一种适于存在极性反转的微震初至到时拾取方法

地面微震监测资料的信噪比往往很低,从中识别微震事件和拾取微震到时数据仍然是个难题。当不同道的微震存在初至极性反转时,常用的多道微震记录波形相似系数函数会导致微震事件的识别与拾取遗漏。为此,提出一种适于存在极性反转的微震初至到时拾取方法。利用所有道两两之间的互相关函数最大幅值对应的延时数据,求取各道微震事件的相对到时;用各道的相对到时对微震事件初至到时进行时差校正后,利用相邻道零延迟相乘再叠加得到参考道,并用长短时窗能量均值比(STA/LTA)算法确定参考道上微震初至到时;最后,将各道的微震相对到时分别与参考道初至到时相加得到各道微震的绝对到时。合成数据和实际资料的处理结果表明,利用相邻道零延迟相乘能有效克服初至极性反转对微震识别和初至拾取带来的不利影响,为微震事件识别和到时拾取提供信噪比较高的参考道,提高了微震事件识别和初至到时拾取的精度。     

基于能量范数成像条件的一阶方程弹性波逆时偏移

弹性波逆时偏移能够充分利用地震记录数据,更接近于波传播规律,得到的多分量偏移成像结果能提供更准确、丰富的地下地质信息,但由于偏移过程中正反传波场各种分量混杂,基于逆时偏移框架直接采用常规互相关成像条件会造成偏移结果中干扰噪声较多。为此,提出了用一阶速度应力弹性波方程能量范数成像条件逆时偏移方法压制成像噪声。分析了能量范数成像条件噪声压制原理。数值求解时,方程其它变量求解过程不变,引入中间应变分量,构造应变时间偏导项,应变分量与其它分量同步更新,实现能量范数成像条件偏移。多个模型数据测试结果验证了该方法压制背向散射噪声的有效性。复杂模型试算结果表明:本文方法对比垂直、水平分量互相关成像条件偏移低频噪声得到压制,对比纵横波波场分离偏移则无需考虑转换波极性反转问题。     

VTI介质角度叠加逆时偏移

常规各向同性逆时偏移方法在处理各向异性问题时会导致层位成像不准确、同相轴能量不聚焦等问题,并且利用拉普拉斯滤波算子等简单滤波方法不能彻底去除成像结果中的强振幅低频噪声。针对这些问题,首先应用声波近似方程模拟qP波在各向异性VTI介质中的传播,在震源激发位置设定平滑的各向同性或椭圆各向异性震源环以压制qSV波的影响;在此基础上提出了VTI介质逆时偏移的角度叠加实现策略,利用角度域共成像点道集中不同角度成像结果的叠加压制低频噪声,提高成像精度。模型试算和应用实例偏移结果表明,该方法能够对高陡复杂构造准确成像,且能量均衡、低频噪声压制效果较好。     

基于初至信息的可控震源和炸药震源地震资料匹配滤波技术

复杂地表条件下炸药震源和可控震源联合激发时,两种震源采集的地震资料存在明显的相位差异,处理中经常采用极性反转或相位调整的方法去解决,但是得到的处理结果精度不高,一致性处理效果不理想。提出了基于初至信息的可控震源资料匹配滤波技术,基本思想是对同位置激发的炸药震源和可控震源单炮记录分别进行初至拾取、拉平、叠加、子波提取处理,利用两者初至子波差异求取匹配算子,然后将匹配算子与可控震源记录褶积,完成可控震源采集数据的匹配滤波处理,实现两种震源资料的相位一致性。实际资料应用结果表明,相对于常规的极性反转或相位调整,该技术具有更好的一致性处理效果。     

波场分离互相关成像条件的叠前逆时偏移

对于陡倾角构造和复杂速度模型的成像,逆时偏移被认为是目前最好的偏移成像技术。然而,传统的互相关成像条件产生的低频率、强振幅的噪声严重地影响了有效信号的识别。为此,通过实现基于有限元法的声波方程的叠前逆时偏移,加载了完全匹配层吸收边界,压制了边界反射能量;并通过分析逆时偏移剖面低频噪声产的生原因,把震源波场和接收波场分离为单程波,然后对分解的波场选用有效分量进行互相关成像,以达到压制成像噪声的目的。通过数值模拟,并应用有效的波场成分进行互成像条件的处理,验证了该方法对压制成像剖面中的低频率、强振幅噪声的有效性。     

水力压裂诱生微震资料处理方法

微震事件能量弱、频率高、持续时间短,因此容易受周围噪声影响或遮蔽。鉴于微震资料的这些特点,为了可似精确地进行初至拾取和震源定位,故需要对微震资料进行一系列处理。首先通过预处理和合理滤波,使过滤背景噪音的微震信号显示一致;然后选择有利的微震事件做极化分析和初至拾取,获取相应震源的方位角和纵横波时差,同时依据纵横波时差建立速度模型,从而达到震源精确定位的目的。     

基于能量差异的滑动扫描数据谐波压制方法

随着高密度采集需求日趋增加, 出现了高效、高保真、环保的可控震源勘探技术。滑动扫描采集虽然缩短了相邻两炮的滑动时间,采集效率得到很大提高,但也使后一炮中的谐波畸变对前一炮的基波产生影响,降低了地震资料的质量。通过分析可控震源谐波的产生机理,提出一种基于能量差异分频谐波压制方法。地震资料处理和叠加成像结果表明,该方法在有效压制谐波噪声的同时,能够较好地保护有效信号,提高资料信噪比。     

几种叠前逆时偏移成像条件的比较

叠前逆时偏移常用的成像条件主要有初至时成像条件、最大振幅到达时成像条件和互相关成像条件。初至时成像条件以成像网格点初至波的到达时间作为成像时间,计算速度快,适用于介质相对简单的情况。最大振幅到达时成像条件以成像网格点出现最大入射振幅的时间作为成像时间,选取能量最强的绕射波聚焦成像,提高了成像质量。互相关成像条件利用的是入射波和反射波的互相关,偏移前需要模拟整个放炮过程,计算量和存储量都很大,但能够充分利用全波场信息,可使各成像网格点多次成像,从而有效压制成像噪声。Marmousi模型叠前逆时偏移成像结果表明,互相关成像条件的抗噪性能优于初至时成像条件和最大振幅到达时成像条件,当偏移速度场足够准确时,互相关成像条件可以实现多次波成像。     

基于跟踪分量扫描的井中微地震定位方法

常规的井中微地震定位方法主要利用的是初至旅行时和偏振信息,如果信噪比较低则方法不再适用。理论研究表明,各检波器X分量和Y分量记录在其水平面内沿着任意方向可合成为一个新的向量,当该向量为质点振动的跟踪分量时,其能量最强且在各检波器间波形一致性最好。根据三分量微地震记录的这一性质,将地面微地震定位常用的叠加能量扫描方法引入井中微地震定位中,将检波器X和Y分量记录在水平面内沿着假想震源与检波器连线方向进行合成,对所有检波器的合成向量经时差校正后进行波形叠加计算能量值E₁,再计算各检波器合成向量的能量值并求和得到能量值E₂,以E₁+E₂作为目标函数,通过网格搜索方法得到累加能量最大的网格即为震源位置。该方法不需要拾取初至信息,通过模型数据和实际资料验证了该方法的定位精度和抗噪能力,可用于信噪比较低的井中微地震事件定位。     

基于归一化波场拆分互相关成像条件的叠前逆时偏移方法

本文基于高阶精度有限差分算法实现了声波方程叠前逆时偏移,并引入完全匹配层吸收边界来消除边界反射能量。基于模拟数据,通过对波场拆分互相关成像条件与震源能量归一化互相关成像条件进行分析,尝试结合两者分别在噪声消除以及改善成像振幅方面的优势对现有成像条件做进一步改进。通过模拟数据和实际资料的试处理,表明改进后的成像条件有效地消除了偏移噪声,同时获取的成像振幅能够提供相对于常规方法更为准确的界面反射系数信息。     

相关滤波在微地震数据处理中的应用

由于微地震事件的频率高，持续时间短，能量小，随机噪声甚至可以淹没有用的微地震信号。在确定震源的位置、发震时刻和震源强度之前必须进行滤波处理。而常规的滤波方法在消除噪声，提高信噪比方面难以胜任。提出一种基于统计规律的多道互相关滤波方法，在消除微地震信号噪声方面取得了良好的效果。     

DQ地区地震噪声的判别分析

在DQ地区,存在许多规则噪声。不识别这些噪声,在一些情况下,就会使地震解释工作误入歧途。这些地震噪声有:面波、初至折射波、多次反射-折射波、次生回头折射波、次生回头反射波、共反射点叠加中的"网状"噪声等。通过对这些地震噪声的判别分析,得到一些新的启示,即:①地震记录中的面波同相轴或时距曲线是一条曲线,并不是一条直线;②在多次波中,除多次反射波外,还存在多次折射波;③在地震记录中,除了与震源激发有关的波外,还出现一些与激发震源无关的次生折射波和次生反射波;④在共反射点叠加中,折射波当作反射波进行动校正和叠加,会导致叠加剖面中出现一些近似线性条带噪声;⑤浅层多次反射-折射波与次生回头折射波交叉干涉,且在叠加剖面中形成"网状"噪声。本文最后简要地介绍了地震噪声的特殊处理。     

弹性波高斯束叠前深度偏移

本文提出一种新的多分量地震成像方法--弹性波高斯束偏移,同以往的弹性波偏移（Kirchhoff偏移,逆时偏移）方法相比,兼具较高的成像精度与计算效率。该方法通过局部倾斜叠加将多分量地震记录分解为不同波型、不同初始方向的局部平面波,并利用弹性动力学高斯束的走时、振幅以及极性信息进行矢量波场的延拓成像。本文以二维弹性波Kirchhoff-Helmholtz积分为基础,推导了基于高斯束表示的弹性波波场反向延拓公式,然后利用互相关成像条件求取反射波以及转换波的成像值。针对转换波成像剖面中的极性反转问题,本文根据反射界面处转换波的传播以及偏振特点,给出了一种校正方法。最后,通过数值模型试算,验证了该弹性波成像方法的正确性和有效性。     

高空间密度采样资料分析

高空间密度采样通过小道距、不组合、高覆盖的采集方式，比较精细地记录了地震波场，避免了空间假频的产生尤其是低频线性干扰，也避免了组合检波带来的高频弱小信号能量降低，为勘探研究提供了丰富的数据。在处理方法上可以根据低频线性干扰的分布特征，合理地进行接收道组合，以减少高密度采样带来的大数据量，同时又能收到比野外组合检波更好的效果。高密度数据的无假频特征更加适合于常规二维信噪分离方法。高密度采样的高覆盖次数更有利于叠加去噪，比组合压噪更有效。通过实际资料的组合与不组合、叠前与叠后资料的对比分析，展现了高密度资料的去噪优势和高频信号的保护能力，并提出弱小高频信号的提取是高密度资料处理的重要环节的结论。     

应用双向长短时记忆神经网络的微地震信号降噪方法

地面微地震监测数据噪声干扰强、信噪比低,对后续的微地震初至拾取、成像定位等产生严重影响。因此,微地震信号降噪是微地震数据预处理中的关键步骤,而常规降噪方法常依赖于算法参数的设置,不具备普遍的适用性。为此,提出了一种应用双向长短时记忆(Bi-LSTM)神经网络的微地震信号降噪方法。首先,使用合成信号和实际信号构造样本数据集,对构建的Bi-LSTM模型进行训练和测试,得到降噪效果最好的模型;然后,利用训练好的Bi-LSTM网络对不同信噪比的合成信号和川渝地区油气井的实际压裂监测微地震信号进行降噪处理。降噪后的实际微地震信号用于地震发射层析成像,并分析图像以实现地面微地震信号的震源定位。实验分析结果表明,该方法能够有效降低微地震信号中的各类噪声,提高信噪比,从而提高震源定位的精度。与传统算法相比,该方法不需要参数调整,具有良好的泛化特性。     

应用振幅概率分布统计特性分离地震记录中的信号和噪声

1984年,W . S, Harlan提出的应用振幅概率分布的差别分离地震记录中信号与噪声的方法,为消除噪声提供了一个新的信噪分离域(振幅统计域)。 本文采用动校正后的CDP道集记录,经过时空域平滑,使信号聚焦趋向非高斯分布,而噪声反聚焦趋向高斯性分布,从而分别提取信号与噪声。最后再从CDP道集数据中减去噪声,并由部分近偏移道叠加得到高质量的地震剖面。此法用于叠前处理有以下优点:①去噪能力强,可使某些叠前处理方法在高信噪比条件下进行;②采用部分近偏移距道叠加,进免出现远道动校正拉伸崎变;③反褶积可在去噪后参与叠加的部分道上进行,从而减少了运算时间。     

CDP道集地震反射波特征描述及特征提取方法

建立了包含ＡＶＯ和ＰＶＯ影响的ＣＤＰ反射波道集模型，并给出了子波、ＡＶＯ、ＰＶＯ的信噪比估计的方法。当ＣＤＰ反射道集仅存在ＡＶＯ影响时，可采用时间域叠加法或奇异值分解法估计子波、ＡＶＯ和信噪比，振幅极性的反转会影响时间域叠另法的效果，但不会影响时间域奇异值分解法的效果；当ＣＤＰ反射道集存在ＡＶＯ和ＰＶＯ影响时，可采用频率域叠加法或奇异值分解法估计子波、ＡＶＯ、ＰＶＯ和信噪比，振幅和相位的变化特征会     

分布式声传感井中地震信号检测数值模拟方法

分布式声传感（DAS）基于光纤中瑞利散射效应获取地震波振动信号,光纤在探测地震波的同时实现信号的传输,适用于井中地震信号采集,具有成本低、分辨率高、抗电磁干扰强等优点。基于离散光纤瑞利散射干涉模型,在不考虑背景压力、温度和井壁光纤耦合的条件下,采用数值模拟方法模拟了井中DAS系统地震信号特征,详细探讨了震源强度、脉冲宽度以及光纤空间采样间隔对DAS光纤信号波形特征以及信噪比的影响。模拟结果表明：①不同震源强度对DAS光纤信号的影响不同,而且震源强度过大可能导致DAS光纤信号波形畸变或旁瓣增多而影响信号保真度。②较小的脉冲宽度常伴有较强的噪声,较大的脉冲宽度在一定程度上可以压制高频噪声、提高信噪比,但不可避免地降低分辨率。③通过相邻道叠加增大的光纤空间采样间隔有利于提高信噪比,因此选择合适的光纤空间采样间隔可以有效地提高信噪比、提升信号质量;DAS信号频率通常略高于原始地震信号频率,同时附带系统本身的高频噪声。     

利用AVO曲线极性反转反演岩性

AVO方法是在CDP道集上分析反射波振幅与偏移距的关系,利用这种关系,就可直接根据地震剖面估算弹性参数,以达到确定岩性的目的。本文通过对理论曲线的分析研究,发现极性反转点的位置受△σ控制:当ρ₁v₁<ρ₂v₂时,极性反转点的位置随|△σ|的增大而减小;当ρ₁v₁>ρ₂v₂时,极性反转点的位置随△σ的增大而减小。根据这个规律,可有效地利用迭代方法反演岩性。     

小波变换回波提取在可控震源地震信号处理中的应用

在传统的可控震源地震信号处理中,通常用相关算法和反褶积算法把各地震道采集的原始数据转换成地震剖面,然而它们的效果受环境噪声的干扰明显。本文采用一种基于小波变换的时频互相关(TFCC)算法,能从可控震源地震数据中检测回波并估计其时间延迟。在该算法中,首先对道数据和扫频源信号进行小波变换,得到其时频表示,然后对其时频表示进行互相关。在时频互相关的计算结果中,回波被转变成时频相关子波,同时原始道数据被转变成地层剖面。用TFCC算法和相关算法来处理相同的实际可控震源地震数据,显示前者能更好地压制噪声,并能清晰地检测到微弱回波信号。