用曲波变换消除VSP数据处理中的空间假频与采样不规则

由于条件与经费的限制,在实际地震资料采集过程中,常常会遇到获得的地震资料较稀疏或不规则,导致空间假频、采样不规则的问题,影响地震资料的成像效果。可利用地震道空间插值来解决这些问题,提升地震数据处理结果品质。曲波变换的基函数是具有倾角、频率、时间三方面同时局部化的函数,它可以对空间信号做稀疏表达,适合地震资料的插值处理。本文采用该方法对理论模型数据和实际VSP数据作插值处理,解决不规则采样、空间假频问题。实际应用表明该方法精度高,插值准确,处理结果的振幅和同相轴连续性好。     

地震数据炮域规则化方法研究及应用

叠前深度逆时偏移成像技术是目前处理复杂高陡构造成像的有效方法之一,作为一种高精度的炮域波动方程偏移方法,需要规则采集的高质量炮集数据作为输入。受复杂地质条件的限制,实际采集到的地震数据在空间方向往往是稀疏不规则采样的,存在严重的空间假频和噪声干扰,不满足炮域偏移算法对数据的要求。为了提高逆时偏移成像精度,笔者开展了叠前地震数据炮域规则化方法研究,依据偏移距和方位角将炮集数据分选为OVT(offset vector tile)道集,在OVT域进行地震数据全波数带的迭代加权反假频插值,再基于几何观测系统中炮检点坐标映射关系,从OVT域插值结果中提取规则化后的炮集数据并应用于逆时偏移成像。实际资料的应用结果表明对地震数据进行叠前炮域规则化处理可以有效提高逆时偏移的成像精度。     

Shearlet域稀疏约束地震数据重建

在地震数据处理流程中,通常对不规则的、稀疏的或者缺失的地震数据进行插值处理,通过插值方法来避免多次波的预测错误和成像假频等现象,使地震数据处理更加精准。Shearlet变换是一种多尺度变换,具有最佳的稀疏性、方向性以及局部化特性。将Shearlet变换与基于Landweber加速下降迭代方法结合起来对地震数据进行插值,在保证求解精度的同时提高了计算效率。信号和噪声在Shearlet域具有不同的分布特点,通过阈值法压制随机噪声,可提高算法的抗噪性。此外,采用jitter采样的方式,更好地压制了假频信息。理论和实际地震数据验证了该方法的有效性。     

一种加权抛物Radon变换地震波场重建方法

基于带限正反抛物Radon变换的基本原理和计算方法,笔者给出了一种加权抛物Radon变换(PRT)算法,该方法可应用于叠前地震波场恢复和重建,如缺失偏移距地震数据的插值外推和反假频重采样,其权系数完全由数据域来确定,也就是说在迭代计算过程中,该权系数也在变化.对于均匀采样的地震数据,笔者给出了近偏移距外推和波场的反假频重采样的计算结果,试算表明笔者给出的加权PRT方法可有效地应用于地震波场重建中,并具有算法稳健、计算精度高和效率高的特点.     

一种基于傅里叶变换的去假频内插方法及应用

道间插值方法在地震资料处理中具有十分重要的作用,而地震道空间内插所面临的主要问题是空间假频。基于对模型数据的二维谱特征分析,通过在频率-波数域进行简单的除法运算构造内插算子,给出了一种基于傅里叶变换的地震道空间内插方法,实现了去假频道间插值,并将其应用于垂直地震剖面(VSP)记录的空间内插,取得了满意的效果。由于该方法不需求解线性方程组,可使用快速傅里叶变换,因此具有简单、快速的特点。     

基于最佳小波基的地震面波插值方法

在利用实际地震数据中的面波反演近地表横波速度的过程中,若道间距较大、空间采样率不足,则会产生空间假频现象,从而降低频率速度谱的信噪比,影响频散曲线提取的精度以及反演效果,因此需要针对面波进行插值处理。文中提出了一种基于最佳小波基的地震面波插值方法,通过理论分析和实验误差对比在地震数据处理常用的众多小波基中选出适用于插值处理的最佳小波基bior6.8,提高了插值精度。针对面波同向轴为线性且斜率较大的特点,文中首先采用线性动校正的方法对面波进行拉平处理,再进行小波变换插值,最后进行反线性动校正恢复面波。通过对理论模型与实际资料进行插值处理验证了本文方法的有效性,插值后的面波记录波形恢复较好,显著提高了频率速度谱的信噪比,有效解决了面波数据空间采样率不足引起的假频问题。     

基于Curvelet变换冗余字典的重力数据稀疏表示与重建

压缩感知理论为低采样建立大面积、高精度的重力场模型提供了理论指导。构造合适的变换基,实现二维重力数据更为稀疏的表示,对于测量矩阵的设计和重构精度的提高具有重大意义。采用Curvelet变换作为核函数构造过完备冗余字典,选取不同尺度不同方向的曲波系数作为原子组成不同的字典,对EGM2008模型分辨率为1′×1′的某海域重力异常数据进行稀疏表示和重建,根据PSNR值,稀疏度和η值作为评估标准确定最优原子个数。最后采用OMP算法对重力数据稀疏表示并重建。     

基于复值曲波变换的地震数据重建方法

传统的地震数据采样必须遵循奈奎斯特采样定理,而野外数据采样可能由于地震道缺失或者勘探成本限制,不一定满足采样定理的要求,因此需要进行叠前数据重建,以满足后续处理的要求。为此,笔者提出一种基于复值曲波变换和凸集投影算法( POCS)的地震数据重建方法。首先引入凸集投影算法和能够刻画地震数据局部化特征的复值曲波变换,在重建过程中针对传统阈值参数收敛速度较慢的缺点,提出了指数平方根衰减规律的阈值参数,并采用硬阈值算子对二维地震数据进行重建,从而降低了迭代次数,提高了重建精度。通过理论数据的研究表明,该方法重建效果显著,最后将该技术应用于实际地震勘探资料,获得较好的应用效果。     

基于三维稀疏反演的混合震源数据分离与一次波估计

混合震源采集（下称混采）技术是当前地震勘探的潮流。但是由混采获得的数据中包含相互重叠的由多个震源激发产生的炮记录,会对后续的地震数据处理产生严重干扰。本文针对现有的基于混采数据的稀疏反演一次波估计（EPSI）方法,提出了一种改进的基于三维稀疏反演的混采数据分离与一次波估计方法。我们将混采EPSI方法的地下一次波响应估计过程转化为基于L1范数的双凸优化问题,并用基于L1范数的谱投影梯度（SPGL1）算法进行求解,确保取得全局极值,从而稳定反演过程。此外,我们还用二维曲波变换和一维小波变换组成三维联合稀疏变换对反演过程进行约束,能在确保求解精度的同时较以往的三维曲波稀疏约束大大提高计算速度。将本文方法应用于模拟混采数据和海上实际混采数据,将试算结果与传统混采数据EPSI方法对比,全面验证了本文所述方法的有效性和优越性。     

基于F-K变换的井下多道瑞利波频散曲线提取

井下瑞利波勘探中频散曲线的提取多采用基于两道之间互相关的表面波谱分析法,此方法仅能提取基阶模式的瑞利波频散曲线.为了能够获得多阶模式频散曲线,提高煤矿井下瑞利波勘探的探测距离和精度,运用基于F-K变换的多道瑞利波频散曲线提取方法处理井下地震数据.针对井下地震数据的特点对方法进行了改进,在利用合成数据验证方法的有效性后,将其应用于工作面内部构造探测中,并从中获取了具有多阶模式的瑞利波频散曲线,从而证实了当煤层中存在断层时多阶模式瑞利波的存在.     

海上拖缆三维地震数据规则化技术研究

电缆的羽状漂移导致海上三维拖缆地震资料采集出现偏移距、方位角及覆盖次数的不规则现象,常规面元均化技术难以实现CMP道集内数据的规则性。在分析海上地震数据不规则性特点的基础上,将反漏频傅里叶变换(ALFT)数据规则化技术应用于LD地区WZ油田的CMP道集内数据的规则化处理,基于规则化海上地震数据的叠前偏移成像效果,评价该方法的有效性。结果表明,地震数据规则化技术可以有效地提高数据的信噪比,改善同相轴的连续性,明显提高成像质量。     

基于信号重构的地震道插值

在简要回顾几种插值方法的基础上 ,提出了基于信号重构的地震道插值方法。这种方法无需任何地质和地球物理假设 ,主要用于恢复缺失的地震道。本方法的基础是傅立叶变换理论和最小平方反演技术。文中给出了原理、算法、实现步骤及简要的流程框图。如果对变换域的参数进行规则采样 ,则该方法可以用高效、快速的算法来实现。本插值方法适用于规则和非规则采样的数据。文中给出了理论合成数据和实际数据的试验结果 ,并对结果进行了讨论。同时 ,本方法对于 AVO分析、DMO处理、三维叠前偏移成像等研究也将是有益的     

五维规则化技术在溱潼断阶带地震资料处理中的应用

溱潼断阶带地区为多期次三维地震采集的拼接区,不同期次的三维观测系统参数差异大,采集面元大小、覆盖次数、偏移距、方位角等属性不同,统一面元处理导致部分地区出现空面元;地表条件复杂,导致实际炮检点偏离设计点位,观测系统采样点不均匀,不能满足叠前偏移对地震采集信息规则分布的要求,造成地震数据偏移中出现假频、画弧等问题。从实际应用角度分析了基于匹配追踪傅里叶变换的叠前五维数据规则化技术在溱潼断阶带这一观测系统严重不规则区域的适用性,五维规则化技术较好地解决了区内因野外采集观测系统差异造成的地震属性不规则问题,提升了地震资料的信噪比及成像质量。     

高分辨率抛物线拉冬变换多次波压制技术

对于孔径过小,采样不充分的地震数据,抛物线拉冬变换的多次波压制效果不理想,且存在空间假频问题。综合Sacchi、Mauricio、Todd Mojesky等对抛物线拉冬变换压制多次波的分析,阐明了高分辨率抛物线拉冬变换原理。通过理论模型试验和实际地震数据的分析证明,高分辨率抛物线拉冬变换可以突破离散采样和有限孔径的限制,实现对地震数据中的多次波及空间假频的快速、有效压制。     

利用偏振约束的能量比微地震自动识别方法

微地震监测是分析水力压裂注水前缘或对油藏进行动态监测的一种有效方法.由于持续监测数据量大,而且有效微地震事件的出现时间无法判定,人工拾取需要耗费大量人力与时间,需要利用计算机对有效事件进行自动拾取.笔者分析了井中微地震监测背景噪声以及某些相关噪声特点,以长短时窗能量比法为基础,结合偏振分析,设计利用偏振一能量比综合的方法来识别微地震有效事件,经实际资料验证该方法具有一定的可靠性.根据实际有效信号与噪声在多级检波器之间的出现规律利用多级间时差对识别结果进行约束来排除某些特殊噪声的影响.将这种方法应用于整套水力压裂微地震监测资料中,能够快速稳定的识别出大量微地震有效事件,有比较好的应用效果.     

基于曲波稀疏变换的拉伸校正方法

动校正是地震数据处理中的重要步骤,但它在校正过程中会产生子波拉伸畸变效应,随着偏移距的增大,会出现主频降低、振幅扩大的现象。由于存在拉伸畸变,同相轴未被拉平,导致非同相叠加,会引起水平叠加剖面的频率失真和分辨率下降,因此,拉伸校正是提高水平叠加剖面分辨率的关键。子波拉伸畸变在曲波稀疏域中是不相干的,可以将拉伸校正视为是一个非线性优化过程。通过度量稀疏域中数据的稀疏性,使用一种快速有效的算法,来优化子波拉伸畸变生成的非线性问题,最终实现消除子波拉伸畸变的目的。曲波稀疏变换拉伸校正方法能够消除由动校正带来的子波拉伸畸变,恢复远偏移距处的高频信息,校平同相轴。综合模型数据和实际资料处理,曲波稀疏拉伸校正方法能够显著提高水平叠加剖面的分辨率。     

基于曲波稀疏变换的拉伸校正方法

动校正是地震数据处理中的重要步骤,但它在校正过程中会产生子波拉伸畸变效应,随着偏移距的增大,会出现主频降低、振幅扩大的现象。由于存在拉伸畸变,同相轴未被拉平,导致非同相叠加,会引起水平叠加剖面的频率失真和分辨率下降,因此,拉伸校正是提高水平叠加剖面分辨率的关键。子波拉伸畸变在曲波稀疏域中是不相干的,可以将拉伸校正视为是一个非线性优化过程。通过度量稀疏域中数据的稀疏性,使用一种快速有效的算法,来优化子波拉伸畸变生成的非线性问题,最终实现消除子波拉伸畸变的目的。曲波稀疏变换拉伸校正方法能够消除由动校正带来的子波拉伸畸变,恢复远偏移距处的高频信息,校平同相轴。综合模型数据和实际资料处理,曲波稀疏拉伸校正方法能够显著提高水平叠加剖面的分辨率。     

空间非均匀采样地震数据叠前重构在连片处理中的适应性研究

非均匀地震数据重构技术是地震资料处理中的重要技术,它可以改变面元属性,使面元内的方位角、偏移距及覆盖次数不均匀性得以改善,从而实现了不规则空间采样的地震采集数据空间规则化,减少偏移算子带来的假频、振幅畸变等副作用,避免偏移画弧现象,为后续的叠前偏移精确成像起到积极作用,但同时数据重构也存在着适应性,它为我们资料处理带来有利条件的同时也可以导致副作用的产生,本文详细的对现有商业软件最新数据重构技术在SD-TL三维地震资料连片处理中的适应性进行了研究。     

微地震监测数据时频域去噪方法

原始微地震监测数据的信噪比相对较低,监测数据品质决定了微地震有效信号的定位精度,提高监测数据信噪比是微地震处理的关键环节。改进S变换对窗函数进行能量归一化处理,解决了常规S变换时频谱中频率定位不准的问题,具有更高的时频分辨率精度。利用改进S变换的良好二维时频域聚焦特性,设计时变的二维时频域滤波器,将时频域去噪方法引入到微地震监测数据的去噪处理中。利用改进S变换对微地震监测数据进行时频分析,能够更加准确地分析不同信号分量的振幅能量以及频率随时间的变化情况,实现微地震有效信号分量与噪声干扰分量的有效分离。通过合成模拟信号和实际井中微地震监测数据的试处理和对比分析,验证了该方法的可行性和有效性。     

基于IR—ADMM组合技术对地震随机噪声的压制

稀疏表示是一种现行有效的随机噪声压制方法,常采用交替方向乘子法逐道分解地震信号,但实际应用中交替方向乘子法计算效率高但精度不足,难以满足高保真地震数据处理的要求。通过结合迭代重加权和交替方向乘子法2种算法,提出了一种新的基于迭代重加权交替方向乘子法的联合稀疏表示方法,兼具收敛速度快和重建精度高的优点。共偏移距道集地震数据具有水平同相轴结构,满足共稀疏性条件,将联合稀疏表示算法应用于共偏移距道集就能够利用信号的空间相干性,提高去噪算法性能。理论和实际资料试算结果表明,所提算法具有较好的应用效果。