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煤矿采区地震勘探不同检波器接收试验与分析

地震勘探面临诸多挑战,地震成果的不确定性与多解性、短周期与高预期的矛盾、高生产率与低信噪比的矛盾等急待解决,其中开展宽频带采集已成为拓宽频带宽度、提高分辨能力的基础。全数字高密度三维地震勘探通过数字检波器单点接收,高密度采样的方式来实现地震勘探的宽方位角、小面元和高覆盖次数,因此,地震检波器作为野外数据采集过程中最为关键的采集前端设备,其性能的好坏及所采集的数据质量的优劣直接关系到后续的处理与解释等环节。为了对比数字检波器与模拟检波器的实际采集效果,并探讨在野外实际数据采集中数字与模拟检波器性能之间的不同,采用低、中、高不同固有频率的模拟检波器、单点数字检波器与室内数字检波器组合6种检波器进行接收试验,对不同类型检波器的地震记录进行频谱、信噪比等分析,发现数字检波器接收地震信号的频宽和信噪比优于模拟检波器,并且数字检波器室内组合之后频带宽度和信噪比均变大;在低、中、高固有频率的模拟检波器中,低频模拟检波器的频宽和信噪比效果好于中、高频模拟检波器;当高密度采集时,叠加达到一定次数时,剖面信噪比变化不大,因此,可以根据不同深度目的层信号选择合适的叠加次数。     

碳酸盐岩溶洞成像要素分析与研究

碳酸盐岩油气藏储集空间以裂缝和溶洞为主,在地震剖面上主要表现为“串珠状”。为了研究溶洞成像规律,本文通过大量的数值模拟,分析溶洞的成像分辨率,探讨溶洞成像与上覆地层、信噪比(SNR)、覆盖次数、偏移速度和偏移方法之间的定量关系。研究认为:①无论是溶洞的纵向分辨率还是横向分辨率,均满足1/4波长调谐规律,可以将薄层机理转用至溶洞分辨率解释;②溶洞的存在会对上覆地层产生下拉效应,使溶洞在地震剖面上呈塌陷等“非串珠状”特征;③高覆盖和小道距(面元)可提高串珠能量,压制偏移附带的背景噪声;④叠前偏移能改善资料的SNR,提高成像精度,特别是低SNR资料;⑤偏移速度偏小,串珠边缘下拉,反之会上翘,速度偏大带来的成像质量变差的程度要大于速度偏小;⑥不同偏移方法对缝洞成像效果存在差异,对于低SNR资料,溶洞成像拟选取频率域或频波域方法。     

Ricker子波核支持向量回归的Mercer条件拓展问题研究

Ricker子波核支持向量回归方法是消减地震勘探记录强随机噪声的新滤波技术.用判定支持向量允许核函数的Mercer条件探讨Ricker子波核函数的有效性,经过数值计算相应的核矩阵的最小特征值,发现在一个较大范围内存在极小的负值带,数量级为10-13~10-16,且在正值带中亦存在10-13~10-15数量级的量.考虑到正负极小量值的计算误差机理相近,认为判定核函数有效性的Mercer条件在工程应用时有可能适当放宽,即核矩阵不严格半正定,接近半正定亦可.为了将Ricker子波核支持向量回归滤波方法向实际应用发展,本文对不同的理论模型的Ricker子波核滤波和小波变换滤波、自适应维纳滤波这三种技术的效果进行了比较,包括时域波形、频域振幅谱、滤波前后的信噪比以及均方误差等方面.结果表明,Ricker子波核滤波方法优于另两种方法.为实际应用Ricker子波核滤波方法奠定基础.     

利用抖动量化和信噪比的自适应鲁棒音频盲水印算法

提出了基于抖动量化和信噪比(SNR)的自适应鲁棒音频盲水印算法。在分析经典量化方法存在的安全问题的基础上,提出了抖动量化嵌入和提取水印的方法,抖动量由密钥控制的混沌通过映射产生,加强了系统的安全性。针对现有水印算法需通过反复实验确定合适嵌入强度的问题,算法基于音频内容的信噪比公式自适应地计算水印嵌入强度。实验表明,本算法是不可听的,对常规信号处理操作是鲁棒的。     

丘陵地带地震资料随机噪声压制新技术:高阶加权阈值函数的Shearlet变换

随着山地和丘陵地震勘探环境的复杂化,传统的消噪方法已经难以有效地压制地震记录中的随机噪声.Shearlet变换是一种新的多尺度多方向的时频分析方法,具有良好的稀疏表示特性,并且在每个尺度进行方向分解,非常适合用于地震信号随机噪声的压制.但是传统的Shearlet变换去噪方法采用的是硬阈值,在抑制随机噪声的同时也消除了很多有效信号,使得去噪之后的地震资料出现虚假的同相轴,为了解决这一问题我们提出高阶加权阈值函数.高阶加权阈值函数不但整体上连续性较好,而且克服了硬阈值函数存在剧烈的变化的缺点以及软阈值在处理较大Shearlet系数总存在恒定偏差的问题,同时保留了传统的软硬阈值函数的优点.实验结果表明这种基于高阶加权阈值函数的Shearlet变换去噪的方法,可以有效的消除模拟地震信号和实际丘陵地带地震信号中的随机噪声,同时很好的保留有效信号的幅度.

     

基于三元伪随机编码的冲击夯可控震源控制系统设计

冲击夯可控震源具有移动方便、质量轻、输出力大等优点,在城市工程勘察以及中浅层地震勘探等领域具有一定的应用前景.其激励信号主要基于二元伪随机编码技术,由于旁瓣效应导致相关干扰严重、地震记录信噪比低等问题,制约了冲击夯震源的推广应用.本文针对传统控制方法的不足,开展了基于三元伪随机的冲击夯可控震源编码技术和编码匹配控制方法研究,并在此基础上设计和实现了相应的控制系统.野外实验结果表明：相比于二元伪随机编码控制方法,三元伪随机编码控制方法得到的地震子波的主旁瓣比提高了4.04 dB;震源信号穿透力强,在测线远端处能量约为30磅锤击震源的100倍,约为二元伪随机方法的4倍;单炮地震记录中干扰抑制能力强,信噪比显著提升,子波频带宽,提高了分辨率,在一定程度上提高了地震勘探效果.

     

组合GNSS观测值反演海面高度EI北大核心CSCD

与验潮站技术相比,岸基全球导航卫星定位系统干涉反射技术(GNSS-IR)海面测高成本较低,且其观测量不受地壳沉降的影响,并可利用目前已有的沿海岸GNSS固定站提供的数据反演海面高度。目前常用观测量为大地测量型GNSS接收机给出的信噪比(SNR)值,然而,早期很多GNSS设备的输出文件中都不包含该值,导致无法利用它们研究海面高度长期变化趋势。但经典的码伪距和载波相位观测值中,同样包含着GNSS-IR测高信息。本文分别引入单频码伪距和单频载波相位的组合,以及单频码伪距和双频载波相位的组合GNSS两种观测值的组合实现了岸基海面测高。本文采用模拟数据证明了基于前一组合的GNSS-IR测高精度受到电离层延迟残差的影响,而后一种组合可避免该误差项的影响。为验证两种组合方法的有效性,在山东威海一海上栈桥上开展了试验,采集了全球定位系统(GPS)和北斗卫星导航系统(BDS)的观测数据,并处理得到了海面测高信息。最后,将反演结果与26 GHz雷达高度计的观测值进行了比较分析,发现二者具有较好的一致性,相关系数均优于85%。试验结果表明:两种码伪距和载波相位组合法均可用于GNSS-IR测高。另外,由于当前GNSS-IR测高受多种误差项影响,导致反演精度较低,使得后一种组合在避免电离层延迟残差方面的优越性并没有明显体现。本文组合方法的引入,增加了海面高度反演方法的多样性,提升了GNSS-IR测高技术的应用空间。     

溶洞型储层成像分辨率分析

结合塔河油田溶洞型储层的特点,通过大量的数值模拟,分析了溶洞绕射波的波场特征,深入探讨了溶洞成像纵向、横向分辨率的本质,定量分析了信噪比对溶洞成像分辨率的影响,并给出了图像分辨率的概念及意义。研究表明:①溶洞的绕射波尾巴长,要选取较大的偏移孔径才能使绕射波能量得到较好的收敛;②溶洞较小时串珠远大于溶洞真实大小,随溶洞尺度增大串珠逐渐接近于溶洞真实大小;③纵向上不同高度的溶洞,如果连续地排在一起,实际上类似于一楔形体,其振幅变化呈调谐曲线;④传统的菲涅耳带半径不宜作为成像横向分辨率的评价参数,溶洞横向、纵向分辨率以λ大小为宜;⑤成像信噪比的改善趋势与炮集信噪比成反比,低信噪比资料成像处理后,溶洞的可识别度能得到明显提高;⑥要重视计算机图像分辨率的概念,注意高密度勘探最佳道距的合理选取。