井约束非稳态相位校正方法

在地震勘探资料处理中,子波的零相位化有助于提高地震资料的分辨率、改善叠加剖面的质量.常规的相位校正方法是利用测井合成记录对井旁地震记录进行相位估计,然后对整条剖面进行常相位校正,该方法没有考虑地震子波相位的非稳态性（相位随时间和空间变化）.虽然通过局部相似度方法利用最大方差模准则或包络最大相似度准则可以估计出随时间和空间变化的相位属性,但是由于零相位判别准则本身具有一定的局限性,因此精度有限.针对这一问题,本文在局部地震属性和局部平面波模型下,提出了一种井约束的非稳态相位校正方法,该方法不仅考虑了子波相位的非稳态性,而且充分利用了测井合成地震记录进行相位校正精度高的优点.理论模型和实际资料处理表明,本文方法可以有效实现信号的零相位化,有利于改善叠加效果,提高资料的分辨率.     

地震数据处理中的相位校正技术综述

提高地震剖面的信噪比和分辨率始终是地震数据处理中研究的重要内容.在动静校正后的同一道集内振幅和相位相同的假设条件下,地震叠加技术能明显提高资料的信噪比.实际资料中相位差问题是影响有效反射信号实现同相叠加的重要因素之一.相位校正技术能够消除子波的相位谱差异,使子波接近或达到零相位,从而达到提高叠加剖面质量的目的.对相位校正的国内外研究现状,影响相位变化的因素,相位校正的方法原理以及判别准则进行了系统的总结和概述.通过分析总结得出:随着勘探形势的发展,地震资料中的相位问题将越来越受到人们的关注和重视,对相位的研究也将成为今后的攻关课题和研究热点.     

分时窗提取地震子波及在合成地震记录中的应用

提出了利用地震和测井资料精确提取井旁地震子波的分时窗提取地震子波方法，将此方法用于合成地震记录的制作，提高了合成地震记录与地震剖面的吻合度和分辨率，文中详细介绍了该方法的具体实现步骤，并给出了模型处理分析和实例分析。     

基于剩余动校正拉伸补偿的改进子波估计方法研究（英文）

子波估计是地震数据处理与反演中的常规步骤。同态子波估计基于地震叠加剖面进行,不需要相位的先验信息,已被长期采用。尽管会引起波形拉伸,但共中心点道集必须经过动校正(NMO)才能形成叠加剖面。即使切除拉伸较为严重的部分,剩余的动校正拉伸仍可能对叠加剖面产生影响。而较大的剩余动校正拉伸会不同程度地影响数据随时间变化的谱特性。考虑到同态子波估计是基于数据的谱特性进行的,因而对剩余动校正拉伸进行补偿,可以提高该过程的精度。本文提出了一种快速计算剩余动校正拉伸量并进行补偿的方法。本方法仅需要诸如偏移距和速度函数的有限信息,也不需要叠前处理。合成及实际数据的处理均表明该方法提高了子波估计的准确程度。     

零相位化和非线性叠加对提取气枪震源地震信号波形的影响研究

使用零相位化处理和非线性叠加方法提取低信噪比记录中的有效信号,通过定量评估结果波形的走时和振幅等信息的精准程度,探究此处理流程是否可提高提取气枪震源有效信号波形的准确性。对合成波形和云南宾川主动源实验中实际资料数据进行零相位化处理,选用相似性加权、时间域相位加权、时频域相位加权、改进的时频域相位加权4种非线性叠加方法提取有效信号。结果表明,基于上述处理方法可有效提高提取波形的准确性:(1)零相位处理可以提高波形数据的分辨率,使有效信号到时点变为波形峰值点,有利于在非线性叠加后拾取出准确的到时位置;(2)零相位化数据的非线性叠加结果卷积震源子波可基本恢复地震信号波形记录,可降低非线性叠加对有效信息的损失;(3)使用时间域相位加权叠加和相似性加权叠加方法可获得较好结果,但可能会压制低信噪比小振幅信号;基于时频域的相位加权类叠加方法对有效波形成分影响较大,但对小振幅信号保幅较好。     

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.     

子波相位与振幅属性关系研究——以DF气田为例

DF气田经过近10年的投产发现,储层含气后在地震剖面上含气砂体顶面表现为波谷特征,利用最小振幅属性寻找有利油气聚集区取得了一定的成果,相继发现了DF1-1、DF13-1以及DF13-2等大中型气田.但是经过42口井的钻探,逐步认识到并非所有强振幅区域均为有利储层,即振幅属性并非只受储层单一因素影响.通过提取各井井旁道地震子波,分析发现振幅强的区域钻探井的井旁道地震子波相位较振幅弱的区域大.针对这一问题,从一阶速度-应力方程出发,利用紧致交错网格有限差分对不同相位子波进行正演模拟.结果表明储层厚度小于相位拐点厚度时,零相位子波的最小振幅属性最小,相位角越大其振幅属性值越大;而当储层厚度大于相位拐点厚度时,零相位子波振幅属性最大,相位角越大振幅属性越小.利用振幅属性寻找油气聚集区时,应充分考虑子波相位的影响,消除由于地震子波相位不同引起的振幅能量变化.     

高阶谱混合方法地震子波估计及处理

凭借高阶累积量对噪声的不敏感性,依据地震记录高阶谱中包含的子波相位、幅值信息,提出了基于双谱和三谱混合的子波恢复方法,并对理论合成记录进行子波估计及处理模拟试验,其结果论证了该方法的可行性.同时,用本文介绍的方法对野外采集的地震资料进行处理后,其分辨率明显提高,说明了高阶谱技术在资料处理方面有相当大的潜力.     

利用零偏移VSP资料估计介质品质因子方法研究

利用峰值频率移动法估算零偏VSP资料的品质因子Q．该方法用Ricker子波和匹配地震子波分别逼近零相位和混合相位的震源子波,得到了峰值频率移动法估计Q值的公式．进而针对常规方法估计的地震子波峰值频率精度不高的问题,提出了估计地震子波峰值频率的特征结构法．通过合成零偏VSP资料的仿真试验,验证了峰值频率移动法估计Q值的正确性．仿真结果表明,与快速Fourier变换和Burg最大熵方法相比较,特征结构法得到的峰值频率和Q值精度高一些．仿真结果也表明,用峰值频率移动法估计Q值时需要选取恰当的子波参数,否则影响Q值估计的精度．     

基于偏斜度准则的地震子波相位估计方法特征研究

本文研究了基于偏斜度准则的常相位旋转地震子波估计方法的优势,并分析了偏斜度准则与峰度准则的差异性及其适用条件.主要通过数值模拟试验充分说明偏斜度准则相对于峰度准则具有更高的动态范围及稳定性.偏斜度准则克服了分析信号带宽必须大于中心频率的条件,降低了反射系数对于子波相位估计的影响.相对于峰度准则,偏斜度准则在处理低信噪比的地震资料过程中表现出了更好的稳定性和准确性.通过蒙特卡洛试验进一步说明基于偏斜度准则的常相位子波估计能够准确地估计出相位为常数的地震子波,并且子波相位估计结果对地震资料噪声水平的强弱不敏感.     

基于广义S变换的地震资料振幅谱补偿和相位谱校正方法研究（英文）

由于地下介质对地震波振幅的影响和地震波频散因素,地震波振幅和相位随时间、空间及频率的变化而发生改变,本文提出一种基于广义S变换的振幅谱补偿和相位谱校正新方法。该方法在S域中分为振幅谱补偿和相位谱校正两个步骤进行处理:振幅谱补偿是在地震记录可靠频带范围内恢复反射系数的振幅谱,其具体实现是在S域中利用谱模拟技术来拟合时变子波振幅谱,从而补偿由地层吸收所引起的振幅衰减;相位谱校正是消除子波剩余相位的影响,其具体实现是在S域中利用相位扫描来拾取随时间、空间和频率而变化的相位校正量,并由Parsimony准则来进行最佳相位判别。本文方法不需要直接求取Q值,能够适用于变Q值情况。理论模型和实际资料处理表明,该方法不仅能恢复地层反射系数的振幅谱,还可以有效消除子波剩余相位的影响,使子波接近或达到零相位,从而提高地震资料分辨率。     

地表一致性反褶积在地震勘探中的应用及效果

地震资料的反褶积处理是通过改造地震激发子波,进而消除地震激发子波在传播过程中所受的虚反射、层间多次反射和大地滤波等影响的一种地震勘探资料处理方法.反褶积的方法很多,如:脉冲反褶积、预测反褶积、地表一致性反褶积.它们之间主要区别之一在于对地震子波的假设和估计地震子波的方法.所以在处理过程中应根据不同的区域资料特征采取不同的反褶积方法.本文以河南省某煤预查区地震勘探为实例,着重总结和比较地表一致性反褶积技术在地震资料处理中的应用效果.应用研究表明,适当选择时窗和自相关步长进行自相关分析,地表一致性反褶积能够展宽频谱,压缩地震子波,并能校正地震信号的相位谱,输出零相位子波,可以较大程度地提高地震资料的分辨率,提高勘探能力.     

地震波频散效应与反Q滤波相位补偿

本文以Futterman提出的地震波振幅衰减和相速度频散表达式为基础,从井震匹配的角度出发,推导了不进行反Q滤波、仅反Q滤波振幅补偿、仅反Q滤波相位补偿,以及反Q滤波相位与振幅同时补偿四种情况下,地震波速度频散与相速度及地震记录振幅谱间的表达式,并从理论上说明了反Q滤波相位补偿的必要性.通过相同观测系统,炸药震源和可控震源分别激发采集的零偏移距VSP资料实例,验证了本文所推导的速度频散表达式的合理性;通过井震标定实例,进一步说明了反Q滤波相位补偿,可有效消除地震子波速度频散,提升地面地震资料与零偏移距VSP走廊叠加剖面的匹配度,最终提高地震资料成果的可信度.     

基于矢量预测的SIMO系统混合相位地震子波提取方法研究

针对高阶统计量混合相位地震子波提取方法的局限性, 提出一种基于矢量预测的单输入多输出系统(SIMO)的混合相位地震子波提取方法. 该方法利用二阶循环平稳统计量包含的系统相位信息, 将CMP道集视为一个单输入多输出系统的输出, 利用道集中相邻两道或多道数据通过矢量预测来构建反子波计算的方程式, 进一步进行混合相位子波提取. 利用提取出的子波相位信息对CMP道集进行纯相位滤波, 能够替代相位校正技术, 并且利用获取的反褶积算子对CMP道集进行反褶积处理, 使提高分辨率后的不同道子波振幅、 频率、 波形相一致, 提高叠加的质量. 模型试算和实际资料处理结果表明, 文中方法适用于任意相位的子波提取及反褶积处理, 且处理精度较高, 具有较高的实际应用价值.      

基于矩阵Toeplitz稀疏分解的相对波阻抗反演方法

针对利用地震道进行相对波阻抗反演中遇到的横向连续性难以保持、初始子波容错度差以及随机噪声干扰影响反演结果等问题,提出了一种基于矩阵Toeplitz稀疏分解的相对波阻抗反演方法.该方法将地震数据剖面的Toeplitz稀疏分解问题分解为两个子反演问题,其一以Toeplitz子波矩阵元素为待反演的参数,用Fused Lasso方法求解,可保证子波具有紧支集且是光滑的;其二以稀疏反射系数矩阵元素为待反演参数,用基于回溯的快速萎缩阈值迭代算法求解,大大降低了目标函数中参数选择的难度.通过交替迭代求解上述两个子反演问题可将地震数据剖面因式分解为一个Toeplitz子波矩阵和一个稀疏反射系数矩阵;然后由反射系数矩阵递推反演可以得到高分辨率的相对波阻抗剖面;利用测井资料加入低频分量后,也可得到高分辨率的绝对波阻抗剖面.Marmousi2模型生成的合成记录算例和实际地震资料算例均表明:本文方法可以从带限地震数据中有效地反演相对波阻抗,反演结果分辨率高并且能够很好地保持地震数据的横向连续性;即使在初始估计子波存在误差和地震数据被随机噪声污染的情况下也能取得较好的效果.     

用对称映射ARMA模型的零极点研究子波相位对反射系数序列反演的影响

为研究地震子波相位对反射系数序列反演的影响,在自回归滑动平均(ARMA)模型描述子波的基础上,提出采用z域对称映射ARMA模型零极点的方法构造了一系列相同振幅谱、不同相位谱的地震子波,并结合谱除法对人工合成地震记录进行反射系数序列反演.理论分析表明,子波相位估计不准时反射系数序列反演结果中残留一个纯相位滤波器,该纯相位滤波器的相位谱为真实子波和构造子波的相位谱之差.采用丰度和变分作为评价方法,在反演结果中确定出真实的或准确的反射系数序列.仿真实验和实际数据处理结果也验证了子波相位对反射系数序列反演的影响规律和评价方法的有效性,为进一步提高反射系数序列反演结果精度指明了研究方向.     

合成地震记录制作中的质量控制方法研究

合成地震记录制作中的质量控制将最终决定地震地质层位标定的精度,为此,在分析合成地震记录原理基础上,从三个环节对合成地震记录制作进行质量控制:①通过测井数据精确计算反射系数;②提取与地震资料频谱一致、波形和相位稳定的地震子波;③在获得高精度速度场的基础上,从波组、波形、振幅、频率和相位特征等方面进行匹配调整等,通过对各个环节的研究分析,提出了一整套行之有效的质量控制方法,提高合成地震记录的精度,达到层位标定对合成地震记录精度的要求.     

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。     

垂直观测系统海洋地震资料信号处理研究

海洋地震资料处理中,通常采用的提取远场子波方法是从地震资料中直接提取和根据自由气泡震荡理论中不相干子波叠加算法由近场子波推算远场子波,但这两种方法都不精确。首先分析了由OBS模拟垂直观测地震系统实测得到远场子波,进而获取零相位算子(包括零相位算子、压制气泡算子和压制虚反射算子)的原理和实际效果。利用理论模型和实际数据对所述方法进行了检验,得到的结果不仅消除虚反射、气泡效应影响,而且整形为零相位。通过上述处理消除了非零相位数据对高分辨率处理和解释标定的影响,从实际数据处理效果来看此方法是切实可靠的。     

非稳态地震稀疏约束反褶积研究（英文）

传统Robinson褶积模型主要受缚于三种不合理的假设,即白噪反射系数、最小相位地震子波与稳态假设,而现代反射系数反演方法（如稀疏约束反褶积等）均在前两个假设上寻求突破的同时却忽视了一个重要事实：实际地震信号具有典型的非稳态特征,这直接冲击着反射系数反演中地震子波不随时间变化的这一基础性假设。本文首先通过实际反射系数测试证实,非稳态效应造成重要信息无法得到有效展现,且对深层影响尤为严重。为校正非稳态影响,本文从描述非稳态方面具有普适性的非稳态褶积模型出发,借助对数域的衰减曲线指导检测非稳态影响并以此实现对非稳态均衡与校正。与常规不同,本文利用对数域Gabor反褶积仅移除非稳态影响,而将分离震源子波和反射系数的任务交给具有更符合实际条件的稀疏约束反褶积处理,因此结合两种反褶积技术即可有效解决非稳态特征影响,又能避免反射系数和地震子波理想化假设的不利影响。海上地震资料的应用实际表明,校正非稳态影响有助于恢复更丰富的反射系数信息,使得与地质沉积和构造相关的细节特征得到更加清晰的展现。