叠前面波干扰压制方法的研究与应用

结合大庆油田某工区面波能量的时间和空间的分布特点 ,分析归纳了面波的 3种主要类型。在重点考虑有效信号特征的基础上 ,充分利用计算机技术处理的交互功能 ,采用了视速度变换、奇异值分解、自适应振幅均衡等方法 ,研制开发了有针对性的处理软件模块。通过数据处理 ,获得了较好的实际应用效果。     

频率域单程方程三维叠前正演中的波场替换

利用定位原理进行三维叠前正演,仅靠单程声波方程的延拓即可形成复杂地质条件下的正演记录,运算效率高无多次反射出现。但速度模型中对于过大或过小的速度常使波场在延拓时有频率和波数成分的损失,这种损失引起波场畸变并严重影响正演记录的质量。本文采用波场替换技术,在每次延拓时用零相位子波形成一个同时保留了原波场的动力学特征与空间位置信息的新波场,然后用新波场取代原畸变波场并参与正演记录合成。在频率域单程方程三维叠前正演中特别适合做波场替换,因为震源脉冲与接收响应(均可视为点脉冲)的延拓波场在形态上相似,而且在延拓波场中每道记录之振幅包络只有一个极值点。理论试算结果表明,采用波场替换技术后最终正演记录质量比替换前有了很大改善。     

基于波场延拓的多次波压制技术及其改进

水层多次波是海上地震勘探过程中的一个重要干扰因素。为压制水层多次波,本文在倾斜模型条件下采用基本的正向延拓方法去除多次波,取得了较好的压制效果。在此基础上实现了弯曲水底情况下正、反向波场延拓方法压制多次波;经对比发现,反向延拓方法克服了复杂水下介质情况下对格林函数求取的干扰,消除多次波效果更好。     

基于S-变换的面波压制技术

对得到信噪比和分辨率较高的地震记录,做好地震资料的地质构造解释十分必要,而压制面波是提高信噪比和分辨率的一项重要技术,本文提出用S-变换来压制面波的方法,该方法是将时间域地震信号变换到时频域,在时频域去除面波,再变换回时间域,其结果是滤掉面波的地震信号。针对这种技术,给出实施流程,并将其应用于含有面波的理论模型和实际资料中。理论模型和实际应用效果表明,该方法能有效地压制面波,并保持了地震记录的其他特征,其结果不会出现空间假频的现象：同时,还具有适应性强、效果好等特点。     

叠前逆时偏移去噪波场分离法与其他方法的比较

基于双程波动方程的逆时偏移(RTM)具有原理简单、无倾角限制、具有可以适用于速度任意变化的模型,对各类波正确成像等优点,但采用互相关成像条件会产生严重的低频噪声问题。笔者分析低频噪声的产生机制后提供了一个有效的波场分离去噪方法,将震源和检波点波场分离成不同方向的单成波分量,只对有效路径上的分量进行互相关成像,从而达到去除噪声的目的。并通过模型测试对比了坡印廷矢量滤波、拉普拉斯滤波、波场分离滤波这三种方法的去噪效果,结果表明基于波场分离的去噪方法效果更好。     

压制截断效应的Radon变换在波场分离中的应用

由于离散运算,Radon变换方法中存在截断效应,传统的最小二乘约束反演并不能有效抑制这种效应。介绍了一种频域空间稀疏约束算法,在反演迭代过程中,根据前一次迭代的结果,通过贝叶斯原理将加权矩阵与前一次迭代的结果联系起来,得到新的加权矩阵;然后求解这个加权矩阵方程,得到频率域的稀疏解。比较了用最小二乘反演和压制截断效应的Radon域变换的效果,后者效果明显优于前者。模拟了一个5层的水平地层的地质模型,用这种压制截断效应的Radon变换进行了VSP资料的上下行波场的分离,得到了较好的效果。     

叠前非局部平均滤波压制随机噪音

非局部平均滤波方法的去噪性能优异,但其在地震资料处理中的应用刚刚起步。该方法利用数据具有的结构冗余,以包含局部结构的小窗口或邻域为单元,利用局部结构相似性进行加权运算,增强有效信号,压制随机噪音。针对叠前地震资料数据量大、噪音背景强、局部结构简单;原始非局部平均算法对每一点滤波,需要对数据体内所有点计算权系数后进行加权计算,计算量大,对强噪音背景适用性差等不足,对原始非局部平均算法进行了改进,主要包括：基于速度谱的搜索窗口分割;基于梯度域奇异值分解的局部结构相似集选择方法;基于相似集大小的自适应滤波参数选择方法。试验结果表明,该方法改进后对于叠前地震数据的随机噪声具有较好的压制作用。     

弹性波叠前逆时偏移

利用弹性波一阶速度—应力方程,采用交错网格高阶有限差分法进行震源波场的模拟和接收波场的逆时外推,并结合了能流密度矢量的互相关成像条件,实现了弹性波叠前逆时偏移,且能很好的消除叠前逆时偏移中的假象干扰.笔者通过一个二层模型和一个金属矿模型进行了叠前逆时偏移成像,结果证明所述方法可以有效地消除假象干扰并能对复杂陡倾角界面进行清晰地成像.     

叠前深度偏移技术

叠前深度偏移技术摆脱了常规叠后时间域处理要求时距曲线是双曲线的简单假设,可以适用于各种复杂构造。本文阐述了叠前深度偏移的基本原理、处理流程以及在煤田二维、三维地震资料处理中初步的应用效果。文章最后指出：为了提高煤田复杂地区地震勘探的效果和解释精度,开展叠前深度偏移势在必行。     

联合PP、PS波叠前AVA反演方法

从单一pp波数据中提取出来的弹性参数与岩性以及孔隙内流体之间的联系是不充分的,这就造成了在油藏的解释中包含有大量的不确定性.通过加入PS波数据信息,可以有效降低反演的多解性,提高反演的稳定性.笔者所研究的反演方法是基于精确的Zoeppritz方程,利用广义线性反演方法,通过迭代的思想来反演出纵波速度、横波速度和密度.该方法相对单一pp反演可以有效提高横波速度的估计精度.     

基于面波模拟和曲波变换的去噪技术

面波是陆上地震资料的主要干扰噪声,目前主要采用基于十字交叉排列的FKK（频率-波数-波数）面波压制技术;但其效果不理想,会损害部分有效信号的低频能量。针对此问题,提出一种面波模拟和曲波变换联合压制面波的技术。首先利用面波模拟逐级压制基阶、一阶和二阶面波;然后,再采用曲波变换方法压制残余面波。实际地震资料的处理结果表明：与三维FKK滤波相比,本文所述方法在压制面波的同时,能够保持反射波的低频信息,提高了信噪比。该技术是一种相对保幅的压制面波方法。     

基于小波变换的盆地沉积-构造波动分析

波动分析是一种定量研究盆地沉积-构造演化的方法.本文分析了滑动窗口法在盆地沉积波动分析数理方法中的诸多不足,采用小波变换的多尺度分解思想对研究区19个点处的信号做了处理,方法是使用db4小波对沉积速率直方图做Level9次分解.结果表明:以东营凹陷616-2点为例做沉积波动分析发现,通过小波变换可以获得能量波(A)、次能量波(n)、沉积演化波(g)和高频波(l)四个分解波,其中周期波n、g、l的周期分别是91、50、14 Ma;平面对比各分解波发现,能量波反映的是盆地沉积的整体趋势和盆内某点的平均沉积速率,次能量波反映的是盆地构造演化周期和断陷结构,沉积演化波反映的是板块聚敛控制下的盆地沉积-剥蚀演化,沉积干涉波反映的是盆地多尺度周期波叠加所呈现的地层沉积速率;空间尺度波动分析表明,一期构造运动会在空间内产生一个特定的构造波,而多个构造波在空间内会有规律地相互干涉,即产生多期构造叠加.     

基于S变换的瑞利面波频散分析

提取面波频散曲线是面波资料处理中最关键的一步。由于时频分析方法的局限,提出了利用S变换进行瑞利面波频散分析的方法,并给出了具体算法。该方法在时间频率域中计算相邻两道面波记录同一频率的时间差,再利用道间距除以该时间差来得到该频率对应的相速度,这样避免了在道间距较大的情况下,传统的相位谱法可能造成相位差的缺陷。通过理论模型和实际资料对该方法进行了验证。结果表明,该方法能够提高瑞利面波频散曲线的提取精度,而且算法简单,具有一定的实用性。     

人工冻土波速及爆破性的研究

从理论上分析了人工冻土波速与爆破性的关系,进行了冻结砂土、冻结粘土在３个不同温度下（－７℃,－１２℃,－１７℃）的纵波速度、横波速度和冻土爆破性试验．结果表明,纵波速度与变形能系数关联度最大,纵波速度能较好地反映冻土的爆破性．     

浅层地震反射法在城市活断层勘查中压制干扰方法探讨

利用浅层地震反射法可勘查城市活断层，但城市干扰源较多，特别是车辆、建筑施工等干扰非常严重，给地震勘探和资料处理带来很大困难。根据各种干扰源的动力学特征，为压制干扰波，采取合理选择施工时间，激发接收参数及排列方式等措施。在数据处理中，利用滤波剩余静校正等方法提高信噪比，并对时间剖面进行相关一差分分析识别断层。     

地震波场模拟中的褶积微分算子法

褶积微分算子是将偏导数算子的带限傅氏谱进行反傅氏变换得到的,具有对称或反对称和衰减速度快的特点。根据频谱分析理论,选用序列在结束时能光滑趋于零的截断窗口将褶积算子截断,结合考虑微分算子守恒定律,将褶积算子中心值进行修正,得到适合于波场模拟的最优权系数。给出用褶积微分算子模拟声波波场的实现途径与实例。理论分析与模型试算证明了褶积微分算子法的正确性与有效性。     

基于岩石物理模型的页岩孔隙结构反演及横波速度预测

准确预测储层的等效孔隙纵横比对页岩储层岩石物理建模及横波速度预测具有重要意义。为分析页岩储层孔隙纵横比及预测横波速度,提出了基于岩石物理模型的页岩孔隙纵横比反演及横波速度预测方法。本文首先通过岩石物理模型建立岩石的纵、横波速度与孔隙纵横比、孔隙度和矿物组分等参数之间的定量关系,寻找最佳孔隙纵横比;然后通过使理论预测与实际测量的纵波速度之间误差达到最小的方式反演孔隙纵横比,并以此为约束预测横波速度。实际测井数据反演结果表明,龙马溪组页岩地层的孔隙纵横比稳定,而围岩的孔隙纵横比变化范围较大;说明与围岩相比,页岩的孔隙结构更为稳定。同时,预测得到的页岩横波速度与实测横波速度的误差较小,另外对于缺少矿物组分资料的页岩层段,用平均矿物组分预测得到的横波速度误差仍较小;说明与矿物组分相比,龙马溪组页岩的纵、横波速度对孔隙纵横比参数更敏感。综上所述,利用该方法可预测到较为准确的等效孔隙纵横比和横波速度。     

水对不同岩石声波速度影响的研究

通过分析不同成因类型岩石的声波速度,提出了水对不同岩石声波速度的影响,从岩石孔隙及隐微裂隙的发育程度及岩石的水理性质解释了在水的作用下岩石声波变化规律,利用这些规律可以初步判断岩石的隐微裂隙发育程度及水理性质。     

基于OC-Seislet变换的海洋涌浪噪声衰减方法

在海上地震资料采集过程中,涌浪噪声是一种常见的噪声干扰,这类噪声一般表现为低频、强能量、长周期,使用一般的方法很难在去噪的同时达到信号保真的效果。笔者针对该噪声的特征,选取了基于波动方程炮检距连续(offset continuation,OC)算子的OC-Seislet变换方法进行消噪处理;该方法应用OC算子来表征复杂波场,对含噪声数据进行压缩,在变换域通过软阈值处理实现信噪分离,再将结果反变换到数据域,从而达到去除涌浪噪声的目的。通过对模型数据和实际数据的处理,验证了OC-Seislet变换方法能够在去除原始数据中涌浪噪声的同时,最大程度地保护复杂构造下的地震波信息。     

利用常规测井资料基于岩石物理和多矿物分析反演横波速度

测井横波速度是测井地震联合反演的重要标定参数.为克服大量老井缺少横波速度资料和现有横波速度估算方法的不足, 基于孔隙介质岩石物理理论, 通过常规测井资料求取多矿物组分, 利用VRH模型求得地层的等效弹性模量; 最后利用纵波速度作为约束条件, 根据Biot-Gassmann方程得到地层横波速度.计算结果与实测结果对比表明, 平均相对误差限在5%左右, 与Xu-White模型相比, 该方法物理意义更为明确, 使用更简便, 计算精度提高一倍左右.