高分辨率地震信号瞬时特征分析方法

基于常规复数道分析方法计算地震信号瞬时特征参数,用于常规地震剖面解释中,其精度完全可以满足要求。但对高分辨率地震勘探,特别是对薄层的研究,其精度就不够了。在充分研究常规复数道分析算法及应用效果的基础上,提出了能够用于高分辨率资料解释的新复数道分析的方法。模型算例和实际资料处理结果表明,该方法可以有效地提高地震资料的分辨率。     

利用微机实现地震资料的复数道分析技术

地震资料的复数道分析技术越来越受到人们的重视，它已广泛地应用于地震勘探的各个领域。在高分辨率地震勘探中，瞬时频率、瞬时相位剖面可以用来检测小幅度断层构造，在储层和岩性预测中，三瞬剖面可用来定性地识别岩相变化，在日益发展的浅层地震勘探中，复数道分析也已得到了广泛应用。如瞬时频率剖面可以帮助人们对金属矿的反射界面进行分析和解释。然而，目前复数道分析技术主要还是在地震资料专用处理机或工作站上实现的，硬件环境比较苛刻，这就限制了该技术的广泛应用。本文对复数道理论和算法进行了分析，并在微机上予以实现，理论和实际资料处理结果是令人满意的     

复信号分析技术在地质雷达信号处理中的应用

作者利用复信号分析方法分离出地质雷达信号的瞬时振幅、瞬时相位、瞬时频率等参数,通过一维数值模拟对其进行多参数分析,并进行了工程应用。模拟实验和工程实测表明,地质雷达瞬时相位有助于提取深部弱信号;瞬时振幅与瞬时频率为进一步进行土层和岩石特性方面的研究提供了依据;多参数综合分析方法对提高地质雷达图像解释的准确性具有重要意义。     

探地雷达图像数据处理及应用研究

对探地雷达数据构成及干扰来源进行了分析,利用均值法去除背景噪声;运用HIL-BERT变换数据处理技术得到雷达图像的瞬时振幅、瞬时相位和瞬时频率等瞬时剖面图像,以提高图像的分辨力,增强目标识别的准确性。通过对工程实际探地雷达图像数据的处理,验证了方法的有效性。     

探地雷达在桥塔塔基岩溶勘查中的应用及信号分析

以湖南省张家界—花垣县高速公路岩溶勘查为例,探讨探地雷达在竖直型岩溶勘查中的应用和效果;同时,说明复信号分析方法在探地雷达数据处理中的有效性。竖向岩溶的横向规模小,在雷达图像中相应的异常范围比较窄,异常不易分辨。首先对原始采集信号进行二维空间域滤波,再对信号进行Hilbert变换,提取雷达信号的瞬时振幅、瞬时相位和瞬时频率,然后对这些处理后的信号进行综合分析。研究结果表明,二维空间域滤波可大大消除高频噪声的干扰,提高信号的信噪比,多参数综合分析可提高探地雷达解释的精度,最终的钻探成果也验证了反演解释结果的正确性。     

特殊剖面在陷落柱研究中的应用

本文探讨了陷落柱在地震三瞬(瞬时振幅、瞬时频率、瞬时相位)剖面和拟层速度(GLOG)剖面上的反映特征,以及利用特征剖面研究陷落柱要素的方法,并指出,利用地震特殊处理剖面结合常规时间剖面识别陷落柱、研究陷落柱的特征是可能的。      

多尺度地震信号属性分析

地震信号的瞬时属性分析对地震岩性解释和烃类检测很有帮助,通过采用希尔伯特变换的复数道分析方法。利用这种方法,可以比较方便地从地震记录中分离出波的瞬时振幅、瞬时相位等参数。信号的不同频带具有不同的属性特性,而小波变换具有对信号进行多尺度分解的特性,如采用解析小波则分解后的小波系数仍为一解析信号,且其虚部是其实部的希尔伯特变换。因此根据这一特点可以研究地震信号在不同分辨率下的属性特征。     

地震瞬时属性分析技术在岩溶勘查中的应用

介绍地震瞬时属性分析技术的原理及处理方法,分别对岩溶在地震剖面、瞬时振幅剖面、瞬时频率剖面、瞬时相位剖面上的表现特征作了说明.并结合实际资料进行多参数解释,进而确定地下岩溶的发育情况、分布范围和规模,同时对异常进行钻井验证,结果表明,地震瞬时属性分析技术比常规地震处理方法能更好地排除干扰,确定岩溶异常.     

基于Hilbert-Huang变换的探地雷达信号增强及复信号分析

阐述了Hilbert-Huang变换原理,着重讨论了EMD分解应满足的条件及具体分解过程.以黑麋峰抽水蓄能电站进厂交通隧洞实测GPR剖面为例,应用EMD分解去除部分噪声,再利用Hilbert变换求取GPR剖面复信号,提取瞬时振幅、瞬时相位、瞬时频率3个参数,绘制出相互独立的瞬时参数剖面图,根据不同地质状况进行多参数综合解释.结果表明,该方法避免了使用单一时距剖面分析所造成的解释偏差,能够更好地对异常信息做出反映,提高了GPR数据的解析精度.     

煤层在三瞬地震剖面上的响应特点和厚度反演研究

对于地震勘探的频率范围而言,煤层往往可视为薄层,而煤层厚度的预测是煤田勘探和开发时至关重要的一步,这一问题至今已有许多振幅统计方面的解决办法。在本文中,我们通过薄层的地震波响应,找出了薄层及其厚度在复数域中的预测方法。并得出结论,薄互层及薄层厚度的变化对地震波的瞬时振幅、瞬时相位及瞬时频率都有直接影响,通过地震记录的复数道分析,可以预测煤层厚度的横向变化,并可以利用薄层及薄互层的地震波响应规律来反演煤层厚度。     

探地雷达复信号分析的几点讨论

采用H ilbert变换的复信号分析方法,求取相位时对噪声很敏感,所以分析前的滤波处理是非常重要的,常用的反正切求取相位角方法,不利于求取包含真实反射信息的相位θ(t)。针对以上两个问题,采用了与探地雷达垂向分辨能力相关的尺度,对原始数据进行了滤波操作。滤波后的数据保证了与原始数据相同的分辨能力,有效地压制了干扰信号。同时,具有良好的数学性质,为复信号分析提供了有利的条件。利用反余弦计算相角,方便了程序设计,且求得的相角易于变换为真实相角(ω0t θ(t)),为提取真正与反射信息相关的相位θ(t)提供了便利。应用优化方法求解瞬时相位、瞬时频率等信息,将真正与反射信息相关的θ(t)与ω0t分离,提高了分辨能力,同时还可得到ω0随时间变化的曲线,为分析探地雷达的频散现象提供了依据。     

高精度分频相干加强技术在微小断层识别中的应用

随着致密油、页岩气等非常规能源领域勘探程度的加深,特别是水平井位的大规模部署,微小断层的准确识别比以往更加重要。本文利用扩散滤波技术在压制噪声的同时能够增强地震同相轴横向连续性、使断点更加清晰、以及微小断层在窄频带地震数据中断层特征明显的特点,提出了一种基于高精度快速匹配追踪的分频相干加强微小断层识别方法。与常规短时窗傅氏变换谱分解技术相比,基于匹配追踪的谱分解技术更适用于地震信号非平稳性的特点。为了在保证匹配追踪算法计算高效性的同时进一步提高计算精度,对其进行了相应的改进：采用可变尺度参数的Morlet小波构建时频原子库,利用二阶微分复数道分析技术得到高分辨率三瞬参数,最后给出了具体的实现步骤。实际数据应用表明,与常规相干体技术相比,分频相干加强技术对微小断层的反映更为清晰、准确,而且对河道边界和岩性发育区等地质信息也有更好的反映。这不但为非常规勘探（以水平井钻探及大规模压裂为核心技术）提供了更详细的地质信息,而且在高含水老油田的剩余油开发中也将发挥更大的作用。     

连续小波变换在探地雷达信号分析中的应用研究

广泛应用于工程勘探的探地雷达,由于其发射的高频电磁波在介质中迅速衰减、受环境噪声大等因素影响,探测剖面难以对相对较深的异常体有较好的响应.复信号分析提取三瞬参数可多角度分析信号,并能突出弱反射信息,但易受噪声干扰,且常规的滤波方法不能有效地去除这一干扰.将具有时～频双重局限性的小波变换引入到复信号分析中,解决了复信号分析易受噪声干扰的问题,恢复了其对异常提取的能力.将此算法用于实际雷达探测数据处理中,取得了良好的应用效果.     

活断层的地震响应特征与瞬时地震属性

活断层探测是断层活动性评判的基础,也是天然地震灾害预防的依据,而浅层地震勘探是活断层探测的有效方法之一;而目前利用浅层地震方法评判断层活动性的能力亟待提高.通过构建了不同宽度破碎带的活断层理论模型,采用二维粘弹性波动方程有限差分法进行了波场响应特征模拟,运用希尔伯特变换方法提取了瞬时频率和相位属性.结果表明:地震水平叠加剖面和瞬时属性相结合可有效获取穿过第四系活断层的响应特征和实现断层活动性评判;当相干噪声达到30%时,水平叠加和瞬时频率属性剖面已难以追踪第四系中弱反射信号,而瞬时相位属性剖面仍可有效追踪;在实际活断层判定中,水平叠加、瞬时频率与瞬时相位地震属性剖面均可判断断层的存在,而穿过第四系的断层 (或破碎带) 特征瞬时相位属性最为明显和突出,水平叠加剖面次之,瞬时相位地震属性是判定断层活动性的重要和有效的属性.      

瞬变电磁法在地下金属物体探测中的应用

一种无损高分辨率电磁探测技术（TEM）－瞬变电磁法，它不同于探地雷达。它应用探测的电导率数据成图，可提供解释出地下埋藏的金属物体及相关信息，主要用于地下环境工程、市政工程、考古、军械遗弃场地的普查探测等领域，在设计、开挖、施工过程中，能够充分了解地下金属物体（金属管线等）的分布及地质情况，也能充分利用探测成果在盲区做集中、具体的工作。由高分辨率瞬变电磁技术所得的信息是非常重要的。     

基于探地雷达单道信号处理的岩溶分析方法

探地雷达（GPR）作为岩溶隧道超前地质预报的主要手段广泛运用于隧道岩溶探测,但GPR自带分析软件所得时间剖面图只能进行岩溶定性分析,无法较准确地确定岩溶的位置、大小和形状。基于此,提出一种基于GPR原始数据的单道信号计算岩溶位置和大小的方法。具体做法主要包括：先用地质雷达自带分析软件确定岩溶位于哪几道信号上,再将这几道信号的数据利用自编程序提取并作Hilbert函数变换,绘出信号的瞬时振幅、相位和频率图（三瞬图）,根据每道三瞬图图像突变的位置确定岩溶的起、终点,最后联合各道计算结果确定岩溶的位置、大小和形状。上述方法在赣龙铁路中复隧道DK189+135、DK189+75断面岩溶探测中得到了成功运用。实践证明,该方法能较准确地确定岩溶的位置、大小和形状,是基于探地雷达探测岩溶分析的可行方法。     

面元细分处理资料的分辨率定量评价

以永新工区高精度采集的地震资料为例,对高精度勘探的面元细分方法及细分处理资料的分辨率进行了评价。首先给出了面元细分的方法及面元细分对地震资料分辨率的影响,介绍了现有的一些分辨率计算方法。对于纵向分辨率,主要从λ/4传统薄层分辨率和高截频二个方面进行了讨论;对于横向分辨率,从菲涅耳带半径、防空间假频、Lindsey分辨率定义、考虑偏移孔径的分辨率等四个方面进行了分析、比较。通过研究,得出了有一定借鉴意义的结论:①在现有常规检波器条件下,面元细分处理对地震资料的分辨率影响较小,其变化不大;②在单道记录信噪比已较高的情况下,想通过提高覆盖次数来提高资料的分辨率,其提升空间有限;③就横向分辨率而言,考虑偏移孔径的计算方法,结果比较准确;④对于东部地区,从性价比上考虑,覆盖次数150,200已能满足要求,太高的覆盖次数没有从本质上改进资料的质量。