浅水无定位拖缆观测系统定义及多次波压制效果分析

浅水无定位拖缆在近岸海洋工程及浅水多道地震勘探中应用广泛,但受无定位拖缆实际位置获取的限制,野外观测系统准确定义受影响.基于传统直线假设的观测系统定义简单易行,但计算的共反射点面元无法获得实际坐标,位置偏差较大,严重影响后续处理方法的有效应用.基于实际炮点轨迹坐标,本文提出了一种新的无定位拖缆实际坐标计算方法,新方法首先确定接收排列的相对空间位置,采用反距离比线性插值算法准确计算接收道实际坐标值,再根据实际坐标重新定义观测系统,获得了实际跑航弯曲测线观测系统图.文中对传统方法与新方法定义的不同观测系统数据,分别采用SRME(Surface-related Multiple Elimination)方法压制浅水海底鸣震类自由表面相关多次波,结果显示采用新方法定义的观测系统反射数据多次波衰减效果明显,有效反射连续,基底反射成像清晰,说明文中实际坐标计算方法符合海上弯曲测线观测系统的定义,提高了SRME方法压制多次波的效果.     

基于稀疏反演的OBS数据多次波压制方法

自由表面多次波压制是海底地震仪（Ocean Bottom Seismometer,OBS）数据处理和成像中的难点,OBS数据多次波能量强,周期长,严重影响深层一次反射波的处理和成像.不同于常规拖缆观测系统,OBS数据站点一般相隔较远,仅仅利用检波点稀疏的波场信息难以压制OBS数据中的自由表面多次波.本文采用拖缆数据与OBS数据联合,利用稀疏反演估计（Estimation of Primaries and Multiples by Sparse Inversion,EPSI）方法,研究了OBS数据自由表面多次波压制理论,分析了OBS多次波产生的机理,详细推导了拖缆数据与OBS数据联合预测OBS多次波的EPSI方法基本原理.通过利用拖缆数据的信息,实现了OBS检波点稀疏数据多次波的压制问题.EPSI方法通过稀疏反演直接估计一次反射波,避免了SRME（Surface Related Multiple Elimination）方法中自适应相减对有效信号的损害,保真了一次反射有效信号,理论模拟OBS数据验证了方法的有效性.     

上下行波场反褶积衰减OBC表面多次波方法研究

OBC资料表面多次波问题非常严重.目前对OBC资料表面多次波的衰减方法是先将陆检资料与水检资料进行融合,然后使用拖缆数据表面多次波压制技术.本文开发了上下波场反褶积方法,通过陆检数据与水检数据在极性上的差异,将地震数据分解为上下行波场,然后将上行波场与下行波场进行反褶积运算,达到压制表面多次波的效果.该方法完全数据驱动,具有操作快捷,计算效率高等优点.通过理论模型与实际资料对该方法进行验证,取得了满意的多次波压制效果.     

基于匹配滤波的多次波压制方法研究

常规滤波方法对浅海多次波压制不能取得理想效果.通过改变模型表面边界条件,求解波动方程实现多情景地震数值模拟.利用自由边界条件模拟时获得含海平面强反射多次波地震记录,而利用吸收边界条件时得到理想条件下无多次波地震记录.对比分析多次波对有效地震信号的影响得到海平面强反射多次波改变了有效地震信号的振幅、频率和相位.利用归一化方法计算得到压制多次波滤波器算子,并作用于含海平面强反射多次波地震记录.叠加地震剖面对比分析表明,归一化滤波器算子较好的压制了地震记录中的多次波,提高地震资料分辨率.最后,根据多次波产生条件,给出了利用实际区域简化地质模型的地震数值模拟结果计算归一化滤波器算子的方法,从而利用该方法压制实际地震数据中多次波.     

基于均衡伪多道匹配滤波的海底电缆多次波压制方法研究（英文）

由于自由表面、海底等强反射界面的影响,海底电缆采集资料中鸣震等干扰往往非常严重且与有效波耦合在一起,降低了资料品质。海底电缆双检合成技术利用速度检波器和压电检波器对于下行波场的不同极性响应可以有效压制检波点端多次波,突出有效反射,提高地震资料的分辨率。本文在深入研究双检合成理论及匹配滤波技术的基础上,提出了基于均衡伪多道自适应匹配滤波方法的双检匹配合成方法压制检波点端多次波,不依赖于传统的求取反射系数的匹配合成方法,完全数据驱动,并在合成记录和实际资料的处理过程中均取得了良好的效果,证明了方法的有效性。     

基于稀疏反演三维表面多次波压制方法

三维表面多次波压制是海洋地震资料预处理中的重要研究课题,基于波动理论的三维表面多次波压制方法(3DSRME)是数据驱动的方法,理论上来说,可有效压制复杂构造地震数据表面多次波.但该方法因对原始地震数据采集要求高而很难在实际资料处理中广泛应用.本文基于贡献道集的概念,将稀疏反演方法引入到表面多次波压制中,应用稀疏反演代替横测线积分求和,无需对横测线进行大规模重建,进而完成三维表面多次波预测,这样可有效解决实际三维地震数据横测线方向稀疏的问题.基于纵测线多次波积分道集为抛物线的假设,为保证预测后三维表面多次波和全三维数据预测的多次波在运动学和动力学特征上基本一致,文中对预测数据实施基于稳相原理的相位校正.理论模型和实际数据的测试结果表明,本文基于稀疏反演三维表面多次波压制方法可在横测线稀疏的情况下,有效压制三维复杂介质地震资料中的表面多次波,从而更好地提高海洋地震资料的信噪比,为高分辨率地震成像提供可靠的预处理数据保障.     

基于数据规则化和稀疏反演的三维表面多次波压制方法

表面多次波是海洋地震勘探中的主要问题.目前,二维数据驱动的表面多次波压制技术(SRME)已经比较成熟,并且已经成为工业界压制海洋表面多次波的主流方法.但是由于二维SRME算法没有考虑横测线方向上多次波的贡献,导致在处理实际三维海洋资料时存在比较大的误差.将二维SRME算法扩展到三维空间后可以得到三维SRME算法,但是由于目前实际采集的三维海洋资料的观测系统存在拖缆漂移,而且横测线方向采样过于稀疏,直接应用三维SRME算法无法准确预测表面多次波.本文提出的通过数据规则化配合稀疏反演的三维表面多次波压制方法能够解决这种实际资料和三维SRME算法之间的矛盾.本文通过研究数据规则化与反规则化技术,使得数据分布满足三维SRME的要求;通过研究稀疏反演技术,有效解决了横测线方向采样稀疏对于多次波预测的影响,三维实际海洋资料的应用结果验证了方法的有效性和可行性.     

基于克希霍夫衍射理论的水层多次波预测方法

在海洋地震勘探中,水层多次波是一种常见的干扰波.水层多次波的存在常常会造成地震资料分辨率降低,损伤地震资料频带,产生虚假同相轴等假象,严重影响波组特征与地震资料解释.SRME(Surface Related Multiple Elimination)和MWD(Model-based Water-layer Demultiple)方法的提出为多次波预测压制提供了有效的解决方案.但SRME方法并不能适用于浅水以及起伏海底的OBC(Ocean Bottom Cable)观测数据的多次波压制,而常规的MWD方法构建格林函数进行多次波预测时仅仅考虑了地震波在传播过程中产生的时移和几何扩散等运动学特征,不能很好地将多次波进行精确的重建.为了解决上述问题,本文基于克希霍夫衍射理论在格林函数中加入角度算子,使预测结果更加准确、更具有动力学特征,并根据多次波射线路径提出了一种相对更加灵活的适用于浅水的水层多次波预测方法,精确预测了水层多次波,结合曲波域多次波提取技术使水层多次波得到了有效压制.     

陆架浅水区自由表面多次波压制方法

陆架浅水区是我国海洋油气勘探的主战场.对于陆架浅水区地震资料,自由表面多次波为主要的多次波类型.浅水区自由表面多次波能量强、周期短、阶次高,近偏移距处直达波和海底反射难以区分的特点使得基于反馈迭代的自由表面多次波压制方法或是基于多次波周期性的预测反褶积方法应用效果不佳.本文将自由表面多次波分为水层(海面和海底间)多次波和非水层多次波.对于水层多次波,使用确定性水层多次波压制方法,该方法能够适应浅水区较差的近偏移距插值结果.阐述了方法原理及实现过程.在水层多次波压制后切除海底,使用传统的反馈迭代多次波压制方法来压制非水层自由表面多次波.来自东海陆架盆地的实际数据处理结果表明这一处理思路能较好地压制自由表面多次波,有助于提升陆架浅水区地震资料的成像质量.     

基于波动方程预测和双曲Radon变换联合压制表面多次波

基于波动方程预测的表面多次波压制方法可处理复杂地下介质的地震资料,但计算成本较高.基于滤波的多次波压制方法计算效率较高,但其成功应用仅局限于一次波和多次波有明显时差差别的地震数据,对来自速度逆转等复杂介质数据则较难获得满意的压制效果.本文将波动方程预测的反馈迭代法和滤波法有效结合,采用GPU(图形处理器)和CPU协同并行加速计算粗略预测表面多次波,随后在双曲Radon域比较分析原始数据和预测的多次波,设计合理有效的Butterworth型自适应滤波器,滤出原始数据Radon域中的多次波能量,进行Radon反变换后,在时空域将多次波从原始数据中减去,得多次波压制结果.文中对理论模拟的单炮数据、复杂的SMAART模型以及实际地震数据进行了计算,结果表明,结合基于波动方程预测和双曲Radon变换的方法有效突破了两种方法各自的局限性,可高效高精度地压制复杂地下介质的表面多次波.     

分层层间多次波预测与自适应压制方法研究

在地震勘探中,层间多次波在地震剖面上形成的虚假界面会严重影响对地质构造的解释.由于层间多次波在走时、频率和形态上与一次波的差异较小,因此较难对层间多次波进行识别和压制.本文使用分层层间多次波预测方法与基于2D卷积信号盲分离的多次波自适应相减方法相结合的策略对层间多次波进行压制处理.首先推导并阐述了分层层间多次波预测方法的理论基础,然后对地下介质中存在的多个多次波产生界面实现了层间多次波的分层预测,最后采用基于2D卷积信号盲分离的多次波自适应相减方法对层间多次波进行压制,以更好的保护有效信号.分层预测的方法通过分离层间多次波产生层位,对目标层位产生的所有层间多次波直接进行预测,该方法避免了共聚焦点方法构建共聚焦点道集的聚焦运算,降低了计算成本,同时该方法是基于数据驱动的,算法容易实现.模型数据和实际地震资料试算结果表明,本文方法能直接利用地表数据对层间多次波进行压制,并有效的保护一次波．     

多次波压制的研究现状与进展

目前地震资料处理技术主要利用一次波对地下地质体进行成像或反演,多次波的存在会严重影响地震成像、反演与解释结果.因此,多次波通常作为噪声在地震数据叠前处理阶段进行压制.为了合理选择不同的多次波压制方法,提高地震资料信噪比和保真度,本文系统综述了多次波压制的国内外研究现状,简要介绍了滤波法、预测相减法、稀疏反演法的基本原理,并围绕理论假设条件与实际数据要求,分析比较了各种方法的适用性与优缺点.基于波动方程的预测相减法克服了滤波法关于地震信号统计特征的假设,增强了对复杂地震数据的适应性,但最小二乘自适应相减会损害有效信号.稀疏反演法采用全波形反演的方法估计一次波与多次波,避免了自适应相减步骤,能够更加保真地恢复有效信号.本文通过实际算例重点阐述了稀疏反演法相对于反馈迭代法在多次波压制中的突破性进展,同时指明了稀疏反演法存在的问题并展望了未来的发展方向.     

基于深层神经网络压制多次波

有效压制多次波一直是地震勘探中的难点问题.尽管已发展了多种多次波压制方法,但仍存在多次波压制不全、计算耗时长等缺陷,使得应对复杂地质地震数据多次波压制具有挑战性.为了突破现有多次波压制方法的局限性,本文提出了一种基于深层神经网络的多次波压制方法,采用的深层神经网络是一种改进的具有卷积编码器和卷积解码器的U-net网络.不同于常规方法依赖于滤波或波动理论,该方法仅依赖于大量训练数据.训练数据以含多次波的原始地震数据作为输入,不含多次波的地震数据作为输出,通过最小化损失函数来优化神经网络参数.训练成功的网络模型具备较好地分离多次波和一次波的能力,可直接用来快速压制地震数据中的多次波,避免了常规方法涉及的大规模计算.工业界模型数据测试结果表明,本文提出的深层神经网络方法能有效压制复杂地质地震数据中的多次波,同时还具有较高的泛化能力和多次波压制效率.     

基于AVO正演模拟的自由表面多次波压制方法

针对SRME和Radon变换压制自由表面多次波的近道多次波残留和伤害有效波等问题,主要采用基于AVO属性分析的多次波剔除法对近道多次波进行压制,该方法在迭代更新过程中,受近道多次波影响容易出现更新误差,同时迭代更新降低计算效率.本文对基于AVO属性分析的多次波剔除法进行改进,利用中远道地震数据进行约束,通过AVO正演模拟构建有效波的AVO属性抛物线,进而对近道多次波进行压制.该方法在构建有效波AVO属性抛物线过程中,无需迭代更新,提高了计算效率.同时该方法在多次波压制过程中不受多次波的影响.由模型测试及实际地震资料应用效果证明,本文方法能够较好的压制自由表面多次波,该方法为油气田进一步精细勘探开发提供可靠保障.     

基于波动方程的上下缆地震数据鬼波压制方法研究

本文发展基于波动方程的上下缆鬼波压制方法,推导了上下缆地震波场频率波数域波动方程延拓合并公式.基于Fourier变换的波场解析延拓确保上下缆资料振幅相位的一致性,消除了长拖缆远偏移距信号的计算误差,同时具有较高的计算效率;上下缆地震波场的波动方程法合并有效解偶鬼波干涉,实现综合利用上下缆地震数据压制鬼波.理论模型数据和实际采集地震数据的测试表明了方法的有效性.     

反馈迭代法压制表面多次波效果分析

地震数据处理通常假定反射数据仅由一次波组成,地震勘探资料中的表面多次波通常被视为相干噪音予以压制.基于波动方程预测的反馈迭代法为数据驱动的方法,可有效压制复杂地下介质的表面多次波,通常可由级数展开法和迭代法两种方法实现.文中分别从理论阐述以及应用效果分析方面对基于波动方程预测的反馈迭代法的两种实现途径进行研究,并采用GPU/CPU协同并行加速计算预测表面多次波,改善以往CPU计算效率低的状况.文中对含表面多次波的炮数据和复杂的SMAART模型进行了计算,并将利用级数展开法与迭代法压制表面多次波的效果进行对比分析,结果表明,迭代形式反馈迭代法压制表面多次波的方法效果更佳.由于实现迭代法和级数展开法需要完成的自适应匹配相减的次数不同,迭代法的计算成本略高于级数展开法.     

表面多次波压制的研究进展:回顾与展望

在绝大多数的地震资料处理中,将多次波视为相干噪音进行压制.表面多次波的压制方法主要分为两大类:基于波动方程预测的预测减去法和基于信号处理的滤波法.本文系统地回顾了两类多次波压制方法,分析了各种方法处理各类介质的优势及存在问题.本文也阐述了基于波动方程预测的自适应相减方法的发展.分析了多次波压制方法的发展趋势,随着GPU...     

基于迭代反演的层间多次波压制方法

层间多次波与有效波在走时、频率和叠加速度上差异较小,因此层间多次波压制常难以获得理想效果.本文提出一种基于迭代反演的层间多次波压制方法(MSI,Multiple Suppression Inversion),该方法以共聚焦点(CFP,Common Focus Point)层间多次波压制理论为基础,通过构建卷积因子,将层间多次波压制转变为迭代反演的问题,直接利用观测的地震数据进行迭代反演计算,进而完成多次波压制.MSI方法避免了共聚焦点方法中构建CFP道集的聚焦运算,大幅降低层间多次波预测的计算成本;同时该方法为全数据驱动方法,无需地下介质任何先验信息,算法容易实现.模型数据测试表明,本文提出的方法可有效压制层间多次波,而且对有效波也具有很好的保幅性.     

基于水层建模理论的浅水多次波压制方法研究与应用

SRME是海上地震资料多次波衰减的主要手段,在深水资料应用效果较好.但在浅水环境下,受近偏移距数据的缺失以及折射波干扰的影响,该方法对浅水自由表面多次波的消除压制效果不甚理想.针对这个问题,本文对SRME进行一系列的改进,即在SRME褶积建模过程中,引入格林函数预测多次波模型,解决了浅水海底反射和直达波不能区分以及折射波干扰的问题,在模型测试及实际资料应用中取得较好的效果.     

基于构建虚同相轴压制地震层间多次波

基于构建虚同相轴来估计层间多次波的方法是克希霍夫积分表示定理的一个延伸发展.本文通过构建虚地震同相轴巧妙地将散射点从地下移到了表面,利用表面的散射点来预测层间多次波.由于预测与实际地震记录中的层间多次波振幅存在偏差,采用了多道的L₁范数匹配算法来实现真振幅的多次波压制.对简单模型和南黄海地质模型的数据处理实例验证了本文研究方法的正确性和有效性.