浅海舰船地震波中Scholte波识别技术研究

根据浅海舰船航行过程中引起的海底振动所形成的舰船地震波,对界面波的识别技术进行研究。提出了基于两个传感器采集到的时域信号人工合成地震记录,采用τ-p方法实现Scholte波的提取,利用匹配追踪方法和魏格纳变换对Scholte波进行识别,实现了两个传感器对多道地震记录的合成,通过匹配追踪方法和魏格纳变换对τ-p变换提取出的Scholte波进行识别,从而精确提取出了Scholte波的频率、速度、能量。     

一种时-频分析算法识别Scholte波算法研究

在浅海域,舰船航行时会产生海底地震波,其中,Scholte波沿海水和海底交界处的流-固界面传播。本文分析了Scholte波的特性和质点运动轨迹的极化特性,提出匹配追踪算法和时-频分析方法中的魏格纳分布联合的新算法。用新算法对海底地震波信号的频率、能量和对应传播时间进行分析,识别出Scholte波,并用极化滤波的方法验证Scholte波。     

水中甚低频声源激发海底地震波的传播

目前关于海底地震波的理论分析仅局限于水平分层的弹性海底,该文对倾斜弹性海底的地震波传播规律进行研究.研究了浅海海底地震波的激发机理,当海底为弹性海底,且海底切变波速度大于水中声速时,水中声源能激发出水中的波导简正波和Scholte波、弹性海底的次表面波和Scholte波.建立预报海底地震波场的抛物方程方法模型,研究了海底地震波的传播规律:甚低频声波在具有倾斜弹性海底的海洋环境中传播时,水中波导简正波和海底的次表面波会随着海水深度的减小出现能量泄漏现象.     

声源对浅海地震波传播特性的影响研究

为提升水雷的探测能力,利用浅海地震波识别水下目标声源,研究声源高度和频率对浅海地震波的影响。采用交错网格有限差分方法对波动方程进行离散求解,实现不同高度和不同频率声源形成的浅海地震波在砂岩介质中传播过程的仿真模拟,并利用f-k频散能量提取方法,获得浅海地震波的频散能量图。结果表明：声源高度和频率均会影响浅海地震波的传播特性,但对其波速、频率集中范围和极化特性影响较小,Scholte波稳定的波速为1 088 m/s, Scholte波振幅的频率范围在5～30 Hz之间;随着声源高度和频率的增加,形成的Scholte波在水下界面信号减弱。研究结果可为水雷引信的研制提供理论依据。     

海底初至波特性及识别算法研究

研究运用小波加分形维数的复合算法对地震波中的初至波进行提取。当水中目标振动以后产生海底地震波,最先到达观测点的是初至波。通过对初至波到达时刻的研究,可以对水中的目标进行探测,并通过浅海海底环境模型系统进行地震波数据采集,仿真结果验证了本文所提出的算法的可行性。     

合成记录在层位标定应用中的几个关键问题

在合成地震记录层位标定过程中,子波、极性、时深关系是三个十分重要同时又常被解释人员简单化的问题.常用的子波包括Ricker子波、统计性子波和确定性子波,通常先用统计性子波确定子波主频,再用该主频的Ricker子波做初始标定,最后在初始标定的基础上提取确定性子波并用之进行精细标定.对于长井段和大位移斜井还需分段用时变子波标定.准确识别地震剖面极性对层位标定和地震解释意义重大,合成记录法、地震反射特征法、地震子波法常被用来判断剖面极性.VSP时深数据和声波曲线积分得到的时深数据是标定中常用的时深关系,使用过程中要注意AVO效应、测井环境影响以及色散现象带来的问题.     

测井资料在井震联合标定中的应用

井震联合标定地震反射目的层是构造解释、岩性反演中最基础的工作,是连接地震、测井数据的桥梁。建立目标层位与地震反射之间对应关系的工具是利用测井资料合成地震记录。从合成地震记录的原理及制作方法入手,指出影响井震联合层位标定质量的关键因素是正确处理测井数据和准确提取地震子波。利用杏树岗油田杏六东Ⅰ区块x5-4-135井资料和该区地震资料试验研究了测井曲线与地震子波对合成地震记录质量的影响。证明利用测井曲线提取确定性子波标定效果优于Ricker子波和统计性子波。     

渤海海域气枪子波时空传输特征研究

渤海海域蕴藏着丰富的油气资源,具有很大的开发潜力,是当前我国最为重要的海上油气产地之一。海洋地震勘探作为最主要的勘探方法来探测渤海海域的油气资源及其他地质构造时,通常采用气枪阵列作为最主要的震源。由于渤海水深较浅,气枪子波的传输受海面和海底影响较大,气枪震源与接收点之间存在多个反射传播路径,会导致不同时间到达的波发生叠加,传播超过几公里的气枪子波是复杂的。本文系统地对影响气枪子波传输的许多因素进行了研究和分析,详细地分析了这些因素可能会对气枪子波传输造成的影响。建立了用来衡量气枪子波接收能量水平的参数,即均方根声压级(Root-Mean-Square-Level, SPL_(rms))参数与声暴露级(Sound-Exposuse-Level, SEL)参数,以及用来进行频率域分析的1/3倍频程分析方法,并且将其应用到了在渤海海域采集到的实际数据中,最终得出结论:均方根声压级参数与声暴露级参数较好地显示气枪子波接收能量水平大小及其随传输距离的变化,帮助从空间域上进行气枪子波传输特征的分析。而1/3倍频程分析方法也较好地体现了气枪子波在不同频带内的传输损耗及传输特征,从频率域上对气枪子波的低频部分与高频部分进行的分析和对比以及准确地观察某个频带内接收能量水平的具体变化。     

实际地层条件下爆炸震源子波模拟研究

炸药激发是陆地上地震勘探的主要激发方式。不同的激发位置得到的子波的频率成分、主频、频宽均不同。由于反射系数及虚反射等多方面的影响,子波波形和频谱随着传播的距离而改变,从而影响地震资料的分辨率。通过计算得到了均匀弹性介质中的球腔震源作用下的位移公式,并分析了影响球腔震源子波的各个因素。最后在实际地层中得到了不同位置激发下的震源子波,以及各个激发位置下所得到的子波的频率变化。通过分析远场子波的主频及频宽得到最佳激发位置,来指导实际震源的安置。     

浅海目标的卡尔曼滤波跟踪技术研究

采用简正波理论对浅海水声损失进行了研究和计算,浅海中的目标声源通过海水传播到海底引发地震波,对海底地震波的初至波和面波进行提取,得到了海底检测点到达海底震源的距离,目标的垂直方向不变,进而得到径向距离,采用卡尔曼滤波技术对目标进行跟踪。仿真结果表明,可以快速地跟踪上目标的运动状态,对浅海目标跟踪具有重大意义。     

基于相位扫描的地震子波提取方法研究

以常相位假设为基础,通过计算随信号相位发生变化的目标函数值来对地震记录进行相位扫描,以寻求最能逼近子波真实形态的常相位值,并应用此相位及地震记录的振幅谱合成地震子波,达到地震子波提取的目的.在以往通用目标函数的基础上,增加了对信号相位特征反映更为敏感的绝对峰度准则目标函数,并在统计平均意义下,采用多目标联合扫描的方式求取信号相位,使其更能准确、真实地反映子波的相位特征,同时也能提高抗干扰能力.模拟试验证实了该方法的可行性和有效性,进一步通过对实际资料的子波估计以及应用估计的子波进行反褶积处理的结果论证了该方法的实用价值.     

深浅水变换带地震资料子波处理技术应用研究

在海上地震勘探中,气枪激发时所产生的气泡震荡影响了地震资料的信噪比和分辨率。目前使用较为广泛的方法是应用远场子波预测反褶积来压制震源气泡的影响。在浅水中压制由于空气枪产生的气泡振荡的低频起到了一定作用,可也压制了小部分的有效频率,这对精细勘探来讲是不足的。为满足精细勘探需要,本文通过深水可完整记录直达波的特点,在测线的近道上应用直达波和海底反射波的组合得到统计子波的方法来压制气泡。结果表明气泡得到了很好的压制,并且较好地保护了有效频率。     

海底锚固悬浮隧道所受动水压力研究-P波

为研究地震作用下悬浮隧道所受动水压力规律,推导了平面P波从海底岩土斜入射到与海水的交界面时,作用在海底锚固悬浮隧道上的动水压力公式.基于位移势函数理论,讨论不同海底岩土参数与入射P波的不同频率和方向以及锚索的刚度和间距对作用在海底锚固悬浮隧道上的动水压力的影响.结果表明,海底岩土剪切模量、P波的频率和方向以及锚索的弹簧刚度和间距对悬浮隧道所受的动水压力有较大影响,海底岩土泊松比和密度的影响较小.     

频率—慢度域层间多次波衰减技术及其应用

多次波是地震勘探中常见的一种干扰波,传统的多次波压制方法主要针对长周期多次波,不适应于正常时差较小的近偏移距短周期多次波。基于Lokshtanov等人提出的多次波衰减原理,本文导出了频率—慢度域多次波压制因子,利用海底面的一次鸣震来估算海底反射系数,在频率-慢度域实现地震数据中的多次波压制。通过实际地震数据处理,结果表明文中所提出的方法可以较为有效地压制近偏移距短周期多次波,从而为地震资料后续处理提供了基本保证。     

子波神经网络在故障诊断中的应用研究

根据旋转机械常见的故障类型和故障信号时域采样数据,以子波空间作为模型识别的特征空间,采用信息熵为代价函数的神经网络学习算法,由于波神经网络对故障进行学习和诊断,实验结果表明,子波神经网络的故障诊断方法在在了不解故障信号频率结构的情况下,即可对平衡和非平衡故障信号进行诊断,适于设备在线监测及设备的巡检。     

地震资料处理中子波的有效提取和反褶积计算

提取地震子波是数据分析和处理的关键,采用不同的子波提取计算方法,比较不同算法求取子波同原始子波间的差异,分析其原因和问题所在;另外通过反褶积获取新的地震记录,对比剖面分辨率的变化情况.其主要目的是提供相关处理参数的算法,比较之间的差异和优劣,寻求最佳匹配算法,计算精度是本文的重点.     

时频域滤波沉底目标亮点特征提取方法研究

主动声呐探测沉底目标时,由于存在严重的海底混响干扰,使得拷贝相关方法不能有效地提取目标回波亮点特征,大大降低了主动声呐的目标识别性能。针对该问题,研究了时频域滤波Hough变换的目标回波亮点特征提取方法。该方法采用互魏格纳变换将接收信号与拷贝的发射信号变换到时频域,依据目标回波与混响及噪声能量的时频聚集特性不同,采用时频域脊波变换滤波滤除混响及噪声,最后利用Hough变换提取目标回波中各亮点峰,并进行投影计算形成目标回波的亮点特征。同时研究了Hough变换域中的峰值位置与目标亮点对应的数学关系,给出了基于时频滤波提取沉底目标亮点特征的算法步骤,并采用支持向量机对比分析了该方法与拷贝相关方法提取亮点特征的识别效果。结果表明,该方法能够在较低的信混比下有效抑制混响干扰提取亮点特征,从而提高沉底目标的识别性能。     

双谱地震子波估计

子波处理是提高地震资料分析的一个重要手段,该技术的关键是地震子波的估计。根据高阶累积量中保留有信号相位信息的性质,给出了一种基于地震信号双谱的子波估计突破了以往对地震子波是最小相位的假设,适应于任意相位的子波,针对不同性质的地震子波,进行了理论计算,结果表明,这一该是可行的。同时也显示了信号高阶谱技术在地震资料子波处理,提高分辨率方面的潜力。     

地震波初至波与scholte波的时差提取研究

通过对初至波与scholte波到达时刻提取的方法研究,提出计盒分形维数算法和修正后的平滑伪魏格纳分布时频分析算法分别对初至波和scholte波到达时刻进行提取,两者时差主要应用于水下舰船目标探测研究。在此背景下,通过模拟浅海海底环境进行地震波数据采集,并拾取初至波与scholte波,获取两者时差,从而验证了所提算法的有效性。     

平滑伪Wigner-Ville变换的地震面波到达时间提取

通过对地震面波到达时间识别方法研究,提出一种基于平滑伪Wigner-Ville变换的方法提取地震面波到达时间,主要用于目标探测方法研究。在此背景下,通过实际的振动系统进行采集数据,利用Wigner-Ville变换以及平滑伪Wigner-Ville变换分析并提取面波。通过其频率分布,能量衰减规律等特性与实际参数进行对比,从而得出所用方法的有效性。对目标检测和精准定位的方法研究具有重大的意义。