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。     

地震资料非高斯信息分析提取方法及油气预测

从讨论实际地震记录高阶累积量分析入手,研究利用高阶累积量计算高阶谱的方法.在分析高阶累积量及高阶谱提取分离具有非高斯分布信号时,详细讨论了产生非高斯分布的地震记录的特征规律.阐明了用地震资料的低频高阶谱预测砂体含油气性的机理.从理论模型和实际资料论证了研究方法的正确性.最后利用该方法计算的高阶谱结果和实际产油气井资料进行符合率验证分析.在此基础上,利用该方法进行有利含油气层预测.     

高阶统计量油气检测方法研究

利用高阶统计量比功率谱函数包含更多信息并具有对高斯噪声不敏感的优点,及地震信号的高阶谱特征,本文提出一种新的利用地震属性参数（高阶谱特征参数）进行油气检测和识别的方法. 理论模型和实际资料的检验结果不仅证实了地震信号的高阶谱特征所对应的地质意义,而且得出了含水砂岩和含气砂岩的高阶谱属性规律,可以直接用来进行油气预测,其油气预测效果比常规振幅类属性具有更好的抗噪声能力.     

非平稳地震记录中时变子波提取方法研究

地震波在地下介质传播过程中,受近地表的非均质性和地层的非完全弹性影响产生散射和吸收衰减,使得地震记录具有非平稳性.因此对非平稳地震记录的研究需打破子波时不变的假设,更加真实地反映地震子波的传播特性,将有效提高地震子波估计精度.目前非平稳地震记录中提取地震子波的研究主要集中在两方面:对非平稳地震记录进行衰减补偿后采用常规方法提取地震子波;利用谱模拟或分段处理直接对非平稳地震记录进行时变子波提取.本文深入研究了衰减补偿方法与时变子波提取方法,对广泛应用于非平稳地震记录处理中的时频分析方法的优缺点进行归纳,并对谱模拟及分段处理方法的应用前景进行了展望。     

基于S域谱模拟技术的时变子波提取方法研究

反褶积是叠前地震数据处理中的重要环节,反褶积效果的好坏很大程度上依赖于地震子波的准确性.早期的反褶积处理大多数都是基于Robinson提出的平稳褶积模型,即地震子波是时不变的,但实际上由于地下介质的吸收衰减作用,地震子波是随时间不断变化的,这说明要进一步改善反褶积,使用时变的地震子波是必要的,因此本文提出了一种从地震资料中直接提取时变子波的方法.具体地,首先对单道地震数据做S变换求出其时频谱,进而得到其时变振幅谱,然后利用谱模拟技术从求得的地震记录振幅谱中拟合出每一时刻的子波振幅谱,在子波是零相位假设的前提下,拟合出的时变子波振幅谱即是所求频率域的时变子波,本文最后利用正演的单道地震记录和实际资料分别验证了所求频率域时变子波的准确性.     

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.     

基于高阶统计的非最小相位地震子波恢复

利用高阶统计包含信号的相位信息特性,并基于信号的四阶累积量及其四阶谱,提出一种地震信号的非最小相位子波的估计方法.在任意高斯噪声环境下,对地震子波进行最小相位和最大相位谱分解,两部分信息完全可以从四阶谱中恢复.计算机数值模拟实验证实了方法的有效性.     

随机稀疏脉冲非线性反褶积

常规的反褶积方法通过线性褶积压缩子波提高地震记录的分辨率,其能力受到有效信号频带的限制.随机稀疏脉冲非线性反褶积方法将传统的以子波压缩为核心理念的反褶积方法转移到反射系数位置和大小的检测上来,它直接从地震记录中通过非线性反演方法得到反射系数的位置和大小,突破了地震资料有效频带的限制,能够较大幅度提高地震记录的分辨率.同时通过对反射系数统计特征的有效约束,减小了反褶积结果的多解性.模型实验表明,随机稀疏脉冲反褶积对噪声和子波的敏感性较小,能够较好的保护弱反射信号.在模型实验的基础上,利用随机稀疏脉冲反褶积对实际地震资料进行了实验处理,有效的改善了地震资料的分辨率.     

参数化地震子波估计模型定阶方法研究综述

参数化模型地震子波提取中模型阶数的确定对子波提取的精度至关重要,笔者针对因果地震子波MA、ARMA模型,总结了目前比较成熟的四类定阶方法：相关分析法、信息量准则法、线性代数法及基于优化算法的模型定阶方法,分析比较发现这些算法都存在不同程度的缺陷,只能在各自的适用范围内得到较好的定阶结果,针对算法在子波建模应用中的不足提出了改进建议;同时分析比较了基于高阶累积量的非因果系统模型定阶的各种方法,并对非因果地震子波模型定阶进行了展望.     

利用直达波提取地震子波进行相关滤波

利用可控震源进行地震勘探时,通常都需要进行相关滤波,相关滤波结果的好坏取决于所选取的子波与有效反射波的相关性.海洋地震勘探常用的电火花震源激发能量通常可以调控,理论上,同一激发能量产生的震源子波应当是一致的,因此可以仿效可控震源资料的处理手段,对单道地震资料进行相关处理.但在复杂多变的海洋环境下,震源参数也要随勘探条件的变化而改变,采用理论计算或实验环境下获得的子波模型进行相关滤波往往难以达到预期的效果,需要寻找与实际勘探中激发的地震波相似度更高的地震子波.单道地震记录中直达波的能量较强,波形畸变较小,与震源子波较为接近.本文建立了一种利用直达波提取地震子波的方法,并应用到实际资料.实际资料的地震子波提取和相关滤波处理结果显示,利用直达波提取地震子波进行相关滤波能够有效地压制干扰波、突出有效波,提高了地震记录的信噪比.需要注意的是:1)提取子波的过程中要降低环境因素的影响,可利用统计平均的方法来实现;2)相关滤波时要根据实际处理效果的改善程度选择相关子波长度.     

非重复采集时移地震正演模拟及可行性分析

本文主要研究前期为常规三维地震勘探和后期为高精度三维地震勘探的这种典型非重复采集时移地震的可行性,主要使用正演模拟和匹配处理相结合的方法进行.本文推导了基于PML边界的三维声波波动方程时空域高阶有限差分正演方程,根据岩石物理流体替代分析方法计算得到时移前后储层的弹性参数,建立了时移地震地球物理模型,设计了常规三维和高精度三维观测系统,进行地震正演模拟,获得了非重复采集时移地震理论模拟数据.利用匹配处理法对非重复采集时移地震正演模拟数据和实际资料进行可行性分析,匹配处理过程主要包括初始数据匹配、一致性处理和互均化处理等.理论模拟数据和实际资料的匹配处理结果表明,通过针对性的分析和处理,利用非重复采集的地震资料进行时移地震研究是可行的,能够得到较好的时移地震响应,在一定程度上反映了油藏的变化情况.     

地震资料的高阶伪希尔伯特变换边缘检测

构造了一种用于边缘检测的高阶伪希尔伯特变换,它吸收了时频分析的局部化特性和传统希尔伯特变换的思想,调节其时窗宽度和阶数可以实现不同的输出.信号模型及实际图像的处理结果表明,高阶伪希尔伯特变换能提取出各种类型的边缘信息,边缘表达完整、定位准确.利用这一方法对实际地震资料进行了处理,它能突出地震资料的奇异信息.可用于描绘地层精细结构,地层的识别和追踪,裂缝、河道和断层的检测.     

利用基于子波估计的频谱校正方法提高Q值估计精度(英文)

用Q值刻画的地震衰减在地震信号处理和解释中具有很广泛的应用。利用反射地震资料进行Q值估计需要解决地震子波和反射系数序列耦合的问题。从反射地震资料中去除反射系数序列的影响,这个过程称为频谱校正。本文提出了一种基于子波估计的求取Q值的方法,进而设计了一个反Q滤波器。该方法利用反射地震资料的高阶统计量进行子波估计,并利用所估计子波实现频谱校正。我们利用合成数据实验给出了质心频移法与频谱比法这两种常用的Q值估计方法在不同参数设置下的性能。人工合成数据和实际数据处理表明,利用本文提出的方法进行频谱校正后,可以得到可靠的Q值估计。经过反Q滤波,地震数据的高频部分得到了有效地恢复。     

基于非均匀Fourier变换的地震数据重建方法研究

不规则采样地震数据会对地震数据的多道处理造成严重影响,将非均匀Fourier变换和贝叶斯参数反演方法相结合,对不规则空间带限地震数据进行反演重建.对每一个频率依据最小视速度确定出重建数据的带宽,然后从不规则地震数据中估计出重建数据的空间Fourier系数.将不规则地震数据重建视为信息重建的地球物理反演问题,运用贝叶斯参数反演理论来估计Fourier系数.在反演求解时,使用共轭梯度算法,以保证求解的稳定性,加快解的收敛速度.理论模型和实际资料处理验证了本方法的有效性和实用性.     

3D高阶抛物Radon变换地震数据保幅重建

本文结合传统3D抛物Radon变换（PRT）和AVO数据正交多项式拟合,给出了3D高阶抛物Radon变换方法（HOPRT）.该变换增加了描述AVO数据变化的梯度信息和曲率信息,拓展了传统3D抛物Radon变换方法,使其在具有AVO特征的数据重建中具有更高的准确度,从而提高AVO分析的可靠性.文中给出了3D高阶抛物Radon变换进行地震数据保幅重建的流程.理论模型和实际地震资料的重建结果显示了本文方法的优点.     

Numerical analysis of one-dimensional nonlinear acoustic wave

Numerical investigations on one-dimensional nonlinear acoustic wave with third and fourth order nonlinearities are presented using high-order finite-difference (HFD) operators with a simple flux-limiter (SFL) algorithm. As shown by our numerical tests, the HFDSFL method is able to produce more stable, accurate and conservative solutions to the nonlinear acoustic waves than those computed by finite-difference combined with the flux-corrected-transport algorithm. Unlike the linear acoustic waves, the nonlinear acoustic waves have variable phase velocity and waveform both in time-space (t-x) domain and frequency-wavenumber (f-k) domain; of our special interest is the behaviour during the propagation of nonlinear acoustic waves: the waveforms are strongly linked to the type of medium nonlinearities, generation of harmonics, frequency and wavenumber peak shifts. In seismic sense, these characteristics of nonlinear wave will introduce new issues during such seismic processing as Normal Moveout and f-k filter. Moreover, as shown by our numerical experiment for a four-layer model, the nonlinearities of media will introduce extra velocity errors in seismic velocity inversion.     

二维叠后地震数据的平稳随机介质参数估计

随机介质参数估计是随机介质理论应用于地震勘探的关键.本文提出了一种从二维叠后地震数据中估计平稳随机介质参数的方法.文中阐述了二维叠后地震数据与随机介质波阻抗模型的关系,以及随机介质自相关函数参数的估计原理和方法,并结合实例详细介绍了应用功率谱法进行随机介质参数估计的具体步骤;通过多个二维理论模型的估计试验,验证了方法的可行性和正确性;还对实际地震数据进行了随机介质参数的估计试验,结果表明,随机介质参数可以为三角洲沉积相的进一步划分提供参考,反映了该方法有较好的应用前景.相比前人的研究,本文所提出的随机介质参数估计方法是一种真正的二维算法,特别是能给出自相关角度θ的估计,这种基于功率谱的估计方法具有直观且高效率的优点,但也存在着误差较大的问题,需要进一步的改进和完善.     

基于多射线联合反演的速度无关叠前地震数据Q值估计

描述地震波衰减特征的品质因子Q对地震数据处理和油藏描述非常重要,在地震勘探领域,Q值一般通过垂直地震剖面(VSP)数据或地面地震数据得到.由于叠前地面地震数据具有复杂的射线路径且存在噪声、调谐干涉效应等影响,从叠前地震数据中准确估计Q值相对困难.本文以地震波射线传播为基础,根据同相轴局部斜率和射线参数的映射关系,将多射线波形频谱同时带入谱比法联合反演估计Q值,提出了基于多射线联合反演的速度无关叠前Q值估计方法.该方法通过局部斜率属性避开了速度对Q值估计的影响,局部斜率携带地震波传播的速度信息,具有相同局部斜率的地震反射波具有相同的传播射线参数.同相轴局部斜率是地震数据域的属性,而速度是模型域的参数,在估计Q值中采用数据域的属性参数可以直接应用于数据的联合反演,而不需要通过速度对其做进一步的转化,从而提高了Q值估计的精度.同时,本方法采用预测映射(predictive mapping)技术将非零炮检距反射信息映射到零炮检距处,从而获得零偏移距走时对应的Q值.模拟和实际算例验证了本文方法的有效性.     

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.