基于反演策略的数据自适应衰减补偿方法

反Q滤波以及Gabor反褶积是提高地震记录分辨率的重要方法,但反Q滤波需要精确的Q值信息且振幅补偿具有不稳定性;Gabor反褶积基于子波最小相位假设,一定程度上偏离实际情况,其应用受到限制。为此,借鉴反Q滤波思想只进行吸收衰减补偿,避免了子波相位的影响;结合Gabor反褶积方法,在Gabor域利用能量均分双曲平滑方法估计衰减函数谱;基于非稳态褶积理论,利用反演思想得到衰减补偿后的地震记录。该方法相对常规的反Q滤波方法不需要精确的Q值信息,避免了振幅补偿不稳定的发生;同时,该方法忽略子波的影响,相对Gabor反褶积克服了对子波最小相位假设的缺陷,对数据具有一定的自适应性。通过模拟数据分析验证了方法的可行性,实际数据处理进一步验证了方法的有效性。     

串联反Q滤波及其应用

地震偏移等效于横向反褶积,而反褶积也可视为某种类型的偏移。应用与f-k偏移相类似的方法,将地震记录沿射线路径向下延拓,可导出一种准确校正频散相移的反Q滤波算法。引入串联偏移的思想,可容易地将常数Q算法推广到深变Q模型;而将串联频散补偿算法与限幅补偿算法相结合,可形成一种新的常规反Q滤波方法。实际资料处理结果表明,新方法在频散补偿处理上优于现有方法,可更好地改善地震资料分辨率。     

一种稳定高效的等效Q值反Q滤波算法及应用

提出了一种基于等效Q值的反Q滤波算法,在补偿高频耗散能量的同时,对速度频散造成的相位畸变也进行了校正。该算法通过光滑的阈值控制增益函数实现稳定性控制,在补偿高频时,引入了一种变频带的计算方法,压制由于频率域的折返效应产生的高频噪声。与一般品质因子Q不同,由于在每一样点的吸收补偿是由该点的Q值唯一决定的,可利用扫描方法直接求取等效Q值。对Q扫描后的叠后反射数据采用对数谱比求频率导数的算法求取等效Q值场,避免了薄层调谐对频谱的不利影响。理论测试与实际资料应用的结果表明,等效Q值反Q滤波算法对含噪地震数据是稳健的,可在保持信噪比的同时提高地震资料的分辨率。     

分数域反褶积Gabor谱图地震信号谱分解

应用Gabor谱图可以将地震信号映射到二维时频域,可提供地震信号的频率随时间的变化规律。然而Gabor谱图的分辨率受到海森堡不确定原理的限制,时频分辨率较低。为此, 本文将分数域自适应的最优窗函数引入Gabor谱图,得到分数域Gabor谱图。为了提高分数域Gabor谱图的时频分辨率,将自适应最优窗函数的Wigner-Ville分布(WVD)作为点扩散函数(PSF),再由分数域Gabor谱图和PSF做反褶积得到分数域反褶积Gabor谱图,同时给出了反褶积分数域Gabor谱图的计算方法和计算复杂度分析。测试信号和实际地震信号的谱分解结果都证明了分数域反褶积Gabor谱图在提高信号时频分辨率方面的优势。     

利用微测井资料补偿地震数据的高频成分

沙漠地区低降速带沙层是导致地震信号高频成分严重衰减的主要原因。为此可利用微测井直达波资料，采用最佳维纳滤波方法，求出不同厚度低降速带地层的吸收补偿反滤波器来补偿地震数据的高频成分。文中简要介绍了吸收补偿反滤波器的原理，并应用吸收补偿反滤波器对常规叠加数据进行处理。处理前、后资料的对比表明，经吸收补偿处理的频谱能显著拓宽叠加数据目的层的优势信噪比带宽，增加高频成分的相对能量，提高叠加剖面的分辨率。此种吸收补偿处理还可以保护低频成分。用此方法补偿地震信号的高频衰减要比反Q滤波法效果好。     

基于时频域信噪比的自适应增益限反Q滤波方法

自适应增益限反Q滤波方法考虑了地震记录的有效频带,较好地平衡了有效振幅补偿和无效噪声能量压制。为了更好地压制噪声从而来提高反Q滤波后地震资料的信噪比,基于自适应增益限反Q滤波方法,并结合时频域信噪比,提出一种基于时频域信噪比的自适应增益限反Q滤波方法。该方法根据时频域信噪比阈值确定地震资料的有效频带,使反Q滤波的振幅补偿增益限自适应于有效频带的截止频率,对不同时刻的地震记录进行时变增益限振幅补偿。理论模型数据和实际地震资料的应用结果表明,与常规稳定的反Q滤波方法相比,基于时频域信噪比的自适应增益限反Q滤波方法可有效补偿地震信号的振幅能量,同时,可压制有效频带以外的噪声能量,并可提高反Q滤波后地震记录的信噪比和分辨率。     

一种提高VSP分辨率的反Q滤波方法

由于VSP记录的地震波的衰减程度与地面地震记录的地震波的衰减程度不同,因此对VSP资料进行反Q滤波处理,直接应用地面地震资料的反Q滤波方法是不准确的,需要对其进行改进。本文基于Wang处理地面地震资料的反Q滤波方法,提出一种适用于VSP资料的反Q滤波方法,即先对VSP资料上、下行波场进行分离,然后根据VSP上、下行波各自的波场特点,分别进行反Q滤波补偿。采用此法对模型数据和实际VSP资料分别进行反Q滤波补偿处理,均取得了比较好的效果。     

强衰减地层VSP反Q滤波方法

本文根据零井源距VSP下行初至波最大振幅随时间的变化趋势,将地层划分为强衰减地层和弱衰减地层。其中地震波衰减最强烈的强衰减地层可认为是由多个层状常Q介质构成,Q值主要利用VSP资料提取;而弱衰减地层认为是Q值大于200、地震波发生的衰减相对较弱甚至可以忽略的地层。在波场延拓反Q滤波方法基础上本文提出VSP强衰减地层反Q滤波,该法弥补了因中、深层Q值难以求准、补偿约束难度较大等因素导致的反Q滤波精度降低的缺陷,使反Q滤波结果更稳定、高效,也为地面地震反Q滤波方法的完善及应用提供有意义的启示。     

利用一维射线偏移实现反Q滤波

传统的反Ｑ滤波方法是利用福特曼模型，并依据Ｈａｌｅ的计算公式进行滤波的。这种方法的计算量非常大，而利用时间域的褶积运算代替补偿公式中的频率域的积分公式运算，可大大减少计算量。再根据Ｎ．Ｄ．Ｈａｒｇｒｅａｖｅｓ很容易将串联频散补偿算法与限幅补偿算法相结合，形成一种新的改进了的反Ｑ滤波方法。实际资料处理表明，这种方法可更好地改善地震资料的分辨率。     

通过算子标定进行简单时变、带通滤波

本文介绍了一种常规时变、带通滤波处理方法通过标定参考算子的振幅谱频率,求得了滤波截止频率随时间的变化,根据傅里叶变换的标定特怀,此频率标定实际上是由参考算子的简单时间域标定来完成的。该算子乘以常数值后,压缩了参考算子,然后获取地震记录的采样点滤波算子。因此,滤波算子的长度随截止频率而变化,带通随时间而变化。截止频率越高,带通越宽.算子长度越短。该算法没有涉及任何复值运算。如果使用小型计算机,复值运算可     

稳定的迭代法反Q滤波

反Q滤波是补偿大地衰减效应的一种常用方法,但其振幅补偿的不稳定性限制了该方法在中、深层地震资料处理中的应用。为此本文提出了稳定的迭代反Q滤波法。首先对原始地震记录的频谱乘以一个对高频成分具有较强压制能力的低通滤波器,然后通过迭代法逐次逼近来弥补中、低频段振幅补偿不足的缺陷,由此得到了迭代法的递推公式。同时,本文还严格证明了迭代法的收敛性,并给出了迭代滤波的迭代通式。模型试验及振幅补偿算子滤波响应的对比分析结果表明:与常规反Q滤波方法相比,迭代滤波法不仅具有较强的抗噪声特性,而且对深层地震波具有较好的振幅补偿能力。在实际地震资料应用中,迭代滤波法对地震记录进行了稳定有效的能量补偿,显著地提高了中、深层地震资料的信噪比和分辨率。     

基于时频谱模拟的时变混合相位子波提取

为解决地层衰减作用造成传统子波提取方法提取结果不准确的问题,提出一种基于时频谱模拟的时变混合相位子波提取方法.该方法在对非平稳地震记录进行改进的广义S变换的基础上,首次引入时频滤波处理,然后采用谱模拟方法估计每一时刻的子波振幅谱,在子波相位时不变假设下采用高阶累积量的双谱法重构子波的混合相位谱,最后将振幅谱和相位谱结合实现时变混合相位子波的提取.与常规分段提取方法相比,该方法不需要子波分段平稳的假设,当相邻层段子波属性存在较大变化时也能准确估计出时变子波.理论分析和仿真实验结果表明,该方法有效可行.     

Q扫描法反滤波在地震资料处理中的应用

本文所讨论的Q扫描法反滤波是以Futterman(FTM)衰减模型为理论基础,在频率域内采用分时窗变Q扫描技术,对地层吸收所造成的地震波振幅和频率衰减而进行的补偿处理,其实质就是反大地滤波。用这种方法能够校正地震子波相位的拉伸,补偿地震波频率和振幅的损失,达到提高地震资料分辨率和信噪比以及改善相同轴连续性的目的。 本文论述了Q扫描法反滤波的理论基础和方法原理,并据此法在PDP-11/45机上对实际地震资料进行了处理。结果表明,这种方法提高了地震资料的分辨率,改善了剖面质量,从而为精细研究构造和岩性提供了一种有效的工具。     

反Q滤波的应用

反 Q 滤波是一种补偿大地衰减效应的技术,它不仅可在振幅和频率两方面进行补偿,而且可以改善记录的相位特性。多数人认为 Futterman 模型可以较好地描述大地对地震波的衰减过程,以此为基础,利用希尔伯特变换可以得到反 Q 滤波因子。就补偿衰减作用而言,反 Q 滤波类似于反褶积,但它和反褶积是有区别的,这表现在反 Q 滤波是均匀时变的,算法也不受噪声影响。一般求反 Q 滤波中的大地品质因子 Q 值采用 Q 扫描和谱分析两种方法。前者类似于速度扫描或频率扫描,属于一种定性分析方法;后者是一种定量估算方法,采用最小二乘法对谱的衰减趋势拟合为一直线,振幅衰减的变化量和频率的变化量的比值,恰为所拟直线的斜率,此斜率与 Q 的倒数成正比。为了保证 Q 值估算的精度,在叠前不作反褶积处理,在叠后不作增益和滤波处理。当然,Q 值计算精度和资料品质、时窗长度都有关系。试验表明,反 Q 滤波对提高弱反射能量、提高分辨率和增强连续性都是有利的。     

利用双向匹配追踪提高地震分辨率

在常规时间域匹配追踪子波分解的基础上,提出了时频谱匹配追踪子波合成的思路,类似于数字信号处理的正、反过程,基于Gabor反褶积的理论框架,利用双向匹配追踪算法,在时频域实现了一种非平稳的提高地震分辨率方法,其流程为：1将地震道数据进行正向匹配追踪子波分解,将每个子波的时频谱进行叠加得到地震道的时频谱;2通过匹配追踪时频谱平滑和数学运算,得到近似反射系数时频谱;3对反射系数时频谱进行反向匹配追踪,得到一系列高分辨率的地震子波,进而合成高分辨率地震道。对实际地震资料的处理结果表明,该法有效拓宽了地震资料的相对频带,提高了地震数据的分辨率。     

提高地震剖面信噪比和分辨率的一种新途径

提高地震剖面的信噪比和分辨率一直是石油物探技术领域研究的主题。本文给出了三种新的反褶积方法,即波形修正反褶积、多道统计子波反褶积和谐模式反褶积,并给出了与这些方法相应的处理流程。在波形修正反褶积技术中,将各种干扰因素的总和看成一个复杂的线性滤波系统,然后一并考虑到反褶积模型中。在多道统计子波及褶积技术中,采用了一种分离的计算方法,能保证反子波相位谱的计算精度。谱模式反褶积是一种叠后的反褶积技术,采用了一种并联滤波算法。通过大量的实际资料处理表明,利用这套方法处理的地震剖面,不仅信噪比高,而且分辨率也高,特别是对处理一些复杂地区的低估噪比资料,其效果更加显著。     

用频谱比法提取衰减吸收信息

衰减吸收信息是从反射地震资料中提取的重要信息之一,其变化范围可高达两个数量级之多,因此,反映地质异常的灵敏度较高。利用它不仅可划分地层岩性,预测油气,而且可求取用作Q补偿的Q值。本文在对衰减吸收信息的研究中,明确地给出了有效衰减吸收系数和衰减吸收系数的概念,并着重论述了从实际地震资料中提取衰减吸收信息的理论依据和实用算法。文中首先在频率域利用频谱比计算有效衰减吸收系数,经转换得到Q值,然后再回到时间域利用振幅比和在频域中求得的常数b,计算出真正的衰减吸收系数。为了提高提取信息的精度,在方法实现上提出了多种算法。通过对所编制软件的试算和实际处理表明,这些算法是很有效的。     

应用组稀疏正则化反演的高分辨率自适应Gabor时频分析方法

地震信号频率成分随时间的变化规律(时频特性)对油气检测具有重要意义,且Gabor变换作为最简便的时频分析技术在地震资料解释中得到了广泛应用。然而常规Gabor变换所得时频谱的时间分辨率低,相邻反射子波频谱信息混叠严重,不利于开展高分辨率地震资料解释。为了提高Gabor时频谱的时间分辨率,首先基于Gabor反变换的定义将Gabor时频谱的计算归结为求解反演问题; 然后以相同时刻频谱分入同一组的策略加入组稀疏正则化约束项; 最终利用投影快速软阈值迭代算法实现上述目标函数求解并获得Gabor时频谱。同时,还给出一种利用地震信号瞬时质心频率自适应地构造Gabor时频分析所需高斯窗函数的方法。理论信号实验及实际数据应用表明,该方法可在时间方向上对Gabor时频谱的能量团进行显著压缩,低频端和高频端的时间分辨率获得同步提高,进而在低频和高频剖面上同时清晰揭示薄储层顶、底界面,便于精细对比解释。