应用KL滤波提高地震记录的信噪比

在地震资料处理中,通常采用相干加强来提高地震记录的信噪比,这种方法对那些在静校正和剩余动校正之后相干性未变好的地震信号是不利的。采用KL变换后的第一主分量提取地震记录道集的相干信号,可以避免上述相干性不好的影响。KL变换后,各主分量两两正交,互不相关,相干信号的能量集中在第一主分量上,而噪声能量则均匀分布在各主分量上,这样便可估算出信号的能量和噪声的能量,进而计算出地震记录的信噪比。取KL变换第一主分量的过程叫KL滤波。经KL滤波处理的资料表明,地震记录的信噪比有了明显的提高,其效果要比相干加强好。     

基于多窗口自适应双边滤波去噪方法研究与应用

研究了在保持边缘信息和有效信号的前提下压制随机噪声的方法,提出一种基于多窗口自适应双边滤波的方法技术。主要原理是:沿局部地层倾角、方位角提取滤波多窗口,在包含目标点的多窗口中采用自适应双边滤波,通过地质构造信息自适应设置空间变化相似度权重。在不连续地质体发育区域,选取较小的空间变化相似度权重;在连续平滑地质体区域,选取较大的空间变化相似度权重。最后选取方差最小窗口中的滤波结果作为目标点的最终输出。在模型数据测试中,将该方法与常规构造导向滤波方法及f-x域滤波方法进行对比,结果表明该方法的应用效果优于常规构造导向滤波和f x域滤波方法。实际资料测试结果表明,该方法能够在保持边缘信息和有效信息的前提下压制随机噪声,在保护断面以及地层的有效反射信号的基础上,提高数据的质量和信噪比,保真性较好,具有较强的实用性。     

多方向矢量中值滤波在多分量地震数据中的应用

多方向矢量中值滤波在压制噪声的同时能够有效地保护多分量地震信号的矢量特性。将多方向矢量中值滤波扩展应用于多分量地震数据去噪处理,把多分量地震数据当作一个矢量波场进行处理,每个时间采样点均为一个矢量。基于地震数据沿同相轴变化缓慢的特点,在矢量空间中,以当前滤波点为中心沿不同试验方向截取相邻道矢量信号片段,根据这些矢量信号片段之间的相关性自适应地选取最佳矢量中值滤波窗。扩展后的方法在压制噪声的同时能够有效保护多分量地震数据各分量之间的相对振幅信息。理论模型和实际数据测试结果表明,多方向矢量中值滤波应用于多分量地震数据去噪处理是有效的。     

频域奇异值分解（SVD）地震波场去噪

 无规则干扰噪声的频谱分带较宽,不存在相干性;但在同一地区地震信号的主频带区间大致相同,尤其是叠后数据,也就是说各地震道有效频带的频谱存在较好的相干性。本文基于这个特点,通过傅里叶变换,在频率域进行SVD变换,并设计滤波因子,提取目标信号的奇异值进行重构频域信号,然后再进行反傅里叶变换,实现地震波场分离与去噪。与传统的带通滤波相比,该方法能彻底压制主频带干扰噪声,保护高、低频有效信号。实际地震数据处理表明,在不破坏原始地质信息的前提下,能较好地提高地震信号的信噪比。     

基于倾角控制的各向异性高斯滤波法

传统的各向同性高斯滤波在去噪的同时会造成同相轴边缘失真问题。采用一种基于倾角控制的各向异性高斯滤波方法,利用倾角信息控制滤波方向,使各向同性的高斯滤波改进为可沿地质构造主方向滤波的各向异性高斯滤波。模型试验和实际地震数据测试结果表明,各向异性高斯滤波能自适应地调整滤波方向,有效去除随机噪声,保持原始地质构造特征和同相轴边缘信息。     

用加权偏振滤波压制OBN纵波分量中的地震噪声

舒尔特波和导波是海洋地震勘探中常见的噪声，尤其在浅海地区，能量很强的舒尔特波和导波往往掩盖了地震信号，极大地降低了地震数据的信噪比。利用浅海OBN采集中的水检和陆检垂直分量数据，对信号和噪声进行加权偏振分析，并利用它们的不同偏振参数设计滤波器，在一定的频率内利用加权偏振滤波压制舒尔特波，在一定的速度范围内利用加权偏振滤波压制导波，从而取得很好的噪声压制效果。加权偏振滤波解决了OBN数据中的噪声在水检和陆检两个分量中的能量差异造成的噪声识别困难，而且基于同一物理点的地震道计算，并对每个接收点的多分量数据独立处理，不受空间假频的影响，相比基于FK或Tau-p变换的方法具有明显优势。模拟记录试算和实际数据处理结果表明，加权偏振滤波不依赖数据采样密度，可以有效分离OBN数据纵波分量中的舒尔特波和导波，并在压制噪声的同时很好地保护有效信号。     

基于时间同步提取变换的地震随机噪声压制

随机噪声压制是地震数据处理中的重要环节。本文提出一种基于时间同步提取变换(Time-Synchronous extracting Transform,TSET)和鲁棒主成分分析(Robust Principal Component Analysis,RPCA)的地震随机噪声压制方法。首先通过时间同步提取变换将含噪声的地震数据变换到一个新的稀疏子空间;然后使用鲁棒主成分分析算法将稀疏时频矩阵分解成一个低秩分量和一个稀疏分量;最后,基于时间同步提取反变换将低秩分量由时频域变换到时间域得到去噪后的地震信号。合成模型和实际地震数据用于测试提出的方法,并与传统的f-x预测滤波方法进行对比。结果表明,文中提出的方法不仅能够有效压制地震信号中的随机噪声,而且较好地保留了地震反射信息,从而为后续地震数据处理和解释奠定了基础。     

利用区域自适应极化滤波压制多分量面波干扰

陆上三分量地震勘探中面波通常会严重降低资料品质并影响后续数据处理和最终综合解释结果。基于面波低速、低频和椭圆极化的特征,本文提出一种基于区域自适应极化滤波的面波压制方法。首先根据面波的视速度特性划分其主要分布区域,利用S变换进行区域滤波,初步分离出面波干扰;然后利用Hilbert-Huang变换（HHT）进行面波分析,得到面波的瞬时频率;再根据面波瞬时频率自动调节极化滤波的窗口大小,从而进行自适应极化滤波,将低频反射信号从面波干扰中分离出来;最后对区域滤波结果进行补偿,得到压制面波干扰后的最终地震记录。模型测试和实际数据处理结果表明,该方法能在有效压制面波的同时,较好地保护有效信号。     

基于Morlet小波分频的保边滤波去噪方法

进行保边滤波需要已知反射倾角和边界信息,通常这些信息由全频率地震资料估算得到,但噪声的存在往往会降低估算的准确性.地震资料的各个频率成分具有不同的信噪比,Morlet小波具有良好的局部性能,所以用Morlet小波可以将地震数据按照倍频程分为几个分频体.对于信噪比不是太低(一般指大于2.5 )的地震资料,会有2-3个分频体具有较高的信噪比.扫描上述分频体,确定它们的倾角以及边界信息,然后利用倾角及边界信息对上述分频体以及与其频率接近的分频体进行平滑,并根据是否存在边界采取不同的滤波手段,保证滤波算法的稳定性,最后将平滑后的各频段地震记录合成,得到去噪后的地震记录.理论模型和实际资料处理表明,对于信噪比大于2.5的地震资料,该方法能有效去除噪声.     

自适应倾角导向技术在断层识别中的应用

在油气勘探开发过程中,断层和裂隙的分布形态一直是三维地震资料解释所关注的重要问题。地震资料中包含的随机噪音,往往影响断层的刻画精度,因此,解释过程中常采用去噪技术来消除噪音,提高断层刻画精度。常规去噪技术在提高地震资料信噪比的同时通常会破坏反射结构的边缘信息和断层的尖锐性,影响构造解释和油藏描述的准确性。为了解决结构保护去噪和断层检测难题,提出基于自适应倾角导向技术的断层识别方法,具体步骤如下:先生成包含采样点倾角和方位角信息的导向体;再将导向体作为滤波的输入数据进行导向滤波,提高信噪比的同时保留地层中的重要构造信息;最后将滤波后的数据体在倾角导向的控制下进行相似性属性提取,从而识别断层,提高断层解释精度。结果表明:在自适应倾角导向技术运用基础上,最终提取的相似性属性有效地突出了断层处的不连续性,去噪效果良好,有效增强了断层的识别能力。整体而言,自适应倾角导向技术是一种刻画断层和识别地质体边界的有效方法,目前已在复杂油气藏勘探中取得了较好的应用效果。     

基于多道局部复值相关的地震信号边缘检测

地震信号边缘检测是利用地震相干属性识别地震地层特征与边界的有效手段,目前主要利用相关类算法来实现这一目的。与传统的基于实地震信号相关的地震信号边缘检测方法不同,局部复值相关算法首先将实地震道转换成规范化复地震道,然后对相邻两规范化复地震道进行滑动时窗的零延迟复值相关运算,计算简洁,无需传统相干类算法的相似性扫描、倾角扫描或迭代求解等复杂运算,能同时提供用于相干分析的相关系数属性和与地层视倾角有关的相移属性,可以更有效地识别地震信息边缘特征,并且可对相关系数和相移属性进行对比解释,增加了边缘检测的准确性和可信度。此外,针对单道局部复值相关存在的相关系数属性边缘异常不突出和抗噪性较弱的问题,本文提出了改进的多道方法,提高了地震信息边缘异常检测和抗噪声的能力,并将改进的多道算法推广到三维数据,表明该方法是有效的。     

改进的各向异性扩散滤波方法压制地震数据噪声

在压制地震数据噪声时,为有效保持地质体边界、断层等细节特征信息,根据地震数据噪声多尺度特性,分析已有的各向异性扩散滤波模型的特点,将控制扩散特性的梯度阀值、迭代时间和高斯滤波尺度因子参数引入扩散模型中,并借鉴模拟退火的冷却思想,设定高斯滤波尺度因子和梯度阀值为时间的函数,构建了能够保持边缘特征、压制地震数据噪声的各向异性扩散滤波模型。数值试算和实际资料的应用表明,构建的各向异性扩散滤波模型能够自适应地、有效地压制地震数据噪声,为地震数据解释和分析、属性提取提供了较好的基础数据。     

利用不连续性的各向异性扩散滤波方法识别断层

在提高地震数据信噪比的同时保护断层等不连续的边界信息,对于地震精细解释具有非常重要的意义。为此,在前人的研究基础上,提出了基于不连续性的三维各向异性扩散滤波方法,分析了结构张量特征值与三维地震图像的局部结构特征之间的关系,并利用断层置信度参数重新设计扩散张量的特征值,可以更合理地控制地震数据沿不同方向的扩散滤波强度：在地震同相轴连续性较好之处,断层置信度参数趋于0,滤波强度大;在断层等地质体的边缘处,断层置信度参数趋于1,扩散滤波强度弱,可以有效保护断层等不连续边界的信息。模型测试和实际资料的应用证明,所提方法在提高地震资料信噪比的同时,可有效保护断层等不连续的边界信息,并在连续地层区域增强同相轴的连续性,为断层解释提供良好的基础数据。     

利用构造导向滤波技术识别复杂断块圈闭

构造导向滤波的实质是针对平行于地震同相轴信息的一种平滑操作,这种平滑操作不超出地震反射的终止形式(断层),其目的是沿着地震反射界面的倾向和走向,利用有效滤波方法去噪,增加同相轴的连续性,提高同相轴终止处(断层)的侧向分辨率,保存或改善断层的尖锐性;在构造导向滤波处理后的地震数据体上进行相干属性计算,可突显小断层。本文针对B盆地R构造断裂发育,构造复杂,断层解释和断层组合困难的特点,采用构造导向滤波技术对地震数据进行处理,再以处理后的地震数据体为基础,应用相干体分析技术,新识别出小断层30多条,重新落实10个复杂圈闭,并按断块圈闭进行井位部署,取得了较好的地质效果。     

基于时空变中值滤波的随机噪声压制方法

针对一维中值滤波的滤波方向与滤波窗长单一的缺陷,一方面根据反射信号沿同相轴方向的相干特征,分别对每个采样点设置合适的滤波方向;另一方面根据地震数据的相干程度,分别对每个采样点设置合适的滤波窗长,从而得到具有时空变特性的改进中值滤波方法。理论模型与实际数据的处理效果均表明,无论是对于理论模型合成的单炮记录还是波场复杂的实际地震资料,本文方法均能在有效地压制随机噪声的同时,较好地保护有效信号。     

复杂地区三维地震资料高效解释方法研究

三维地震资料综合解释是一项繁复的工作,尤其是在复杂地区,解释者往往需要对解释成果进行多次修改完善.本文针对解释过程中易导致错误或解释欠缺之处,尝试提出"以应力场分析为指导的多窗口连续剖面断层解释法"和"以精准骨干剖面为基础的多窗口连续剖面层位解释法".应用上述方法可以充分利用三维地震数据体资料,避开断层的干扰,并与应力场分析紧密结合,达到提高解释效率的目的.     

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。     

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。     

影响空间方向滤波效果的因素分析

二分量(X,Z) 理论合成地震记录的处理证明了极化滤波的思想是正确的,也是目前分离二分量记录中P波和PSV波的一个比较有效的方法。各种滤波参数对二分量地震记录滤波效果影响规律的试验、分析结果表明:(1)在滤波器的滤波参数中对滤波效果影响最大的是极化方向的加权值q,其次是滤波的时窗值N,极化程度加权值p 对滤波效果影响不大;(2)对不同分量、不同炮检距、不同深度的地震记录应采用不同的滤波参数(q,p,N)进行滤波处理,只有正确地选取滤波器的滤波参数,才能获得比较满意的滤波结果。     

一种带限稳定的反Q滤波算法

反Q滤波是波传播的逆过程,可同时消除吸收和频散效应。Gabor域反Q滤波方法是以Gabor变换谱代替向下延拓的波场,在对二维时频谱进行稳定的反Q滤波处理后,再使用Gabor逆变换重建时间域地震道。相对于反Q滤波方法的分层实现,该算法可应用更精确的连续Q模型,且不需对二维振幅补偿算子进行近似,其计算效率更高,反Q滤波结果更准确。为了改善补偿效果且不放大环境噪声,在Gabor域反Q滤波过程中联合应用时变带通滤波器,该带通滤波器的高截频从某一时间处随旅行时沿双曲线轨迹变化,以适应衰减介质中信号带宽随旅行时的变化。理论数据测试和实际资料应用的结果均表明,联合时变带通滤波器的反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。