OBC与拖缆数据的子波域匹配滤波方法研究

海底电缆(OBC)采集方式的出现,导致OBC采集与拖缆采集数据进行拼接成为三维连片地震资料处理中的一个重要环节.由于采集方式不同,数据在振幅、频率、相位等方面均存在较大差异.为了消除和减小这些差异,为后续的地质解释和油气预测提供便利,本文提出了一种在子波域的1范数匹配滤波方法来计算匹配滤波因子,以用来提高OBC数据和拖缆数据的匹配精度,改善连片处理的数据品质,为后续的地质解释和油气预测提供便利.通过实际资料检验,子波域匹配滤波方法在OBC与拖缆数据拼接应用中取得了较好的效果.     

平面网格位场数据的空间域非线性曲率滤波方法

剖面测线位场数据的空间域非线性曲率涯波方法能够较好地分离提取剖面到线位场的趋势和剩余异常，本文首次将该方法推广应用到平面网格位场数据情况，为平面网格位场的趋势和剩余异常的分离提取提供了一种新的实用方法。在新疆某地区的实例计算表明，本文提出的平面网格位场数据的空间域非线性曲率滤波方法的应用效果好、计算速度快。     

模板匹配滤波技术在地震数据处理中的应用

模板匹配滤波技术(Matched Filter Technique,MFT)是一种近几年发展迅速的可用于检测遗漏信号的算法,在图像识别、行星探测等众多领域均有广泛应用。在地震学中,该技术通过扫描连续波形找出模板事件附近发生的、与模板事件相关性较好的遗漏地震事件,可用于完善地震目录,实现对地震活动性以及区域应力状态的更好刻画。本文综述了模板匹配滤波技术在地震数据处理中的应用,首先概述基本原理,其次介绍该方法用于探测各类地震事件的实例,包括前震和余震、远程动态触发地震、诱发地震和非火山震颤等,最后展望了用于提高算法效率及探测精度的一些改进方法。     

过渡带拼接地震资料处理方法研究

本文针对滩海过渡带及多个相邻区块资料拼接的工区情况,提出了一系列的解决方案:包括匹配滤波因子的计算、时差的判别、相位差判别,频率匹配,异常能量压制,振幅补偿等联合处理方法,最终很大程度上实现了包括能量差、频率差、时差以及相位差的消除,有效解决了由于滩海过渡带地表条件极其复杂,地震激发、接收环境差、差异大而引起的地震资料分辨率与信噪比低、成像和一致性差的问题.     

匹配滤波方法研究2016年意大利中部MW6.0地震的余震迁移

2016年8月24日意大利中部发生M_W6.0地震,2个月之后,震中附近相继发生M_W5.5、M_W5.9、M_W6.5地震。研究这几次较大地震间的相互触发作用及机制十分必要,然而在大地震之后传统地震目录通常缺失很多余震事件,缺失的余震事件包含着早期余震时空分布和迁移规律的信息,为完善余震目录本文利用匹配滤波方法对M_W6.0地震后80天内的连续数据进行余震检测,得到了数十倍于模板数量的新检测事件,检测事件与模板事件组成的新余震目录完备震级为1.0,提高了地震目录的完备性。依据新余震目录进行余震时空分布研究,结果显示M_W6.0、M_W5.9、M_W6.5地震的早期余震迁移规律不同。M_W6.0地震的早期余震沿着断裂走向同时朝两侧迁移;而M_W5.9、M_W6.5地震的早期余震向南、北迁移表示出不对称的特征。通过拟合余震迁移前端发现,M_W6.0、M_W5.5地震的早期余震朝着随后较大地震的方向迁移,且较符合lgt的特征,表明余震迁移可能与慢滑动有关。     

重力异常分离的小波域优化位变滤波方法

在重力异常分离中,频率域滤波分离方法是以全局数据频谱特征设计针对性的滤波器实现的.滤波器参数与空间位置无关,因此无法针对局部数据频谱特征动态调整滤波器参数.针对该局限性,在小波域滤波理论和优化滤波方法的基础上,本文研究提出了小波域优化位变滤波法,该方法具有空间变化滤波能力,在不同空间位置实现不同的滤波器特性,从而能实现局部数据频谱与全局数据频谱存在较大差异的重力异常分离问题.理论模型数据分离实验结果表明,在局部数据频谱与全局数据频谱差异较大的情况下,该方法相对于Butterworth滤波和优化滤波等方法具有优势.最后,用一个实例进行检验计算,体现了所提方法技术的效果和应用前景.     

基于地震子波支撑和Curvelet域稀疏约束的面波衰减方法

面波噪声衰减是地震数据处理流程中的重要一环,传统的面波衰减方法主要依靠面波与有效信号的几何特征差异,在变换域中将两者进行分离.受复杂近地表因素的影响,面波往往呈现非线性特征,并且在变换域中面波与有效信号存在部分重叠,这都导致面波噪声与有效信号难以彻底分离,消除面波的同时也损伤了有效信号.针对这一问题,本文综合利用Curvelet变换对地震数据的稀疏表征特性以及地震子波支撑来构建方程,通过Curvelet域稀疏约束来恢复压制面波时损失掉的有效信号.文中对该方法进行了模型试算和实际资料处理,处理结果表明:本文方法能够在一定程度上恢复损失的有效信号,提高了面波压制方法的保幅性.     

单船拖曳可控源电磁数据自适应分频匹配滤波消噪方法

海洋可控源电磁法(MCSEM, Marine Controlled-Source Electromagnetic Method)是一种工业化的主动源海洋电磁勘探方法, 近年来在海底油气资源探测中收效显著, 通过测量海底地下介质的电阻率变化, 能够有效降低地震勘探方法的多解性.MCSEM的工作方式主要有单船拖曳与双船拖曳两类.单船拖曳信号具有强时变特征, 近、中、远收发距信号强度变化极大.由于海水环境较为复杂, 数据受到洋流、背景场、仪器等多种因素干扰, 使得小收发距数据信噪比较高, 中、远收发距数据信噪比较低, 因此MCSEM数据随机干扰压制方法的研究难点在于适应数据的强时变特征.本文利用发射机数据与接收机数据的时间(空间)和频率对应关系, 提出基于正则化条件和衰减函数约束的自适应分频匹配滤波方法.该方法首先通过计算原始接收机数据基频的振幅随偏移距变化(MVO, Magnitude Versus Offset)曲线获取衰减函数, 然后利用该衰减函数将发射机所有频点数据进行振幅衰减, 减低MCSEM发射机与接收机数据对应振幅的强时变差异, 最后利用基于整形正则化条件的自适应匹配滤波方法压制接收机数据中的强振幅随机噪声.模型数据与实际数据的处理结果表明, 本文提出的方法能够有效压制MCSEM数据中不同收发距的随机噪声干扰, 保护具有强时变特征的接收机数据, 提升整体数据质量.

     

基于小波包变换的滤波方法

基于小波包变换的基本原理,提出了对不同频率范围的信号和噪声进行滤波处理的方法．利用该方法可将噪声与信号分离以及将不同频段信号分解,从而达到滤波的目的．仿真结果表明,小波包变换具有许多其它分析手段所不具备的优点,是一种有效的滤波方法,可应用于地震信号的预处理     

利用相关域小波变换进行SWD资料预处理

随钻地震(SWD)的波场十分复杂,对钻头有效信号和地表机械干扰成分的分析是SWD重要的资料预处理步骤.本文利用有效信号和噪声带有周期性或时延差异等时间结构特征,引入相关域小波变换进行SWD信号检测和分析.有效信号在钻柱内往复多次传播,因而带有严格的周期性,泥浆泵等机械发出的噪声也是周期性的,这些成分在自相关域内可以得到很好的凸显.SWD波场的各种成分,由于到达各个接收道的时延不同,在互相关域的特定时延处也能够得到凸显.利用小波变换对这些在相关域内得到凸显的成分进行多分辨分析,能够获得优势频率范围、周期、衰减等主要特征.根据这些信息,设计出合理的SWD处理方法,初步得到了有效信号的直达波.数据试处理结果表明,相关域小波变换是随钻地震的一个有效的预处理方法.     

时空域同步挤压小波变换联合面波压制方法

面波是影响地震资料品质的主要因素之一,压制面波干扰是地震资料处理的重要步骤之一.传统的面波压制方法在时频分辨率以及处理结果的信噪比方面存在固有缺陷,不利于面波能量的压制.本文将同步挤压小波变换推广至一维空间域,并提出了一种使用时域和空域同步挤压小波变换联合压制面波干扰的新方法.该方法首先利用时域同步挤压小波变换分离原始地震记录中的面波,为减少分离过程可能对低频有效信号造成的损伤,将初次分离出的低频数据体进行空域同步挤压小波变换,得到空间波数谱,确定面波区域并对该区域同步挤压小波系数充零,压制面波干扰,提取有效信号,将提取出的有效信号重构结果叠加到已分离面波的地震记录中,实现对面波干扰的联合压制.理论和实际资料处理表明,时域同步挤压小波变换和空域同步挤压小波变换联合方法能在有效压制面波干扰的同时,极大程度减少了对有效信号的损害,提高了地震资料的信噪比.

     

地震记录小波域高阶相关叠加技术

水平叠加技术能够有效地压制随机噪声和多次波,但是对于由于相邻道的噪声表现出相关性和一致性而产生的某些相干干扰,常规的叠加技术容易产生假的同相轴,难以取得较高的信噪比.基于小波理论和高阶统计理论本文提出了小波域高阶相关叠加技术(HOCS),其基本原理是将经动静校正的CMP道集变换到小波域,然后在小波域求取高阶相关系数,进而加权叠加.数值实验和实际资料计算的结果表明,此方法比常规叠加更能够有效地提高信噪比,剔除常规加权叠加无法抑制的某些相关噪声.     

利用零偏移距VSP资料在小波域计算介质Q值

讨论了地震子波为一般零相位子波情况下,利用零偏移距垂直地震剖面(VSP)资料在时-频域计算Q值方法．以Morlet小波为基本小波,基于单程波传播理论, 在地震子波为一般的零相位子波情况下,推导出了在时-频域计算Q值的公式．通过对横坐标作恰当的非线性变换后,该公式在形式上与地震子波为脉冲时的计算公式类似．文中采用VSP正演记录,验证了本文提出的方法的正确性．文中还讨论了在时-频域恰当地选择有效频带,降低反射波对Q值计算结果影响的方法．     

三参数小波及其在地震资料分析中的应用

提出了一类含有三个可调参数的分析小波（称为三参数小波）,通过选择这三个参数,可使其最适合于所给定的问题．Morlet小波及改进的Morlet小波是其特例．通过对三参数小波中的参数加以约束,可以获得一类新的近似解析小波．论证了通过恰当的选择参数,三参数小波不仅适合于分析包含慢变频率和振幅分量的信号,而且也适合于包含快变分量的信号．以三参数小波为分析小波,提出了一种用于薄互层地震资料分析的方法．该方法能够刻画薄互层的沉积旋回,也能研究薄互层内部的局部结构,并采用模型资料验证了方法的有效性．     

航磁水平分量数据的均衡滤波位场边缘增强研究

航磁矢量数据包含异常的强弱与方向信息,能够有效减少反演的多解性,从而提高数据处理与解释的精度和可靠性.因此,我们提出了航磁水平分量数据的均衡滤波位场边缘增强技术,提高了场源边界识别的分辨率.组合模型试验证明此方法不仅能够有效均衡不同埋深的地质体的异常信息,而且能提高对于相近或叠加地质体的识别能力.将此方法应用于新疆启鑫地区实测航磁矢量数据处理,结果表明,此方法使研究区弱异常得到了有效的均衡与增强,获取了更加清晰的位场边缘细节信息,结合研究区地质概况推断出29条断裂构造线,为研究区构造演化的推断与解释提供了更加丰富的参考依据.因此,该方法在应用航磁矢量数据进行位场边缘研究方面具有重要意义,为航磁矢量数据处理与解释提供了新的技术支撑.

     

Investigating the effect of data quality on time domain electromagnetic discrimination

Using field data and numerical simulations we investigate the effect of data quality on time domain electromagnetic discrimination. Data quality decreases when measurements contain responses not accounted for by our mathematical modelling. This can include instrument noise, inaccurately reported position and orientation information, geologic contributions to the signal, and loss of validity of the forward modelling. Survey design is critical to data quality in order to have sufficient sampling of data anomalies, and also to ensure that each target is illuminated such that both the axial and transverse components of the polarization can be excited and measured. For dipole model based discrimination algorithms, success is contingent upon the accuracy with which the components of the polarization tensor can be estimated. Field data from different survey modes are analysed to identify noise sources and provide quantitative estimates of the noise in each survey. Inversion results show that increased noise levels lead to greater spread in recovered parameters. Monte Carlo simulations are performed in order to investigate the importance of other data quality factors. Analysis of inversion results from the simulations show that anomaly size, signal to noise ratio, positioning error, line spacing and station spacing all play a role in the spread of recovered parameters. Through the analysis of our simulation results we propose a figure of merit as a means of quantifying different data quality factors with a single number and relate this number to the accuracy with which parameters can be estimated.     

Deep exploration using long-offset transient electromagnetics: interpretation of field data in time and frequency domain

In the framework of the Deep Electromagnetic Soundings for Mineral Exploration project, we conducted ground-based long-offset transient-electromagnetic measurements in a former mining area in eastern Thuringia, Germany. The large-scale survey resulted in an extensive dataset acquired with multiple high-power transmitters and a high number of electric and magnetic field receivers. The recorded data exhibit a high data quality over several decades of time and orders of magnitude. Although the obtained subsurface models indicate a strong multi-dimensional subsurface with variations in resistivity over three orders of magnitude, the electrical field step-on transients are well fitted using a conventional one-dimensional inversion. Due to superimposed induced polarization effects, the transient step-off data are not interpretable with conventional electromagnetic inversion. For further interpretation in one and two dimensions, a new approach to evaluate the long-offset transient-electromagnetic data in frequency domain is realized. We present a detailed workflow for data processing in both domains and give an overview of technical obstructions that can occur in one domain or the other. The derived one-dimensional inversion models of frequency-domain data show strong multi-dimensional effects and are well comparable with the conventional time domain inversion results. To adequately interpret the data, a 2.5D frequency-domain inversion using the open source algorithm MARE2DEM (Modeling with Adaptively Refined Elements for 2-D EM) is carried out. The inversion leads to a consistent subsurface model with shallow and deep conductive structures, which are confirmed by geology and additional geophysical surveys.