基于改进的最佳匹配地震子波的地震资料衰减特性分析

简述了改进的最佳匹配地震子波的小波函数构造及参数的物理含义;根据地震波的高、低频分量在黏弹介质中传播时被地层吸收的差异,给出了一种在时-频域定性估计地震波衰减特性的方法;分别以改进的最佳匹配地震子波的小波及Morlet小波作为母小波分析地层吸收特性,并比较了两种小波函数刻画地层吸收特性的能力;测试了这种方法对噪声的敏感程度. 将文中提出的方法用于某油田的一段实测地震资料衰减分析,得到的吸收特性剖面能较好地反映油气的空间展布.     

CEEMD与小波变换联合去噪方法研究

作为经验模态分解(EMD)的改进型算法,完备总体经验模态分解(CEEMD)不但有效解决了EMD的模态混叠问题,同时也保留了EMD处理非平稳信号的优势,如自适应性、二进滤波特性等.CEEMD能自适应地将一个复杂信号分解为一系列本征模态函数(IMF)分量,且IMF分量满足从高频到低频系列分布,随机噪声往往分布在第一个或前几个高频IMF分量.考虑到地震信号的非平稳性和去噪方法对非平稳信号的适应性,针对CEEMD直接舍弃高频IMF分量去噪容易造成高频有效信息损失以及小波阈值去噪方法存在的不足,本文提出了一种基于CEEMD的小波阈值去噪方法.该方法首先引入自相关曲线判别出含噪较多的高频IMF分量,然后对CEEMD直接去噪要舍弃的这些含噪高频分量进行小波阈值降噪,以保留这些分量中的高频有效信息,最后与不含噪声的其他IMF分量一起重构原信号.模型和实际地震数据试算结果表明,该方法在显著提高地震数据信噪比的同时,能有效地保留原信号中的高频有效成分和弱信号信息,是一种相对保幅的有效去噪方法.     

叠前三维地震近地表吸收补偿技术在大庆油田的应用研究(英文)

与深层致密岩石相比,相对疏松的近地表地层严重吸收了地震波的高频成分,降低了地震数据的分辨率和高频成分的信噪比。本文利用井中雷管激发、地面检波器接收的微测井直达波资料,通过分析近地表地层不同传播距离的地震直达波频谱信息差异,采用维纳滤波方法,进行近地表吸收补偿反滤波器的求取,将不同微测井测量点对应的近地表吸收补偿反滤波器应用于相应的叠前共检波点道集地震数据,完成了叠前地震数据的空变吸收衰减补偿,克服了叠后地震数据无法实现空变补偿的难题。叠前三维地震近地表吸收补偿后的数据,较补偿前地震数据的优势信噪比频带宽度明显拓宽,低频成分基本保持,反射信息量有较大程度增加,而且与合成记录吻合更好,能更好的满足地质解释的需要,提高解释精度。     

基于吸收衰减补偿的多分量高斯束逆时偏移

高斯束逆时偏移结合了射线类偏移的高计算效率和波动方程逆时偏移的高精度,能很好地处理焦散点、大倾角成像问题,并且具有面向目标成像的能力.多分量地震资料的偏移技术可以对地下复杂构造进行更准确的成像,由于实际地下介质具有黏滞性,研究黏弹性叠前逆时偏移具有一定的现实意义.本文采用高斯束逆时偏移方法对多分量地震数据进行吸收衰减补偿,首先分别给出纵波和转换波共炮域高斯束叠前逆时偏移方法原理,在此基础上推导补偿吸收衰减的表达式,校正Q引起的振幅衰减和相位畸变,实现基于吸收衰减补偿的多分量高斯束叠前逆时偏移.数值模型的测试结果显示,在考虑地下介质的黏滞性时,本文方法具有更高的成像分辨率.     

利用基于T-K算子的非线性能量衰减分析技术进行储层含油气检测

以地震资料为主体的储层含油气性检测技术在油气田勘探开发过程中发挥着重要的作用.基于含油气储层可以造成地震波高频能量衰减剧烈而低频能量衰减较弱的特性,结合小波变换与T-K算子对地震波不同频率能量进行非线性跟踪,通过定量表征地震记录高频非线性能量的衰减梯度,为储层含油气检测提供有效信息.基于T-K算子的非线性能量是不同频率...     

基于物理小波的频谱分解方法及应用研究

在地震资料频谱分解中,采用匹配地震子波的物理小波,依据地震信号的特征,用振幅、能量衰减率、能量延迟时间及地震子波的中心频率等四类参数构造基本小波,把地震信号分解在小波域,高频分量能够得到精细的刻画.本文以物理小波变换为工具, 给出了该变换中的核函数的选择方法,进而提出了基于物理小波变换的频谱成像方法.我们将此方法用于海上某油田河流相储层的描述,并与常规软件中的小波变换频谱成像结果进行了对比, 结果表明,本文提出的方法更能精细地刻画地质事件.     

基于吸收衰减补偿的多分量高斯束叠前深度偏移（英文）

高斯束叠前深度偏移是对地下介质进行精确成像的方法之一,多分量地震资料的叠前深度偏移技术可以对复杂构造进行更准确的成像。由于实际地下介质具有粘滞性,研究粘弹性叠前深度偏移具有一定的现实意义。本文采用高斯束偏移方法对多分量地震数据进行吸收衰减补偿,首先利用高斯束模拟粘弹性介质中传播的地震波,并在模拟中引入与品质因子Q有关的复速度和精确的粘弹性Zoeppritz方程,合成地震记录;然后给出纵波和转换波共炮域高斯束叠前深度偏移原理,在此基础上推导补偿吸收衰减的表达式,校正Q引起的振幅衰减和相位畸变,实现基于吸收衰减补偿的多分量高斯束叠前深度偏移,并分析Q误差对偏移结果的影响。数值实验表明,在考虑地下介质的粘滞性时,本文方法具有更高的成像分辨率。     

基于小波分频叠前相干噪声压制方法

基于小波分析的去噪方法在地震资料叠前处理中得到了广泛应用.本文主要介绍利用小波变换的分频特性来压制相干噪声.通过小波分频技术将叠前地震信号分解为不同频带,然后利用有效波和相干干扰波的频谱差异来区分有效信号和噪声,最后利用加权方法去掉不需要的噪声信息来达到去除相干噪声的目的.实际资料的处理结果表明：基于小波分频方法能很好地压制相干噪声,从而提高地震资料信噪比和分辨率.     

基于峰值频率法的组合法估计叠前Q值

为了克服传统的峰值频率法等Q值估计方法精度不高的问题,本文结合了小波能量谱和峰值频率,给出了一种组合法估计叠前Q值的新方法.利用地震波在粘弹性介质中的吸收衰减传播规律,对衰减后的尺度能量谱进行补偿,根据补偿谱和未衰减的参考谱的相似程度与Q值的关系,估计Q值.同时,本文给出一种定量判断小波尺度能量谱相似程度的方法.本文方法首先利用小波变换得到衰减前后的能量谱和峰值频率,结合峰值频率法,给出一个Q值搜索的范围和搜索初值;其次根据本文给出的判定小波能量谱相似程度的方法,搜索出使得参考谱和补偿谱达到最相似时的Q值.理论模型验证了该Q值估计方法的有效性和抗噪性,并且计算效率相对较高.把该方法应用于实际数据,利用估计的Q值进行叠前CMP道集的反Q滤波,验证了本文方法的实际应用的有效性.     

薄互层地震成像中高分辨率处理方法

地震子波在叠前时间偏移前、偏移过程中以及偏移后具有不同特性和非稳态性,使得基于子波压缩原理的反褶积和基于绕射叠加原理的叠前时间偏移不能有效地提高薄互层地震分辨率.本文基于叠前时间偏移前后以及偏移过程中地震子波频率特性的分析,联合三种高分辨率处理方法对薄互层进行成像,即偏移前CMP道集应用反Q滤波补偿高频衰减、偏移过程中应用最优加权Kirchhoff叠前时间偏移降低高频损失、偏移后在CRP道集上应用子波调谐反褶积拓展频带.数值分析和实例证明,本文采用的三种高分辨率处理方法是必要的,对刻画薄互层厚度与边界能够取得好的效果,利于后续的岩性储层预测与AVO/AVP/AVA反演.     

基于压缩感知和宽带俞式低通整形滤波器的地震低频信息特征分析与补偿

碳酸盐岩储集层已成为世界石油新发现储量的重要组成部分,识别该类储层对地震数据的信噪比、分辨率以及成像精度提出了更高的要求.本文从地震低频信号缺失的问题出发,首先研究了低频信号缺失对子波、合成地震记录和波阻抗反演的影响,其次分析了深层碳酸盐岩裂缝储层中弱信号低频缺失的特征.针对低频信号缺失问题,本文利用压缩感知理论,并结合反射系数的稀疏特性,提出了自适应计算L1范数权重因子的方法,同时构建了改进的宽带俞式低通整形滤波器,在不影响地震高频信号的同时对地震弱信号进行低频补偿.结果表明,缺失低频信号,会使子波旁瓣变大,合成记录出现假同相轴,厚层波阻抗反演畸变,深层碳酸盐岩裂缝储层弱信号难以识别;而本文方法有效地补偿了深层碳酸盐岩裂缝储层弱信号10Hz以下的频率成分,使得波组反射特征更加清晰,深层弱信号成像质量得到改善,为进一步有效识别深层碳酸盐岩裂缝储层建立了基础.     

高精度频率衰减分析技术及其应用(英文)

本文从含流体孔隙介质中的地震波场的衰减理论出发,对常规的频率衰减分析技术中的"低频阴影"和"频率衰减梯度"分析方法进行了改进,提出了一种高精度的频率衰减分析技术。首先,通过引入三参数小波变换和时频聚焦准则,发展了一种基于自适应三参数小波变换的高精度时频分析方法,其不仅具有很高的时—频分辨率(有利于"低频阴影"分析),而且其频谱只有一个峰,旁瓣比较小(有利于"频率衰减梯度"分析)。其次,采用基于最小二乘法的Nelder-Mead非线性算法对频谱的衰减部分进行拟合计算,可以准确地计算衰减系数,提高了"频率衰减梯度"的计算精度。实际资料的计算结果表明,本文提出的综合"低频阴影"和"频率衰减梯度"方法的频率衰减分析技术能够有效地圈定碳酸盐岩鲕滩储层的发育区域,且两种方法具有很好的一致性,有效地提高了储层预测的可靠性,从而降低了勘探风险。     

基于连续小波变换的自适应面波压制方法

面波干扰的抑制是陆上地震资料处理的主要问题之一.本文根据炮集记录中面波与反射波主要能量在小波域分布区域的不同,以及面波干扰的影响随炮检距变化等特点,提出了一种具有时变、空变特性的自适应面波衰减方法.文中将该方法用于模型及实际炮集资料的处理,并与常用的高通滤波方法进行对比,结果表明,该方法在衰减面波干扰的同时,能更好地保持反射波的振幅及相位信息.     

基于Curvelet变换的地震资料信噪分离技术

在地震资料中,噪声干扰严重影响了有效信号的提取,为此必须进行信噪分离处理.本文提出一种基于Curvelet变换和KL变换相结合的软硬阈值折衷处理方法.首先对地震数据进行Curvelet变换,然后对各尺度系数选取适当阈值压制噪声干扰,再利用KL变换提取数据中的相干有效信号,最后重构得到去噪后的记录.经合成记录和实际地震资料处理实验证明,该方法与小波变换法相比较,更能有效进行信噪分离,提高地震剖面信噪比和分辨率.     

Ground roll wave suppression based on wavelet frequency division and radial trace transform

Ground roll waves interfere with seismic data. The suppression of ground roll waves based on the division of wavelet frequencies considers the low-frequency characteristics of ground roll waves. However, this method will not be effective when the ground roll wave and the effective signal have the same frequency bands because of overlapping. The radial trace transform (RTT) considers the apparent velocity difference between the effective signal and the ground roll wave to suppress the latter, but affects the low-frequency components of the former. This study proposes a ground roll wave suppression method by combining the wavelet frequency division and the RTT based on the difference between the ground roll wave velocity and the effective signal and their energy difference in the wavelet domain, thus making full use of the advantages of both methods. First, we decompose the seismic data into different frequency bands through wavelet transform. Second, the RTT and low-cut filtering are applied to the low-frequency band, where the ground roll waves are appearing. Third, we reconstruct the seismic record without ground roll waves by using the inverse RTT and the remaining frequency bands. The proposed method not only improves the ground roll wave suppression, but also protects the signal integrity. The numerical simulation and real seismic data processing results suggest that the proposed method has a strong ability to denoise while preserving the amplitude.     

利用EMD和子波振幅谱与相位谱关系的时变子波提取方法

本文首先分析了地震波在黏弹介质的传播规律,基于黏弹介质地震波动方程总结了时变子波振幅谱和相位谱的关系,从而得出结论,准确估计子波相位谱初值和不同时刻的子波振幅谱是实现时变子波准确提取的必要条件.在此基础上,针对传统方法限制子波振幅谱形态且受限于分段平稳假设的问题,提出了一种利用EMD(Empirical Mode Decomposition)和子波振幅谱与相位谱关系的时变子波提取方法,根据子波对数振幅谱光滑连续而反射系数对数振幅谱振荡剧烈的特点,采用EMD方法将不同时刻地震记录的对数振幅谱分解为一组具有不同振荡尺度的模态分量,通过滤除振荡剧烈分量、重构光滑连续分量提取时变子波振幅谱;再应用子波振幅谱和相位谱的关系提取时变子波相位谱,将分别提取的振幅谱和相位谱逐点进行合成,最终实现时变子波的准确提取.本文方法不需要求取Q值,适用于变Q值的情况,具有良好的抗噪性能.数值仿真和叠后实际资料处理结果表明,相比传统的分段提取方法,利用本文方法提取的时变子波准确度更高,研究成果对提高地震资料分辨率具有重要意义.     

WAVELET ESTIMATION USING THE MULTITAPER METHOD1

An accurate estimate of the seismic wavelet on a seismic section is extremely important for interpretation of fine details on the section and for estimation of acoustic impedance. In the absence of well-control, the recognized best approach to wavelet estimation is to use the technique of multiple coherence analysis to estimate the coherent signal and its amplitude spectrum, and thence construct the seismic wavelet under the minimum-phase assumption. The construction of the minimum-phase wavelet is critically dependent on the decay of the spectrum at the low-frequency end. Traditional methods of cross-spectral estimation, such as frequency smoothing using a Papoulis window, suffer from substantial side-lobe leakage in the areas of the spectrum where there is a large change of power over a relatively small frequency range. The low-frequency end of the seismic spectrum (less than 4 Hz) decays rapidly to zero. Side-lobe leakage causes poor estimates of the low-frequency decay, resulting in degraded wavelet estimates. Thomson's multitaper method of cross-spectral estimation which suffers little from side-lobe leakage is applied here, and compared with the result of using frequency smoothing with the Papoulis window. The multitaper method seems much less prone to estimating spuriously high coherences at very low frequencies. The wavelet estimated by the multitaper approach from the data used here is equivalent to imposing a low-frequency roll-off of some 48 dB/oct (below 3.91 Hz) on the amplitude spectrum. Using Papoulis smoothing the equivalent roll-off is only about 36 dB/oct. Thus the multitaper method gives a low-frequency decay rate of the amplitude spectrum which is some 4 times greater than for Papoulis smoothing. It also gives more consistent results across the section. Furthermore, the wavelet obtained using the multi-taper method and seismic data only (with no reference to well data) has more attractive physical characteristics when compared with a wavelet extracted using well data, than does an estimate using traditional smoothing.     

L1范数约束被动源数据稀疏反演一次波估计

对于被动源地震数据,运用常规的互相关算法得到的虚拟炮记录中,不仅含有一次波反射信息,还包括了表面相关多次波.然而,通过传统的被动源数据稀疏反演一次波估计(EPSI)方法,可以求得只含有一次波,不含表面相关多次波的虚拟炮记录.本文改进了传统的被动源数据稀疏反演一次波估计问题的求解方法,将被动源稀疏反演一次波估计求解问题转化为双凸L1范数约束的最优化求解问题,避免了在传统的稀疏反演一次波估计过程中用时窗防止反演陷入局部最优化的情况.在L1范数约束最优化的求解过程中,又结合了2DCurvelet变换和小波变换,在2DCurvelet-wavelet域中,数据变得更加稀疏,从而使求得的结果更加准确,成像质量得到了改善.通过简单模型和复杂模型,验证了本文提出方法的有效性.