基于鬼波衰减与非平稳多阶差分地震拓频技术的研究与应用

高分辨率地震资料可以达到更精细的井震标定结果,能更清晰地进行构造解释与储层刻画,同时对薄层具有更好的识别能力。为提高地震分辨率,需要对地震数据进行拓频处理。常规地震拓频方法通常在频率域进行,易受到高频噪音影响,降低资料可靠性。本文提出一种基于鬼波处理与多阶差分结合的时域拓频技术,仅通过原始地震道数次积分与差分运算便能拓宽地震频带,积分及差分结果在高斯窗口内进行振幅匹配以保证处理前后振幅一致性。与差分结果进行加权融合,高阶差分设置较小权值以避免高频噪声的影响,提高算法的抗噪性。本理论模型及实际地震资料处理分析结果表明,该方法能有效提高地震资料分辨率。      

基于编码解码思想的鬼波预测与压制方法

高分辨率的宽带地震勘探技术是最近几年海上油气地震勘探的热点问题,鬼波压制是其中的核心议题.石油工业界,除了提出各种压制鬼波的采集方式外,资料处理过程中压制鬼波的方法也在不断地推陈出新.源、检鬼波的存在使得反射子波的有效频带变窄,成像分辨率降低,且干扰后续的自由表面多次波压制、FWI 等.不同于常规的鬼波压制模型,本文基...     

一种改进的线性走时插值射线追踪算法

线性走时插值法（LTI）在走时的计算中,由于射线方向考虑不全,计算得到的节点走时不一定最小,导致追踪的射线路径无法满足最小走时.针对这一问题,本文提出了一种改进的射线追踪算法,通过采用多方向的循环计算,得到所有计算节点的最小走时,使追踪到的射线路径能真正满足最小走时,以确保射线追踪的精度.模拟实验结果表明,在介质速度变化剧烈的结构中,该算法与传统的LTI算法相比,有效地提高了射线追踪的精度.     

射线追踪方法的发展现状

射线追踪方法作为一种快速有效的波场近似计算方法,不仅对于地震波理论研究具有重要意义,而且也直接应用于地震波反演及偏移成像等过程,本文在收集、整理国内外有关研究资料的基础上,介绍了近十年中这一领域的研究现状及最新发展趋势,并针对其中具有代表性的几类方法的基本思路、方法特点及实现步骤等进行评述。     

非线性插值地震射线追踪方法

针对走时线性插值法(LTI)的计算精度问题,利用非线性插值替代传统的线性插值。该方法利用边界上多个节点的走时,使得插值误差减小,从而提高整体边界网格离散点走时精度,同时保留LTI所具有快速、全局性的优点。数值模拟结果表明,非线性插值算法比LTI算法精度高,可以追踪包括直达波、折射波、透射波等多种射线路径,适合速度突变模型。     

基于图形结构的三维射线追踪方法

在地震层析成像研究中,为了克服最小走时射线路径追踪方法存在的问题,对该方法计算过程中的关键步骤进行了改进．在节点走时的计算中引入Ｂｒｅｓｅｎｈａｍ画线算法;在最小走时节点查寻中,结合使用快速排序算法与插入排序算法,替代以往方法中多采用的堆排序算法;所采用的节点设置方式,可以引入速度界面,还可以实现反射波射线追踪．模型计算证明,改进的最小走时射线路径方法具有精度高,速度快的特点,所提出的三维空间反射波射线追踪算法简便易行。     

基于图形结构的三维射线追踪方法

在地震层析成像研究中,为了克服最小走时射线路径追踪方法存在的问题,对该方法计算过程中的关键步骤进行了改进．在节点走时的计算中引入Ｂｒｅｓｅｎｈａｍ画线算法;在最小走时节点查寻中,结合使用快速排序算法与插入排序算法,替代以往方法中多采用的堆排序算法;所采用的节点设置方式,可以引入速度界面,还可以实现反射波射线追踪．模型计算证明,改进的最小走时射线路径方法具有精度高,速度快的特点,所提出的三维空间反射波射线追踪算法简便易行。     

基于整形正则化非平稳回归技术的匹配滤波压制单道地震鬼波方法及应用

受海平面及水下观测方式的影响,海洋地震资料中普遍发育鬼波.作为一种虚假干扰信号,鬼波的存在会给地震解释造成一定的困难,因此在数据处理环节需要将其消除.目前,虽然鬼波压制方法多种多样,但大部分是针对多道地震发展起来的,并不适用于单道地震鬼波处理.预测反褶积一直是压制单道地震鬼波的主要方法,然而由于野外资料通常不能满足该方法的假设条件,导致应用效果不佳.针对单道地震资料鬼波压制问题,本文结合预测反褶积鬼波压制思路和整形正则化非平稳回归技术在自适应匹配滤波方面的优势,提出了一种基于整形正则化非平稳回归技术的匹配滤波压制单道地震鬼波方法,通过模型试验和实际数据处理分析表明该方法能够有效地压制鬼波,并且在计算过程中不会产生虚假延续相位,应用效果良好.     

水平层状介质中的快速两点间射线追踪方法

提出了一种快速准确的水平层状介质中两点间的射线追踪方法. 该方法对任意复杂的水平层状速度结构、 任意大小的入射角都能稳定、 快速、 准确地收敛. 将本方法分别与伪弯曲法和Kim方法进行了比较. 结果表明： 本方法比伪弯曲法的计算效率和计算精度更高, 但是只适用于一维速度结构; 在入射角不大的情况下, Kim方法与本方法效果相当. 在大入射角的情况下, Kim方法失效, 但本方法能快速稳定地收敛到真解. 本文提出的射线追踪方法为很多实际地震问题提供了强有力的工具, 但适用范围仅限于水平层状介质.     

射线追踪的微变网格方法

本文给出一种适用于叠前数据速度分析和叠前深度偏移的快速射线追踪方法──微变网格法;该方法不仅精度高,而且计算速度极快,可适用于当前计算条件下的地球介质速度反演和叠前深度偏移成像的要求．     

地震波衰减反演研究综述

对地震波衰减的研究经过近五十年的发展已经取得了不少进展.本文简述了地震波的衰减机制、有关衰减的基本理论以及影响地震波衰减的主要因素,重点概括了地震波衰减的反演方法,最后预测了地震衰减研究的发展趋势.     

基于数据增广和CNN的地震随机噪声压制

卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)是一种基于数据驱动的学习算法,简化了传统从特征提取到分类的两阶段式处理任务,被广泛应用于计算机科学的各个领域.在标注数据不足的地震数据去噪领域,CNN的推广应用受到限制.针对这一问题,本文提出了一种基于数据生成和增广的地震数据CNN去噪框架.对于合成数据,本文对无噪地震数据添加不同方差的高斯噪声,增广后构成训练集,实现基于小样本的CNN训练.对于实际地震数据,由于无法获得真实的干净数据和噪声来生成训练样本集,本文提出一种直接从无标签实际有噪数据生成标签数据集的方法.在所提出的方法中,我们利用目前已有的去噪方法从实际地震数据中分别获得估计干净数据和估计噪声,前者与未知的干净数据具有相似纹理,后者与实际噪声具有相似的概率分布.人工合成数据和实际数据实验结果表明,相较于F-X反褶积,BM3D和自适应频域滤波算法,本文方法能更好地压制随机噪声和保护有效信号.最后,本文采用神经网络可视化方法对去噪CNN的机理进行了探索,一定程度上解释了网络每一层的学习内容.

     

A new approach on seismic mortality estimations based on average population density

This study examines a new methodology to predict the final seismic mortality from earthquakes in China. Most studies established the association between mortality estimation and seismic intensity without considering the population density. In China, however, the data are not always available, especially when it comes to the very urgent relief situation in the disaster. And the population density varies greatly from region to region. This motivates the development of empirical models that use historical death data to provide the path to analyze the death tolls for earthquakes. The present paper employs the average population density to predict the final death tolls in earthquakes using a case-based reasoning model from realistic perspective. To validate the forecasting results, historical data from 18 large-scale earthquakes occurred in China are used to estimate the seismic morality of each case. And a typical earthquake case occurred in the northwest of Sichuan Province is employed to demonstrate the estimation of final death toll. The strength of this paper is that it provides scientific methods with overall forecast errors lower than 20 %, and opens the door for conducting final death forecasts with a qualitative and quantitative approach. Limitations and future research are also analyzed and discussed in the conclusion.     

Marginal cost based seismic decision: A probabilistic approach

Among various methodologies for seismic risk mitigation, the use of the marginal cost of saving a life as decision variable, proposed in the literature, does not require to assign a cost to human life. Also, optimization of resources over a territory can be profitably performed in terms of such a variable. Parameters of different type (seismic, structural, financial) enter into the analytical definition of the marginal cost of saving a life. These parameters are subject to intrinsic variability and uncertainty that are bound to affect the decision variable. This aspect was not originally taken into account systematically. The influence of the uncertainty in the various basic parameters on the decision variable is studied here. A procedure is suggested to develop constant probability of exceedance contours of the decision variable versus the design coefficient to be selected. The suggested procedure is exemplified for two regions of different seismicity.     

基于门控循环单元主导的深度网络半监督地震衰减补偿方法

地震波在地下传播时存在能量衰减,呈现非平稳性,导致地震资料的分辨率降低,不利于储层刻画.为了解决这个问题,需要对地震记录进行衰减补偿来消除非平稳性.考虑到GRU(Gated Recurrent Unit)即门控循环单元在处理时间序列时具有长时和短时记忆的优势,本文构建了以GRU为主导的网络结构(简称GRU网络), 提出了基于GRU网络的地震衰减补偿方法.实际地震数据处理中,测井资料往往非常有限,导致标签数据较少.为解决小样本问题,本文借鉴自编码器的思想,除井旁道和测井合成地震记录的标签外,将其余地震记录作为无标签数据引入训练,半监督地学习非平稳数据到平稳数据的非线性映射,实现了地震记录的衰减补偿.最后利用含噪合成地震记录和实际地震资料测试了本文提出的方法,证明了其有效性.

     

基于遗传算法的地震烈度衰减参数反演方法及应用

收集郯庐断裂带中南段59次地震的等震线数据,运用遗传算法,将郯庐断裂带中南段按照断裂带东侧和西侧分区,分别反演其地震烈度衰减参数,反演时使目标函数的一范数最小,同时对烈度衰减曲线的远场施加约束,通过自助抽样（Bootstrap）技术多次重复反演以对反演结果的稳定性进行评价,并将断裂带东侧和西侧的烈度衰减曲线分别与第五代地震动参数区划图进行对比。结果表明:使用本文提出的方法进行反演可使烈度衰减曲线即使不进行近、远场补点,也能收敛;断裂带东侧和西侧的结果均与第五代地震动参数区划图的结果存在差异,且断裂带东侧与西侧的结果也不同。这种差异可能与断裂带两侧的介质速度结构及衰减效应等因素的差异有关。      

地震波衰减机理及能量补偿研究综述

随着中、浅层油气勘探程度的不断提高,深层油气藏的勘探已经成为当今勘探研究的主要对象,而深层油气勘探要获得突破关键是用于综合研究的地震剖面要有较高的信噪比和分辨率,深层与浅层能量均衡.因此,国内外对地震波衰减机理和补偿方法进行了大量研究.本文综述了基于岩石物理和散射理论的地震波的衰减机理,重点概括了地震波衰减的影响因素,指出衰减与孔隙度、频率、温度、压力、岩性等因素有关,最后分类介绍了各种地震波衰减的能量补偿方法.     

小波域叠前地震资料衰减参数定性估计方法

叠前地震资料中,高频分量和低频分量随传播距离的衰减特性不同.本文给出了一种在小波域定性估计叠前地震资料衰减参数的方法.该方法利用连续小波变换提取共反射点道集的高、低频分量,以低频分量和高频分量之差定性反映地震波的衰减.通过累加不同偏移距的衰减,提高了估计的稳定性;采用幅度归一化方法,降低了信号幅值对衰减参数估计的影响.将本文提出方法与常用的基于叠后地震资料衰减估计方法用于某油田的地震资料处理,结果表明,本文方法得到的衰减估计结果能够更好地反映油气的空间展布.     

基于弥散-黏滞型波动方程的地震波衰减及延迟分析

地震波的衰减、储层中的流体预测和4D流体监测技术是目前石油地球物理勘探领域十分有价值的热门研究课题.该文在基于一维弥散-黏滞型波动方程正演的基础上,根据含流体地层的弥散性与黏滞性,研究和模拟含流体地层对地震波的吸收衰减特征、低频伴影现象及其在流体预测中的应用;同时,模拟和分析了地震波在含流体地层中传播而导致的延迟特征.这些特征的检测与解释方法,为基于实际地震资料的储层流体预测及4D油气田开发监测提供技术思路与有效方法.