地震子波提取方法研究进展

地震数据子波提取,是地震资料反褶积处理、波阻抗反演以及正演模拟的基础工作．准确的地震子波估计技术对于高分辨率、高信噪比、高保真度的地震勘探数据处理具有极为重要的意义．在过去的二三十年中,数字信号处理理论、非线性理论、优化理论得到了很大发展,这些为地震子波提取技术和方法注入了新的巨大活力．本文首先简要地说明了与地震子波紧密相关的褶积模型,然后对地震子波提取现状进行了概括阐述,最后给出了地震子波提取前景展望．     

一种新的地震子波提取与层速度反演方法

粒子群优化算法是近十年发展起来的一种基于群智能的非线性全局最优化新方法.本文详细介绍了粒子群优化算法的基本原理,并将其应用到子波提取与层速度反演中.通过模拟数值算例,从不同角度研究了粒子群优化算法的可行性及其效率问题.试算结果表明,粒子群优化算法在不同分辨率、不同信噪比、不同相位子波合成的地震记录反演中效果明显.     

分时窗提取地震子波及在合成地震记录中的应用

提出了利用地震和测井资料精确提取井旁地震子波的分时窗提取地震子波方法，将此方法用于合成地震记录的制作，提高了合成地震记录与地震剖面的吻合度和分辨率，文中详细介绍了该方法的具体实现步骤，并给出了模型处理分析和实例分析。     

一种ARMA模型地震子波提取方法研究

在地震子波因果、混合相位的假设下,本文突破突破滑动平均(MA)型假设的地震子波提取技术,提出一种阶数吝啬的自回归滑动平均(ARMA)模型对地震子波进行参数化准确建模的方法.针对地震子波ARMA模型定阶困难,超定阶容易造成计算量大、运算速度慢,欠定阶不能满足精确子波的要求,本文采用基于自相关函数的奇异值分解(SVD)法确定AR模型阶数,同时将信息量准则法与高阶累积量法相结合,提出了一种新的MA模型定阶法.数值仿真和实际地震数据处理结果表明,本文所用方法可以有效地压制加性高斯色噪声,信息量准则法可有效提高MA定阶的准确率,在保证子波精度的同时尽可能降低模型阶数,实现运算高效率.     

海上地震资料子波提取鬼波压制技术

海洋地震勘探由于受到海面强反射界面的影响,记录数据中存在鬼波,致使数据频谱中产生陷波效应,限制数据的频带宽度,影响数据的分辨率,干扰地层反射的识别.近年来发展的鬼波压制方法,能够较好的压制地震数据中的鬼波,然而现有鬼波压制技术容易产生延续相位,且计算效率较低.为进一步提高鬼波压制效果和工作效率,本文对海上地震资料特性进行分析,研究认为,海上地震资料中的海底反射信号真实记录了海底有效反射、震源鬼波和检波点鬼波的形态,可以利用提取的海底反射子波对数据进行确定性子波反褶积处理,能够有效的压制震源鬼波和检波点鬼波.模型海上实际数据测试结果表明,该方法具有鬼波压制效果好、计算效率高的优势,处理之后的数据频带得到有效拓宽,低频和高频信息均得到加强.     

地震子波处理的二步法反褶积方法研究

针对玛湖斜坡区三块三维地震资料和赛汉塔拉凹陷二块三维地震资料连片处理中的特点,结合地质任务和处理目标要求,提出了地震数据连片处理中的地震子波处理的方法.该方法主要体现了两次反褶积,一次是采用地表一致性反褶积,将不同震源的频带拓宽到一个标准上;再一次采用相位校正反褶积,将不同震源的数据校正到相同相位上.为了保证提取的相位校正反褶积算子稳定,采用叠后地震道提取（主要考虑到叠后地震道信噪比高,算子稳定性强）,然后将该算子应用到叠前地震道,进行相位校正.     

一种时间域全波形反演中的地震子波估计方法

全波形反演具有高精度成像能力,然而由理论走向实际应用还存在很多问题.全波形反演通过匹配波形来更新模型,数据的波形与地震子波有直接的关系.本文介绍了一种针对时间域波形反演的子波估计方法,并将其应用到全波形反演中.由于在频率域子波反演可表示为一个线性优化问题,因此本文先给定一个试探子波,在时间域通过有限差分法正演得到地震波场,并在频率域与观测数据比较分析,反演得到预测子波.此外,本文还简要地介绍了如何使用伴随状态法计算全波形反演的梯度.数值实验证明,本文方法反演得到地震子波与真实子波具有很好的吻合度,并在全波形反演中取得了不错的效果.相比不依赖于子波的方法,提前进行子波估计可提高反演效率.此外,本文方法适用于全波形反演中常使用的多尺度反演策略.     

基于双谱幅值和相位重构的地震子波提取

利用地震记录双谱中包含子波的幅值和相位信息,以及其超强的抗噪声干扰能力,采用一种基于双谱幅值和相位重构的地震子波提取方法,首先提取出子波幅值及相位信息,进而通过傅立叶反变换,使子波得以完全恢复.本文针对双谱相位重构递推公式,提出一种新的初值选取方法,使地震子波估计的稳定性得到了提高.仿真实验证实了该方法的可行性.     

一种基于改进门控循环单元的叠前时变子波提取方法

子波的精确提取是地震勘探后续反演与成像的前提, 针对传统时变子波提取方法受到的各类假设限制, 且需分别提取子波振幅谱与相位谱的问题, 本文提出了一种基于改进门控循环单元(GRU)网络的叠前时变地震子波提取方法.根据实际叠前地震数据分布特征与非平稳性质, 本方法首先建立非平稳地震记录与添加随机噪声的时变子波训练数据集; 为对提取出的时序特征进行拓展, 提升传统GRU网络对长时序列的处理能力, 本方法搭建起含多层GRU模块与全连接神经网络的改进门控循环单元网络模型; 利用建立的训练数据集对网络模型进行训练使网络具备提取时变子波的能力; 为提高训练效率与提取精度, 本方法在训练的反向传播过程中应用自定义WaveLoss损失函数衡量误差, 最终实现叠前时变子波的估计.经合成数据仿真实验与不同方法对比验证, 本文提出的叠前时变子波提取方法具有更高的准确度; 经对中国西部不同地区实际叠前地震资料处理与反褶积验证分析, 该方法可有效提高目标区叠前地震剖面分辨率.

     

基于PSO的地震盲反褶积方法

本文基于地层反射系数非高斯的统计特性,在反褶积输出单位方差约束下,将反褶积输出的负熵表示为非多项式函数,作为盲反褶积的目标函数,然后采用粒子群算法优化目标函数寻找最佳反褶积算子,实现地震信号的盲反褶积.数值模拟和实际资料处理结果表明,与传统反褶积方法相比,本文方法同时适应于最小相位子波及混合相位子波的反褶积,能够更好地从地震数据中估计反射系数,有效拓宽地震资料的频谱,得到高分辨率的地震资料.     

非稳态地震记录时变子波估计

地震子波估计是地震资料处理和解释中的一个关键问题,子波估计的可靠性会直接影响反褶积和反演的准确度.现有的子波估计方法分为确定型和统计型两种类型,本文通过结合这两类方法,利用确定型的谱分析法和统计型的偏度最大化方法,分别提取时变子波的振幅和相位信息,得到估计的时变子波.这种方法不需要对子波进行任何时不变或相位等的假设,具有对时变相位的估计能力.进而利用估计时变子波进行非稳态反褶积,提高地震记录的保真度,为精细储层预测和描述提供高质量的剖面.理论模型试算验证了方法的可行性,通过实际地震资料的处理应用,表明该方法能有效地提取出子波时变信息.

     

基于保角变换的双谱域相位谱估计方法及其在地震子波估计中的应用(英文)

地震子波估计是地震资料处理与解释中的重要环节,它的准确与否直接关系到反褶积及反演等结果的好坏。高阶谱(双谱和三谱)地震子波估计方法是一类重要的、新兴的子波估计方法,然而基于高阶谱的地震子波估计往往因为高阶相位谱卷绕的原因,导致子波相位谱求解产生偏差,进而影响了混合相位子波估计的效果。针对这一问题,本文在双谱域提出了一种基于保角变换的相位谱求解方法。通过缩小傅里叶相位谱的取值范围,有效避免了双谱相位发生卷绕的情况,从而消除了原相位谱估计中双谱相位卷绕的影响。该方法与最小二乘法相位谱估计相结合,构成了基于保角变换的最小二乘地震子波相位谱估计方法,并与最小二乘地震子波振幅谱估计方法一起,应用到了地震资料混合相位子波估计中。理论模型和实际资料验证了该方法的有效性。同时本文将双谱域地震子波相位谱估计中保角变换的思想推广到三谱域地震子波相位谱估计中。     

基于高维连续小波变换的地震资料不连续性检测方法研究

断层等不连续性结构的检测在地震勘探中具有重要的意义.本文简单介绍了高维连续小波变换的基本理论,包括：高维连续小波变换的定义、高维小波变换系数的切片以及快速实现方法等,利用典型的合成信号说明了高维连续小波变换具有更好的方向选择性（相比于常用的高维张量积小波变换）,将高维连续小波变换引入地震资料不连续性检测,并提出了利用小尺度高维连续小波变换系数检测地震资料不连续性的方法,同时给出了方法的实现流程.合成信号以及实际三维地震数据处理效果验证了本文所提方法的有效性.     

子波相位不准对反演结果的影响(英文)

本文重点讨论在振幅谱估计准确的情况下,采用不同相位谱子波作为实际估计子波进行线性最小二乘反演,并对结果进行分析。除子波相位外,所有其它影响反演结果的因素均忽略。稀疏反射系数模型(块状波阻抗模型)反演结果表明:(1)使用不同相位谱子波进行反演,其反演结果合成的记录与原始记录都非常匹配,但反演的反射系数和声波阻抗结果与真实模型有差异;(2)反演结果的可靠程度主要与不同相位子波z变换的根的分布有关,当估计子波与真实子波Z变换的根的分布仅在单位圆附近有差异时,反演的反射系数和声波阻抗与真实模型很接近;(3)尽管反演前后地震记录都匹配了,并且评价反演结果好坏的柯西准则或改进柯西准则(反演参数没有进行自适应处理)已经达到了最优(最小),但反演结果与真实模型仍存在较大差异。最后,针对子波相位估计不准可能导致反演效果较差这个问题,我们提出采用求L1范数、丰度、变分、柯西准则(反演参数进行了自适应处理)或/和改进柯西准则(反演参数进行了自适应处理)的最优值或次优值作为评价准则的一种解决办法,理论上得到了好的效果。     

小波域叠前地震资料衰减参数定性估计方法

叠前地震资料中,高频分量和低频分量随传播距离的衰减特性不同.本文给出了一种在小波域定性估计叠前地震资料衰减参数的方法.该方法利用连续小波变换提取共反射点道集的高、低频分量,以低频分量和高频分量之差定性反映地震波的衰减.通过累加不同偏移距的衰减,提高了估计的稳定性;采用幅度归一化方法,降低了信号幅值对衰减参数估计的影响.将本文提出方法与常用的基于叠后地震资料衰减估计方法用于某油田的地震资料处理,结果表明,本文方法得到的衰减估计结果能够更好地反映油气的空间展布.     

基于互联网的地震信息精准与定向传播研究

当互联网的移动时代来临时,数量众多的个人成为信息传播的载体,尤其是在地震灾难事件发生后,信息的不确定性、虚假性也陡然猛增。面对大量繁杂的信息,即使在相对准确的信息面前,人们往往因自身的判断失误而无法做出正确的选择,不少准确的信息也因为失去有效的传播途径而被忽视和湮没。精准与定向这个概念自然而然便浮现出来,精准与定向成为互联网信息传播的发展趋势。本文结合地震信息传播的特点,提出基于互联网的地震信息精准与定向传播研究思路,最大限度地发挥地震信息传播在防震减灾中的作用。     

基于DMB的地震信息综合发布系统研究与实现

为解决长久以来因科普宣传和地震信息来源纷杂、发布渠道分散、形式内容多样而造成的信息不统一、不规范的现实问题,结合多媒体网络信息技术,设计和实现了一套基于DMB的地震信息综合发布系统。阐述了该系统的整体构架、技术特点、模块功能及部署运行后出现问题的解决思路,并对该系统的优势进行了分析。     

结构地震反应在小波基下的动力可靠性分析

本文用Meyer小波作为地震地面运动非平稳过程的小波基，推导出线性多自由度在此小波基下的瞬时功率密度谱，由此求出结构动力及可靠度时程，实例表明：这种方法是有效可行的。