CFP技术层间多次波预测及Curvelet域相减方法

在常规表面有关多次波压制（SRME）方法的基础上,利用共聚焦点（CFP）道集代替SRME方法中的炮集记录,对基于CFP技术的层间多次波压制方法进行了研究。通过在理论数据中加入噪声,验证了该方法具有一定的抗噪能力。利用切除处理后的CFP道集代替炮记录,能够很好地预测出与目标界面相关的层间多次波。在匹配相减的处理过程中,分别采用常规的相减法和Curvelet阈值减去法。通过2种方法的相减效果对比可以看出,在Curvelet域实现多次波的减去较常规减去法能够取得更好的效果。     

基于地震信号相似性的S变换域多次波压制技术

多次波压制是海洋地震数据处理的关键,如何保护一次反射波的同时高效准确地识别并压制多次波是地震资料处理的重点。笔者在共中心点(CMP)叠加压制多次波方法的基础上,基于CMP道集地震信号与叠加道地震信号的相似性特征在S变换域进行多次波压制。首先,利用多次波速度动校正并对CMP道集数据减去叠加道数据完成第一次多次波减除,此时,波场中残余的多次波以随机噪声的形式存在;然后,对减除多次波的地震波场应用一次波速度动校正,并以一次波速度叠加道为初始模型对CMP道集S变换谱进行相似性滤波完成第二次残余多次波去除。针对理论数据和实际数据进行了有效性测试,结果表明本文所提方法能够较好地压制多次波,提高反射波的成像精度。     

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。     

逆数据域表面多次波压制方法

基于波动方程压制表面多次波的反馈迭代方法,推导出压制表面多次波的逆数据域方法。该方法利用了一次波和表面多次波在逆数据域的可分离性质。含表面多次波的地震数据变换到逆数据域后,表面多次波的能量在逆数据域形成能量聚焦区域,可通过简单切除能量聚焦区域的信号实现表面多次波压制,避免了基于波动方程预测减去方法中的自适应相减过程,完全损伤不到一次波的能量。单道地震记录和合成炮数据模型试算表明：逆数据域多次被压制方法简单易行,可有效压制表面多次波,并保持一次波振幅不受损失。与常规的基于波动方程的表面多次被压制方法（SRME方法）对比表明,逆数据域方法能更好地应对有效波和多次波同相轴相交的情况。     

干涉波场重建衰减OBC层间多次波

由于OBC(ocean bottom cable)数据的采集方式为接收电缆铺设在海底,炮点在海面,常规的层间多次波压制方法不再适用,这给实际数据的处理带来了巨大的困难。本文利用地震波场干涉重建方法,对采集到的OBC数据进行波场重建,得到炮点和检波点都位于海底的虚拟炮集记录,与常规的在地表激发、地表接收的炮集一样,把OBC数据的层间多次波转化成常规的表面相关多次波和层间多次波,再进行预测。将其结果与共聚焦点(CFP)边界算法去除层间多次波的结果进行了对比,体现干涉重建技术在OBC数据层间多次波预测方面的准确性。     

三维稀疏反演多次波预测及曲波域匹配相减技术

传统的自由表面多次波压制(SRME)方法研究是基于二维假设的,这种算法对多次波贡献考虑过于局限,难以应对复杂地质构造的情况。3DSRME算法过于笨拙,对数据要求过于苛刻,很难有效推广和应用。三维稀疏反演多次波预测方法利用柯西概率密度函数,将垂直测线方向上稀疏的多次波能量贡献道集转换到模型空间,有效重构同相轴能量顶点——菲涅尔带,从而有效拾取多次波能量,准确预测多次波。采用曲波域匹配相减技术对多次波进行去除,相较于传统的最小平方匹配相减方法,Curvelet域具有多方向、多尺度的特性,能够更有效地压制多次波。建立三维倾斜层状速度模型,对模拟三维地震数据进行试算,并与常规2D SRME的处理结果进行对比,验证了本文所述方法的有效性。     

f-x域共偏移距道集的EEMD随机噪声压制方法

f-x域随机噪声压制方法面临着2个问题:叠前共炮点道集或CMP道集反射波同相轴为双曲线型,去噪同时会损害有效波;地震信号为复杂的非平稳信号,要求去噪方法具有自适应性。基于f-x EEMD的共偏移距道集随机噪声压制方法利用了共偏移距道集反射波同相轴为水平满足f-x域去噪假设条件和EEMD算法对非平稳信号的良好适应性,对f-x域每一个等频率切片做EEMD分解,并去除以高频随机噪声为主的第一个IMF分量,最后将f-x域数据反变换回t-x域,实现噪声分离。正演模拟和实际地震数据试算结果表明:该方法在压制随机噪声的同时,能够保持有效信号。      

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。     

SWMA与SRME组合衰减自由界面多次波技术——在珠江口盆地A区的应用

珠江口盆地A区自由界面多次波是影响该区最终成像效果的主要原因之一。通过SWMA(Shallow Water Multiple Attenuation)或SRME(Surface Related Multiple Elimination)对自由界面多次波进行压制,此类多次波在一定程度上得到了压制,但是剖面上仍有残留多次波。经分析,SWMA、SRME在压制自由界面多次波时各有长处,但也有一些缺点。SRME对数据本身及采集假设条件要求较高,使自由界面多次波衰减后有残留;而SWMA针对水层间振荡的多次波而设计,对自由界面中部分海平面相关的多次波不能衰减。这里采用SWMA与SRME组合技术在珠江口盆地A区衰减自由界面多次波,克服了上述单独应用SWMA或SRME压制多次波的缺点,取得了较好的压制自由界面多次波效果。     

陆上地震数据多次波压制策略

在陆上地震勘探中,多次波反射与其他干扰波一样,干扰了有效波反射信号并降低了资料的信噪比。根据陆上地震数据中多次波与一次波所表现的不同特点,提出利用动校正叠加技术和频率-波数(f-k)滤波方法相结合的策略以压制地震数据中的多次波。使用一次波速度的动校正叠加技术可以衰减地震数据中的一部分多次波能量;根据叠加剖面确定包含剩余多次波的CMP范围,将f-k滤波方法应用于这些CMP道集上进一步压制多次波。模型试算和实际数据处理结果表明,所提出的多次波压制策略,不仅能有效地衰减多次波能量,而且在处理过程中可以减少对有效波信号的伤害。     

南黄海中部浅水区多次波衰减技术及其效果分析

在浅水区,由于水深较浅,缺少近偏移距的海底反射信号,采用常规SRME方法和预测反褶积不能有效地衰减海底相关多次波。笔者采用DWD+SRME组合法来衰减海底相关多次波,其中DWD方法用来衰减与海底相关的短周期多次波,SRME方法压制自由表面相关的长周期多次波,另外运用Radon变换去除层间多次波。结果表明,运用DWD+SRME组合法压制海底相关多次波效果较好,并且没有损害浅层的有效反射信号,采用Radon变换使层间多次波得到了良好的压制,深部有效反射信号逐步体现。因此,对于浅水区低信噪比地震资料,采用DWD+SRME组合方法和Radon域去多次,是比较可行的去多次波方法。     

f-x域预测反褶积在多次波衰减中的应用

多次波是海洋资料处理中最主要的噪音,目前有多种多次波压制方法,但每一方法均有其优势和局限性,任意一种单一的方法均难有效地消除各种多次波,常采用SRME、拉冬、分频去绕射多次波组合的方法进行多次波的去除。在某些工区,即使采用上述组合方法仍然有能量强、频带宽的残余多次波,用常规的方法难以对其进行去除,对这类残余的多次波,这里提出运用f-x域预测反褶积的方法进行去除。该方法主要在共偏移距道集上进行处理,是基于f-x域信号的可预测性进行多次波的衰减,首先追踪出待消除多次波对应有效波的层位,再以此层位信号为依据,在f-x域内进行预测反褶积,压制多次波后,再将其共偏移距道集进行成像。通过理论数据模拟与实际资料验证得出:该方法对压制资料残余的强能量多次波,具有很好的压制效果。     

基于Radon域阈值迭代的同时震源波场分离

由于同时震源数据包含串扰很难直接成像,因此需要对混叠的炮记录进行分离,为了将混叠的波场进行分离,笔者建立了基于稀疏域反演的阈值迭代模型,将混合采集数据的共检波点道集转换到Radon域进行稀疏表示,利用阈值算子进行约束,通过迭代反演得到分离结果。实验算例表明通过较少的迭代即可获得信噪比较高的分离结果,验证了反演方法的有效性,并且该算法对随机噪声有很强的压制效果。     

南海南部深水多次波模拟分析与压制处理

南海南部陆缘构造复杂多变,海底崎岖不平,造成该区多道地震资料多次波十分发育且混杂复杂绕射波。为了识别深层有效反射信息、压制多次波,首先通过正演模拟分析深水条件下多次波的传播规律和特征,然后对复杂理论Pluto模型进行详细处理并试验了几种典型多次波压制方法,寻找到一套有效的多次波压制处理思路:通过表面相关多次波衰减(SRME)法降低多次波能量级别,运用τ-p域预测反褶积压制周期规律的近中道多次波,再在此基础上灵活运用高分辨率抛物线Radon变换对共反射点道集(CRP)进行中远道多次波压制。理论模型和礼乐盆地海区的实际资料处理结果表明,该方法能够较大程度上压制深水资料多次波并增强对深部有效信息的识别。     

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。     

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。     

F-K变换与预测反褶积压制多次波效果对比

多次波压制是地震资料处理中一个重要步骤。根据多次波发生下行反射的位置,可以把多次波分为两类:自由界面多次波和层间多次波。不同的多次波有着不同特性,一种压制多次波的方法往往只能针对特定的某一种多次波进行压制。F-K域压制多次波和预测反褶积分别利用了多次波的可分性和周期性这两种具有代表性压制多次波的处理方法。这里首先利用声波时差有限差分的方法对模型进行了正演计算,得到了包含不同类型多次波的地震数据;然后对正演数据分别应用F-K域压制多次波和预测反褶积两种压制多次波技术对自由界面多次波和层间多次波进行处理;最后对比分析了两种方法的处理效果,总结了两种方法的适用条件。F-K域多次波压制手段适用于多次波与一次波时差差异较大的情况,预测反褶积对小炮检距附近严格满足周期性的多次波去除效果较好。     

基于F-K域和Curvelet-中值滤波联合去噪的混采数据分离方法

由于炮分离过程会不可避免地损失部分有效信息,为解决这一问题,笔者建立模型试验,将混采数据转至频率域进行F-K滤波预处理,在保护地震同相轴的同时压制大部分混合噪声;并变换回时间域共偏移距道集进行小时窗中值滤波,同时设计迭代公式在共检波点道集进行Curvelet阈值迭代去噪;通过不断优化得到最后分离结果。模拟数据和实际数据处理结果证明:经本文方法分离后的单震源记录清晰,具有较好的实际应用价值。     

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。      

基于格林函数的层间多次波预测

对于海洋地震资料的多次波的预测通常会采用SRME(surface related multiple elimination)方法,但是对于地震资料中的强反射层之间形成的层间多次波,SRME方法则无法实现预测。本文基于惠更斯原理,利用采集接收到的已知地震波场通过格林函数的方法来推测在强反射层之间传播的层间多次波场。首先计算各接收点在强反射层之间传播的格林函数,将接收到的波场(即当前炮集的所有接收点接收到的原始地震数据)与格林函数褶积,将得到的结果相加作为当前接收点的层间多次波的模型。进而再从原始数据中利用自适应减法减去该多次波模型,这样便完成层间多次波的预测和衰减。通过模拟数据和实际数据测试,该方法能够较好地衰减层间多次波能量。