基于L_1范数的多次波自适应减方法及应用分析

多次波问题在地震勘探中普遍存在。自由表面相关多次波压制(SRME)方法是目前多次波压制方法的主流,使用该方法的重要步骤之一是将由反馈迭代法预测得到的地震多次波经匹配后从原始数据中减去。基于L2范数的多次波自适应减方法有其适用范围,仅在某些情况下才有好的处理结果。这里基于迭代重加权最小二乘法(IRLS算法)的混合L1/L2范数来近似L1范数解,同时结合模型数据和实际数据进行多次波压制处理,并与基于L2范数的自适应减方法进行对比分析。结果显示,本方法不仅有效压制了多次波,而且还相对更好地保持了有效波的能量,这表明本方法可以在不同情况下实现更为普遍的多次波压制。     

基于经验低秩表示的自适应多次波减去方法

多次波压制一直是海洋地震数据处理的研究重点,SRME（surface-related multiple elimination）方法通过多次波预测、自适应减去两个步骤实现多次波压制,具有压制精度高、模型依赖度低等优点,是工业界广泛采用的方法。但是常规减去方法在一次波、多次波交叉位置易出现一次波损伤、多次波残留等现象,进而增加后续地震处理、解释的难度。本文在前人研究的基础上,提出了基于经验低秩表示的自适应多次波减去方法。首先,采用经验低秩表示方法,将地震数据自适应地分解为信噪比高、倾角单一、同相轴相位圆滑的低秩倾角分量,简化地震数据倾角成分的复杂程度,以优化低秩表示过程中局部窗口的参数选择问题;然后,在不同低秩倾角分量中分别采用基于能量最小原则的匹配减去方法,避免匹配过程出现同相轴交叉,并重构各分量,在保证计算效率的前提下提升多次波压制效果。针对理论数据和实际数据进行了有效性测试,本文方法在多次波压制结果和保幅性两方面优于传统方法,并采用抗噪性测试证明了该方法的鲁棒性。     

基于混合L1/L2范数的多次波自适应减方法

基于自由表面相关多次波压制(SRME)方法的重要步骤之一是将匹配后的多次波从原始数据中减去。L2范数多次波自适应减方法适用于有效波能量较小的情况,而L1范数多次波自适应减方法可适应有效波能量较强的情况。为获取更理想的自适应减方法,通过加权组合的方式建立使L2范数和L1范数多次波自适应减方法相结合的数学模型,并提出权系数的确定方法,然后结合模型数据和实际数据进行单道多次波压制处理,将处理结果与单独使用L2范数和L1范数自适应减方法所得结果进行对比,结果显示使两种范数加权组合的方法不仅能相对更好地压制多次波的能量,有效波的能量也保持较好。     

利用多次波和二维匹配滤波的近偏移距数据重构方法

在地震资料采集时,受地表条件、震源等因素的影响,几乎无法采集到近偏移距数据,不利于后续数据的处理。针对这一问题,研究了一种利用多次波和二维匹配滤波的近偏移距数据重构方法。首先给出了由表层多次波构建准一次波的互相关方法;然后在时间-空间滑动窗口内利用准一次波计算二维匹配滤波器,并用该滤波器重构近偏移距数据;最后使用均方根振幅校正方法校正重构数据的振幅。整个数据重构的过程在频率域进行,避免了基于维纳滤波方法求取滤波器的大量计算;同时使用快速傅里叶变换算法,提高了计算效率。与一维匹配滤波的近偏移距重构方法相比,采用二维匹配滤波方法的重构数据在空间上连续性更好。通过对Sigsbee 2B数据的处理及实际资料的测试,验证了该方法的正确性和有效性。     

差异散射多次波自适应消减法研究

在海上地震资料处理过程中,反射多次波和散射多次波同时存在于地震资料中。由于散射多次波相对于反射多次波的能量弱,且具有时空非稳态特征,难以在常规SRME 方法中去除,影响进一步的数据分析工作。将含有这两种多次波的地震数据进行分离并分别做SRME 多次波预测,通过自适应衰减方法有效地匹配不同类型多次波,尤其是非稳态的散射多次波。通过sigsbee2B 模型的试算,经对比理想无多次波影响的地震数据资料,表明该方法可以有效地同时消除反射多次波和差异散射多次波。     

复杂地震波场的自适应流预测插值方法

地震数据本质上是非平稳的,如何解决复杂非平稳地震波场的数据缺失问题是地震勘探数据处理的重要环节之一。预测滤波器在地震数据处理和分析中具有重要的作用,该技术可以有效地解决地震数据缺失问题,但传统的平稳预测滤波方法无法很好地适应地震数据的非平稳特征;因此,开发高效的复杂地震波场自适应预测插值方法具有重要的工业价值。本文将预测滤波器加入"流处理"的概念,滤波器系数随着地震数据的变化同时更新,此计算过程仅需矢量点积运算,能够提高计算效率并降低内存空间;并以此为基础开发基于流预测滤波的地震数据插值方法。利用多次波的动力学信息,通过互相关技术构建虚拟一次波,有效地解决了缺失数据位置滤波系数估计不准的问题,为插值过程提供了更为合理的滤波器估计,更好地解决了非平稳地震数据的重建问题。对Sigsbee 2B模型和实际数据的测试结果表明,该方法可以合理地针对复杂地震信息完成缺失数据的重建。     

基于模型预测及自适应减的海洋单道地震多次波衰减

海洋高分辨率单道地震,在海洋基础地质调查、环境工程调查以及水合物调查中的应用非常广泛。与海洋多道地震一样,单道地震也存在多次波非常发育的问题。由于处理手段比较单一,单道地震的多次波衰减相比于多道地震多次波压制更为困难。这里采用基于模型预测和自适应衰减的两步法来衰减单道地震上的多次波,首先采用基于自褶积的方法预测多次波模型,然后采用自适应方法从原始数据中减去多次波模型。将该方法运用于南海北部陆坡某海域采集的单道地震数据,效果较好,残余的多次波在地震数据上表现为随机噪音,进一步采用FX预测反褶积方法进行衰减,得到高质量的成果剖面。     

基于改进匹配追踪算法的时频属性在薄储层沉积微相研究中的应用

匹配追踪算法具有较高的时频分辨率和局部自适应性,能同时在时间域和频率域获得较准确的定位,但仍存在低频阴影和运算效率低等问题,影响了该技术在实际工作中的运用。为提高匹配追踪算法的计算精度和运算效率,在基于Ricker子波匹配追踪方法的基础上,通过优化迭代方案,改进原子主频计算方法和压缩原子旁瓣的方式,提高了频率定位的准确性和时频谱的时间分辨率;采用自适应获取原子参数的方法,大大提高了算法的运算效率。模型实验结果和实际地震资料证明了该算法的有效性,在某薄储层地区应用该改进算法提取时频属性,切片结果很好地表征了砂岩的展布特征,有助于沉积微相的刻画。     

混合Radon变换地震噪声压制的应用

如何有效地从地震资料中剔除相干噪声一直是地震勘探十分关心的问题,尤其是多次波的压制和消除。笔者采用相似函数压制端点效应和截断效应的混合Radon变换从地震剖面中一次性分离面波等线性噪声,再应用自适应滤波技术在Radon域识别并剔除多次波,并使用双曲Radon反变换计算获得有效反射地震信号。理论模型及实测资料试算结果表明,该方法对多次波压制效果良好,同时,应用混合Radon变换可简化数据中噪声压制处理流程。     

自适应网格滤波器在消除面波中的应用

根据格点滤波理论,提出了一种自适应最小平方网格算法（简称ＬＭＳ法）进行格点滤波参数的估算,实现此方法的关键在于连续自适应地估计偏相关系数,概述了ＬＭＳ滤波器的主要优点和基本原理,并将其用于理论模型和实际地震记录,其结果表明,ＬＭＳ自适应网格滤波器能非常有效地消除面波,此外ＬＭＳ自适应网格滤波器还能有效地压缩信号和增加信噪比,理论研究与实际资料处理表明,这种新方法具有简单,易行,快速,效果稳定的特点     

Radon变换多次波压制方法及应用研究

多次波在地震资料中是普遍存在的。Radon变换是现行商业地震资料多次波压制处理软件应用最多的模块之一。这里在详细阐述Radon变换基本原理和离散采样计算的基础上,给出了理论模拟地震数据的多次波压制算法和计算结果。进而将Radon变换多次波压制方法应用于松辽盆地地震资料处理中,在对实际的CRP道集合理设计滤波切除函数后,应用本文的Radon变换算法,得到多次波压制的地震剖面。对比多次波压制前、后的叠前时间偏移地震剖面,压制多次波后地震剖面的信噪比很高,地质构造特征清晰,可应用于后续的地质构造解释,地震属性提取和油气储层预测。该方法的计算效率较高,算法易于实现。理论和实际地震数据的多次波压制结果表明,该算法具有高精度和实用性强的特点。     

叠前去噪技术在煤矿采区全数字高密度三维地震中的应用

高密度三维地震采用数字检波器单点接收,数字检波器灵敏度高,对信号采取宽频接收,使得更多弱背景噪声和有效信号一起被记录下来。因此,全数字高密度三维地震资料单炮信噪比偏低,需要在叠前采用针对性去噪技术以提高处理效果。以淮北矿区全数字高密度三维地震数据为例,讨论了高密度空间采样的充分性以及高密度三维地震数据中面波、异常振幅与多次波等主要干扰波的特点,结合高密度三维地震数据宽方位、宽频带、高密度等特点,针对性地压制面波、异常振幅与多次波。在纵测线和非纵测线方向上对面波进行十字排列分析,根据面波空间分布规律设计锥形滤波器进行滤除;通过计算多个地震道的包络并设定阈值自动识别后进行单道压制以处理异常振幅。应用抛物Radon变换把CMP道集变换到τ-ρ域剔除多次波。原始数据经过处理后,有效信号得以保留,信噪比得到较大提升,取得了良好的效果,对今后的全数字高密度三维地震数据处理工作有借鉴意义。      

三维自由表面多次波去除方法

多次波去除是地震数据处理与解释中的关键性问题,其去除结果直接影响地震数据的处理质量。笔者论述的自由表面多次波压制（SRME）是一种数据驱动理念,在不需任何地下信息和假设的情况下,利用地震数据的自身迭代就可以达到预测多次波的目的,并且相较于一些传统方法预测更加准确。面对越来越多的三维海洋地震采集,二维SRME方法暴露出其算法对三维构造的估计不足,所以有必要将SRME从二维向三维扩展。三维SRME相较于传统的二维SRME在考虑多次波贡献方面表现得更加全面,有效地计算地下每一处的多次波贡献,可以给出更准确的多次波预测。建立了三维倾斜层状速度模型,模拟含多次波的地震数据,利用3D SRME技术进行多次波预测,对比了2D SRME与3D SRME对三维地震数据的多次波预测结果,发现3D SRME的预测结果与理论多次波位置吻合;最后利用最小平方匹配减去法,实现了地震数据中多次波的去除,有效地压制了多次波信息。     

各向异性Radon变换在深水地震多次波压制中的应用

在深海多缆、长拖缆地震勘探的各种噪音影响中,多次波对深层的有效反射影响难以消除。笔者介绍了一种高分辨率各向异性Radon变换方法,在Radon变换积分路径中增加非椭圆率eta参数,将传统Radon变换积分曲线由慢度、偏移距两参数改为慢度、偏移距及非椭圆率三参数,更好地刻画了长偏移距下反射非双曲时差。通过对某海域实际采集的多缆长偏移距地震数据进行压制多次波处理,与传统方法相比取得了较为理想的效果,为后续深层构造成像提供了基础数据。     

各向异性 Ｒadon 变换在深水地震多次波压制中的应用

在深海多缆、长拖缆地震勘探的各种噪音影响中,多次波对深层的有效反射影响难以消除。笔者介绍了一种高分辨率各向异性 Ｒadon 变换方法,在 Ｒadon 变换积分路径中增加非椭圆率 eta 参数,将传统 Ｒadon 变换积分曲线由慢度、偏移距两参数改为慢度、偏移距及非椭圆率三参数,更好地刻画了长偏移距下反射非双曲时差。通过对某海域实际采集的多缆长偏移距地震数据进行压制多次波处理,与传统方法相比取得了较为理想的效果,为后续深层构造成像提供了基础数据。     

复杂介质中地震多次反射波快速正演模拟

多次波的压制方法研究及多次波对一次波振幅随炮检距变化（AVO）影响的分析，需要实用的多次波正演模拟方法，提出适用复杂层状介质的多次波射线码的计算方法，使得多次波的射线追踪易于快速实现，同时，提出了减少多次波计算量的量板表法及插值法，模拟的多次波计算结果表明，多次波振幅的计算精度高，计算速度快，对文中设计的模型，振幅的最大相对误差为1．8％，而计算时间减少了0．6倍。     

基于f-x EMD波场分离的绕射多次波压制方法

自由表面多次波压制（SRME）方法是海洋地震数据处理中的关键步骤。当存在崎岖海底条件时,绕射波十分发育,常规SRME算法很难将复杂绕射多次波有效消除。对压制效果较差的多次波进行成因分析,首先基于f-x EMD波场分离算法,将全数据分解为反射部分和绕射部分,再对其进行多次波预测,获得绕射预测多次波子集：反射-绕射预测多次波、绕射-反射预测多次波和绕射-绕射预测多次波。然后,改进常规SRME算法的迭代过程,在SRME的迭代过程中使用与原数据中多次波更加匹配的绕射多次波子集进行多次波压制。与常规SRME算法的对比结果表明,改进的SRME算法在理论数据和实际数据处理中对多次波的压制都取得更好的效果。     

基于克希霍夫积分的3D保幅多次波衰减方法在浅海资料中的应用

海底电缆OBC由于其采集方式的特殊性,能够在浅水环境下获得高品质的地震资料,相对拖缆采集能获取更多的地下有效信息。然而由于不同于拖缆的观测方式,加上海底崎岖不平产生的变周期多次波干扰,使得获得理想的成像剖面成为一大难题。因此,在保护地层有效反射的情况下尽可能地压制多次波成为首要任务。相对于其他多次波压制方法,基于水层建模理论的MWD方法能够更好地应用于OBC数据进行多次波压制。但是常规MWD方法仅考虑波场在水层中的传播时间和集合扩散特征,因此不能精确地预测多次波振幅。为解决该问题,本次研究在常规MWD方法的基础上,采用基于Krichhoff积分法对多次波贡献道集进行角度约束后叠加,有效解决了常规MWD方法预测多次波模型存在振幅误差的问题,使预测模型结果与实际多次波较为匹配,为后续的保幅去多次波提供了基础。理论模型和实际数据测试表明,该方法能取得较好的去多次波效果。     

转换波波动方程叠前深度偏移

克希霍夫叠前时间偏移被广泛运用于转换波地震成像领域,该方法具有计算效率高、速度模型易于获取的优点。但是,纵横波速度差使纵波和转换波的成像在时间域不匹配,且克希霍夫偏移也无法较好地处理多次到达和保幅等问题。这里提出一种基于波动方程的转换波叠前深度偏移方法,以改善克希霍夫时间偏移的不足。     

基于等效介质理论的碳酸盐岩储层地震数值模拟

综合考虑碳酸盐岩储层孔隙度、孔隙类型对储层物性参数的影响,对常规的Xu-White模型等效介质理论进行了改进,采用K-T理论增加多种不同类型的孔隙(如粒间孔隙、刚性孔隙、裂隙等),得到了一种新的改进的Xu-White模型等效介质理论,并提出了一套新的适用于碳酸盐岩储层的地震数值模拟方法。该方法首先采用改进的Xu-White模型等效介质理论,来计算碳酸盐岩储层的等效参数,将各向异性的储层转换为均匀介质;然后再采用声学波动方程进行地震数值模拟。模型试验的结果表明,该方法不仅计算效率高,而且可以得到高信噪比的模拟记录,其主要地层的反射波场特征与弹性波方程数值模拟完全一致,是一种简单高效的适用于碳酸盐岩储层的地震数值模拟方法。