形体垂直叠加磁异常的波数域方法。野外所测的磁异常大多数均是迭加异常,有水平迭加的磁异常,有垂直迭加的磁异常,亦有水平与垂直均有的混合迭加的磁异常。水平迭加磁异常的分解较易解决,垂直迭加磁异常的分解就很难得到满意的结果。有人使用解析延拓(空间域)手段作垂直迭加磁异常的分解,向上延拓以求得深部的信息;向下延拓以突出浅部的信息,其结果误差大且效果不佳。在波数域内、目前所采用的维纳滤波或匹配滤波,在分解垂直迭加磁异常时问题也较多。关键在于性质不明异常的对数谱曲线是否存在着转折点,若有转折点,则需从此转折点前后的两个直线段求出斜率,得知深、浅磁性体的埋藏深度。然后还需对深、浅磁性体作出形态判断,方可将此迭加异常进行分解。然而,根据理论模型实际计算结果可知,即使求出了深、     

τ-p变换的两种实现方法

τ-p变换是一种经典的函数投影变换方法,在地震数据处理中有着广泛的应用,可以根据地震数据射线参数的差异,实现信噪分离、地震道插值、平面波分解等。但是,由于τ-p变换的精度和分辨率受到相应数学反问题的限制,在保证较高变换精度的前提下,τ-p变换计算速度的加快,以及相应滤波算子的设计等都值得研究。本文提出了基于径向道变换的τ-p变换方法和基于斜率分解的τ-p变换方法,阐明了两种方法的基本原理并与常规τ-p变换方法进行对比。基于径向道变换的τ-p变换方法利用快速Fourier变换和径向道变换,能有效减少τ-p变换的耗时;基于斜率分解的τ-p变换方法运用斜率分解算法,能进行高分辨率τ-p变换,并且提供冗余变换维度（τ-x-p域）,使滤波器算子的设计更灵活。数值实验结果表明,两种实现方法分别在计算速度和重构精度上优于传统τ-p变换算法。通过面波噪声压制的实际数据处理和比较,证明本文提出的两种τ-p变换实现方法可以为实际处理提供更加有效和灵活的实施方案。     

频率域中有限元素法的探讨

本文指出了用拉普拉斯变换处理有限元方程和用富里叶变换所得到的结果是等价的。从物理方面讨论了频率域有限元的局限性。     

地震勘探资源频率域叠加方法研究

在叠前共深度点道集内各地震道的动、静校正误差很小的情况下，地震资料时间域水平叠加方法有较好的叠加结果。但是，如果动、静校正的误差较大时，叠加效果将受到影响，即叠后振幅和分辨率都会降低。因此，提出一种频率域叠加方法。该方法既具有常规水平叠加方法能提高信噪比的优点，又能将共深度点道集内的走时时差消除，达到内相叠回的目的。几个比较叠加方法效果的有噪CDP道集叠加的例子证明了该方法的效果。     

频率-波数域频散曲线提取方法及程序设计

主要研究了地震瞬态瑞利波频率一波数域频散曲线的提取,以二维傅氏变换,半波长理论等作为理论基础.使用Delphi7.0将其程序化,通过工程应用验证了本方法及程序.结论证明f-k方法克服了-维数字处理技术存在的不足,充分利用了多道瑞利波数据记录信息.     

二维弹性波动方程F—K正演与偏移

根据Ｈｏｏｋｅ定律，消除应力矢量后得到弹性波动方程位移矢量和波势矢量的非耦合形式递推解，在这个解答中各种类型的波相互分离，但在界面上满足能量守恒定律。正演可变步长延拓；偏移是将震源脉冲和地面记录波场同时下延，然后在每个深度作时间零延迟互相关来完成。由于延拓和成像在频率波数域（Ｆ—Ｋ）中进行，因而算法快速、偏移和正演可方便地扩展到三维空间，能处理各向同性任意非均匀介质中的弹性波。     

频率域偶层位方法在直升机磁测数据处理中的应用

由于航磁测量飞行高度数据精度低以及数据量大等原因,使得已有的一些曲面位场数据处理和转换方法很少用于实际生产中.因此,提出了频率域偶层位曲面位场数据处理和转换方法.该方法采用数据圆滑方法压制飞行高度数据的干扰,并成功地应用于湖北黄石直升机航磁测量的数据处理中.应用结果表明,曲面延拓到地表的磁场与地面磁测结果对应很好,而且曲面化极结果与已知地质体也有很好的对应,证实了频率域偶层位曲面位场数据处理和转换方法实用性强,可用于起伏测量条件下航磁数据的处理工作中.     

二维弹性波动方程组在频率域中的正演算法

运用有限差分法研究频率域中二维弹性波动方程组的正演算法及理论合成记录的制作。频率域中二维弹性波动方程组的建立还未见报道，且此种算法要比时间域中正演算法计算量小得多，大大提高了计算速度，并且为弹性波动方程组的多参数反演提供了基本保证。理论合成记录的制作是获取波场信息的重要途径，可以全面地反映地震波在地下介质中的分布与传播情况     

基于奇异值分解的f-x-y域滤波方法

在简单回顾奇异值法压制随机噪音的基础上,提出了基于奇异值分解的f-x-y域滤波方法。该方法是一种三维去噪方法,它不需求取同相轴的倾角就可以去除倾斜同相轴的随机噪音,同时还可以较好地保持地震信号的振幅。经理论模型试算表明,该方法运算速度快,效果明显,是一种可行的去噪方法。     

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     

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。     

各向异性介质相速度、群速度与克利斯托费尔方程

本文详细回顾了克利斯托费尔方程(Christoffel)的推导.在此基础上,提炼出时空域和频率域克利斯托费尔方程,前者可作正演计算介质的相速度,后者可计算介质的群速度.并计算了横观各向同性介质的相速度和群速度.最后对无损耗各向异性介质的相速度和群速度的关系进行了简单讨论.