基于含可变因子广义S变换的瑞雷面波频散曲线提取方法

面波频散曲线的提取是面波资料处理的关键.鉴于S变换和广义S变换不能全时段兼顾频率分辨率和时间分辨率的缺点,提出了含可变因子广义S变换进行瑞雷面波频散曲线的提取方法.可变因子的引入使得高斯窗函数的宽度随频率发生变化时具有目的性,而不是简单地随着频率的增大而变窄.该方法可以有针对性地改善局部频段(特别是低频段和高频段)的频率分辨率及时间分辨率.通过理论模型和实际资料试算表明:含可变因子广义S变换提取面波频散曲线的方法具有可行性和实用性.     

基于多模式分离的S变换与小波变换提取面波频散曲线对比分析

为了对比分析小波变换和S变换在计算瑞雷波频散曲线时的精度,通过设计两层介质和六层介质模型,采用交错网格高阶有限差分方法对两个模型进行正演模拟,利用F-K法分离出时间—空间域不同模态的瑞雷波记录,再采用小波变换和S变换计算出不同模态的瑞雷波频散曲线,分别与理论值进行对比分析,最后利用两种方法对实际资料进行处理。结果表明:利用小波变换计算得到的频散曲线在低频段误差相对较大,S变换计算得到的频散曲线精度总体高于小波变换。     

WINSURF模板库的设置及其在瑞雷波频散曲线提取中的应用

WINSURF模板库是物化探数据处理的一种强有力工具,以其在瑞雷波频散曲线提取中的应用为例,阐述了WINSURF模板库设置的基本方法和技巧,并给出了实例模板库。应用结果表明,WINSURF模板库稳定性好、通用性强,可直接作为工具来使用,从而大大缩短了程序开发周期,避免了重复编程和资源浪费,提高了科研和工作效率。     

基于S变换的瑞利面波频散分析

提取面波频散曲线是面波资料处理中最关键的一步。由于时频分析方法的局限,提出了利用S变换进行瑞利面波频散分析的方法,并给出了具体算法。该方法在时间频率域中计算相邻两道面波记录同一频率的时间差,再利用道间距除以该时间差来得到该频率对应的相速度,这样避免了在道间距较大的情况下,传统的相位谱法可能造成相位差的缺陷。通过理论模型和实际资料对该方法进行了验证。结果表明,该方法能够提高瑞利面波频散曲线的提取精度,而且算法简单,具有一定的实用性。     

人工鱼群算法瑞雷面波频散曲线反演研究

为了解决人工鱼群算法在瑞雷波频散曲线反演工作中收敛速度缓慢和易陷入局部极值等问题,笔者分析了经典人工鱼群算法的缺陷。借鉴遗传算法引入生存和竞争机制,并改进了视野和步长以及觅食行为机制。使用理论和实测瑞雷波数据研究了改进人工鱼群算法在近地表横波速度反演中的有效性和适用性。实验结果表明其可有效地运用于瑞雷波频散曲线反演中,具有简单高效、对初始参数要求低和不易陷入局部极值的优点。     

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.     

面波基模式频散曲线提取解精度对比研究

针对不同方法提取面波基模式频散曲线精度问题,笔者分别采用τ-p变换、频率分解法、F-K变换、高分辨率线性拉东变换(High-Resolution Linear Radon Transform,简称HRLRT)对六层递增型地质模型合成瑞雷波记录进行频散能量成像,并按频散能量最大值拾取基模式频散曲线。为定量评价理论模型基模式频散曲线提取解与解析解的接近程度,引入了均方差与相关系数两种评价参数。评价结果表明,高分辨率线性拉东变换提取基模式频散曲线精度最高,均方差为11.167 8,相关系数为0.994 9;F-K变换提取基模式频散曲线精度最低,均方差为195.274,相关系数为0.515 2。     

基于细化分层法探讨面波频散曲线反演参数的简化

常规频散曲线反演过程中需要不停地改变分层数、层厚度和层速度等参数,实现过程相对繁琐,而采用细化分层法对反演参数进行简化则避免了上述缺点。具体思路为：根据目的层探测深度（如20m）将地下介质分为若干个（20个）厚度为1m的薄层和1个均匀半空间层（共21层）,这样在反演中分层数和层厚度均为已知参量,反演过程只需修改速度参数即可,避免了改变分层数和层厚度等参数,显著简化了反演计算过程。正演计算和反演结果均表明：细化分层与实际分层计算出的频散曲线是等效的,细化分层反演结果的总体效果与真实模型非常接近,这说明细化分层方法用于频散曲线反演是切实可行且有效的;将地下介质划分为1m厚的薄层,反演后每层均可得到1个横波速度,能满足反演分辨率的要求;由于实际地下介质的速度是随深度渐变的,细化分层后比按频散曲线拐点分层（每分层的厚度可能是几米或几十米,同一分层内介质的横波速度相等）更接近实际情况。     

广义S变换去除面波技术及应用

在叠前地震资料中的面波,是影响地震资料信噪比和分辨率的主要因素.传统的压制面波的方法,都不可避免地存在一些缺陷.广义S变换可以将单道地震记录从时间域变换到时频域,使面波和有效波在时频域上明显分开,在时频域上切除面波后再反变换回时间域,即可达到去除面波的目的.这里通过广义S变换的方法去除叠前资料中的面波,对理论模型和实际...     

基于广义S变换的透射槽波埃里相识别

透射槽波勘探是查明煤矿工作面地质情况的重要物探方法之一,其频散曲线埃里相识别的合理性直接关系到后续工作面层析成像的准确性。目前,S变换已被广泛应用到频散分析中,然而由于S变换窗函数固定,其应用效果受到限制,为进一步提高频散曲线埃里相的识别精度,本文将窗函数可调的广义S变换引入到频散曲线的分析中。对广义S变换的窗函数采用时间半高宽进行分析,窗函数时间半高宽在给定频率范围内越宽,其时间分辨率低;频率分辨率增高,窗函数宽度越窄,则时间分辨高、频率分辨低。给出了时间半高宽与广义S变换参数的关系式,可根据实际情况定量调节时频分辨率。计算表明,在合理选择广义S变换参数的前提下,广义S变换能有效提高时频分辨率,改善频散曲线埃里相特征,利于解释人员准确拾取透射槽波埃里相。     

粘弹介质勒夫波频散曲线研究及应用

研究表明,与瑞利波方法相比,勒夫波具有频散曲线求解更加简单、数据信噪比更高、频散曲线反演对初始模型的依赖程度更低等优点,已开始在众多领域得到应用和推广。但还存在一些亟待解决的问题,比如在实际的地球模型中,地层介质是具有粘弹性的,尤其是近地表第四系软土对地震波的吸收衰减作用更为显著。因此,开展粘弹介质勒夫波理论频散曲线研究具有重要的现实意义。本文通过求解频散方程获得勒夫波理论相速度频散曲线,采用高阶有限差分模拟得到粘弹介质情况下的勒夫波单炮记录,并从中提取对应的频散曲线。通过理论模型提取得到频散曲线与理论频散曲线相对比,证明了本文频散曲线计算的正确性,并讨论了粘弹性介质对勒夫波频散曲线的影响,介质的粘弹性会导致勒夫波相速度的高频极限要比完全弹性介质的相速度略高。然后,通过最小二乘法反演,验证了算法程序的稳定性和可行性,结果表明采用粘弹介质频散曲线反演所得横波速度精度更高,最后通过野外实际数据反演结果进一步验证了本文方法的有效性和实际应用效果。     

基于F-K变换的井下多道瑞利波频散曲线提取

井下瑞利波勘探中频散曲线的提取多采用基于两道之间互相关的表面波谱分析法,此方法仅能提取基阶模式的瑞利波频散曲线.为了能够获得多阶模式频散曲线,提高煤矿井下瑞利波勘探的探测距离和精度,运用基于F-K变换的多道瑞利波频散曲线提取方法处理井下地震数据.针对井下地震数据的特点对方法进行了改进,在利用合成数据验证方法的有效性后,将其应用于工作面内部构造探测中,并从中获取了具有多阶模式的瑞利波频散曲线,从而证实了当煤层中存在断层时多阶模式瑞利波的存在.     

利用瑞利波广义S变换探测近地表裂缝

地裂缝灾害是地质灾害中地面变形灾害的一种,不仅造成各种建筑的直接破坏,也引起了一系列的环境问题.因此在工程建设中有效地探测地下裂缝是一项重要任务.笔者对瑞利波探测地裂缝方法进行了试验研究,采用广义S变换,在时间—频率域来提取某一道上来自裂缝散射瑞利波的到时,从而计算出裂缝的位置.通过两组半空间裂缝模型和一组实际资料验证了广义S变换探测近地表裂缝的可行性和探测效果.理论模型和野外实际资料探测结果表明,利用瑞利波广义S变换探测近地表裂缝是切实可行且有效的.     

基阶和高阶瑞雷波频散曲线反演对比分析

通过瑞雷波频散曲线反演,可以建立近地表横波速度模型。瑞雷波频散曲线具有多个模态,一般情况下,基阶模态是具有最大能量的模态。目前对瑞雷波频散曲线的反演大多数是基于基阶模态,对于高阶模态的反演比较少。通过对基阶和高阶瑞雷波频散曲线反演对比分析,认为高阶模态和基阶模态频散曲线反演有比较好的一致性趋势,相对而言高阶模态频散曲线反演的横波速度比基阶要高;高阶和基阶模态能量加权反演,不仅保留了频散曲线基阶模态能量强,勘探深度深的特点,而且对浅层低速层也具有更好的响应,可有效提高反演的精度。     

S变换和TT变换联合压制地震面波

TT变换(Time-Time transform)是基于S变换的一种新的非平稳信号处理方法,具有很好的频率聚集能力.面波的频率比反射波的频率低,通过提取TT变换域的对角线元素,就可以压制低频面波.但该方法的不足是在压制低频的同时,也保留了部份高频干扰,这些高频干扰可以用S变换来消除.首先对每一道地震数据进行S变换时频滤...     

广义S变换多频解释技术及其在薄层评价中的应用

为了利用时频转换后地震资料完成高速围岩屏蔽薄层定量评价,应用广义S变换对目标地震开展解释性处理,落实薄层时频域地震可识别程度。结合实钻砂体发育数据、频谱分析、薄层时频特征等,开展时频转换数据优选,提取频率梯度属性定性分析目标区沉积储层平面展布特征。构建实钻数据与频率梯度数学关系,完成薄层定量评价。对中东地区实际资料处理解释表明,基于广义S变换的多频解释技术对于高速围岩屏蔽的薄层评价具有较好的应用效果,提高了储层预测精度,为利用地震资料开展储层定量评价提供了一套技术思路,具有广阔的应用前景。     

广义S变换在地震勘探中的研究进展

广义S变换是目前比较新的一种非平稳信号分析的时频分析方法,其特点和优势为广义S变换的反变换与傅立叶变换有直接的联系,保证其是无损变换;线性变换保证其不存在交叉项;时频分辨率与信号的频率有关;基本小波不必满足容许性条件;尺度性质使得广义S变换有很好的频率聚集能力。基于这些特点和优势,在地震勘探中已经有了广泛的应用,如利用广义S变换进行瑞利面波频散分析、时频域波场分离与去噪、沉积相旋回以及地震波初至识别等。笔者总结了应用中比较有代表性的广义S变换类型,并结合实例,阐述了该方法在地震勘探中的研究进展。     

基于广义S变换的分频频率振幅补偿算法研究及应用

这里为提高地震记录的分辨率,补偿高频成份提供了一种新的分频频率振幅补偿方法。通过对地震记录进行广义S变换后得到分频后的信号,对分频信号进行频率补偿,扩展地震记录的频宽,同时对频率补偿后的地震记录进行振幅补偿。实际资料处理结果表明,此方法在保持低频成份的同时,对高频成份进行了补偿,使地震记录的分辨率得到了明显提升,从而证明了该方法的可行性和有效性。     

基于反褶积广义S变换的流度属性提取方法在潜山储层预测中的应用

草桥古潜山油藏储层埋藏较浅,属于碳酸盐岩孔隙、裂缝、溶洞型复合油藏,受风化壳孔、缝、洞发育程度地质构造、地层岩性、盖层条件等因素影响,具有油水性质复杂多变、储集空间多种多样的特点,能够为油气运移和储集提供有利条件.流体流度属性是反映储层物性及流体可动性的重要指标,为此,这里利用基于反褶积广义S变换的流度属性提取方法,首...     

Rayleigh面波各阶模式频散曲线对横波速度和层厚的敏感性探讨

Rayleigh面波勘探的目的在于有效利用频散曲线反演地层厚度及横波速度,而不同模式的频散曲线对横波速度和层厚的敏感性不同。通过求取介质参数变化10%后与参数不变化时的二组频散曲线的差值,得到各阶模式的频率～相速度差曲线,分析了Rayleigh面波各模式频散曲线对横波速度、层厚的敏感性。试验结果表明,基阶模式对于浅层的横波速度和层厚比较敏感,敏感区域主要集中在较窄的频带范围内。而高阶模式对于相对较深层的横波速度和层厚比较敏感,且频率范围分布较大,敏感性强的频段分布比较分散。研究结果可以为Rayleigh面波多模式联合反演提供理论依据。