力信号反褶积运算对于提高地震资料保真度的研究分析

提取可控震源单炮记录时,通常根据参考信号与母记录(原始地震记录)的互相关运算结果来压缩可控震源单炮记录长度。震源机械、液压系统以及平板和大地耦合的非线性特征导致可控震源单炮记录存在谐波畸变,虽然谐波能量相较于基波能量较弱,但仍对地震资料的保真度存在一定程度的影响。将提取的力信号作为反褶积算子与母记录进行反褶积运算,压缩地震子波,提高地震资料的信噪比和分辨率,以获取不含谐波干扰的地震记录。对比分析模型正演和实际地震数据处理中参考信号、震源力信号和近场力信号与母记录互相关和反褶积运算后的地震记录可知,将力信号作为地震子波与母记录进行反褶积运算,既可以避免谐波干扰,又可以提高深层地震资料的保真度,因此分离后的单炮记录能够更真实地反映地下地层反射系数序列的脉冲响应。     

基于自适应字典学习的可控震源数据谐波噪声压制方法

可控震源高效采集地震资料中谐波噪声压制是一难点,虽然一些传统的基于稀疏优化的方法能够压制数据中的谐波噪声,但是由于使用固定字典,无法自适应地匹配有效信号的波形,存在有效信号损伤较大的问题。为此,提出了一种基于形态成分分析自适应学习字典的谐波噪声压制方法,用于分离原始相关后地震资料中谐波噪声干扰。首先对原始数据进行单道截取及分块处理组成样本集,然后利用K-奇异值分解(K-SVD)学习得到超完备字典,进而应用字典原子的振幅谱比将字典分类为有效信号子字典与谐波噪声子字典,最后应用形态成分分析(MCA)理论将所得的子字典分别用于重建谐波噪声和有效信号,实现压制谐波噪声的目的。合成数据与实际数据的应用结果表明,基于自适应字典学习的可控震源数据谐波噪声压制方法在保护地震有效信号的同时能够有效压制谐波噪声。此外,对比近炮点数据和远炮点数据的谐波噪声压制结果可以看到,该方法对有效信号的损伤小于固定字典谐波噪声压制方法,具有良好的保真性与鲁棒性。     

利用可控震源的力信号压制谐波干扰

谐波是可控震源采集中的一种特殊干扰,压制谐波一直是可控震源资料处理中的任务之一。迄今为止,大部分压制谐波的方法都是基于理论扫描信号与实际震动记录相关的技术特点提出的,易受表层介质特点的影响,很难取得明显的效果。事实上,可控震源的力信号才是真正的下传信号,其包含扫描基波和谐波分量,因此震源记录可近似看成力信号与反射系数系列的褶积体。提出了用力信号代替理论扫描信号,用反褶积算法代替传统的相关算法实现震动记录的反褶积处理。该方法的直接输出资料是褶积记录,与可控震源的相关记录相比,谐波成分得到消除,信噪比明显提高。     

可控震源信号中的谐波畸变影响及消除

可控震源信号中存在谐波畸变是不可避免的,而谐波产生的原因多种多样。若想最大程度地减小可控震源信号谐波,就必须清楚谐波声生的原因,进而有针对性地采取措施以减小震源谐波。由于可控震源相关地震记录的产生存在着的一些特殊问题,本文提出有必要对可能导致“源致干扰”产生的参考信号中的谐波畸变分量大小进行监控。震源信号中谐波畸变对相关地震资料面貌的不良影响与所采用的扫描信号类型和扫描参数有关。因此,在地震勘探工作的实践中,应视具体施工环境和针对具体勘探任务目的,合理地选用扫描信号参数,使谐波对地震资料的影响程度降到最低。本文提出了除在可控震源施工时减小或消除谐波影响所应采用的几种方法之外,还分析了其它可能导致可控震源信号谐波产生的因素,并从可控震源设计制造角度提出了减小可控震源信号谐波产生的几项措施。     

可控震源滑动扫描谐波干扰压制方法

可控震源滑动扫描是高密度地震勘探中的一种高效采集技术,但它在大幅度提高野外地震数据采集作业效率的同时,其固有的谐波干扰也严重地影响了地震资料品质。目前常用的滑动扫描谐波干扰压制方法是模型法,即基于震源力信号设计谐波预测算子,求取相关后记录中的谐波干扰,将求得的谐波干扰从被干扰区域中剔除。然而在实际地震数据采集中由于设备等原因往往缺失震源力信号,因此无法应用模型法压制谐波。本文基于准噶尔西北缘玛西1井三维震源力信号的实际数据,尝试应用独立同步扫描邻炮干扰压制方法滤除滑动扫描资料上的谐波干扰,取得了令人满意的处理效果。     

采用428XL仪器实现高保真可控震源三维地震采集

428XL地震仪器系统成功实践了一种新的可控震源施工技术和方法——高保真可控震源采集技术（HFVS）。本质上，HFVS技术是以采集到的每台震源实际运动的信号来进行数据反演，替代了传统的以参考信号进行的互相关处理，从而有效地减少了谐波畸变对地震资料品质的影响。在实际施工时，HFVS技术采用多台震源以不同初始扫描相位同时激发，再将采集到的地震记录进行分离处理得到每台震源的大地脉冲响应，实现了高效采集条件下的可控震源单点激发。本文详细介绍了HFVS技术的基本原理，总结了高保真可控震源采集的施工特点及其对仪器采集设备的要求，并通过实例，介绍了利用428XL仪器先进的技术性能实现高保真可控震源三维地震采集的方法和经验。     

可控震源高保真采集数值模拟及炮集分离

可控震源高保真采集(HFVS)方法利用多震源在多位置同时激发,大大提高了地震数据采集效率。但多震源同步激发,增加了记录的相邻干扰,降低了资料信噪比,原始记录需要进行炮集分离后才能应用。采用可控震源激发的线性扫描信号模拟高保真采集(HFVS)技术进行的二维地震数据采集,对震源信号进行相位编码,正演模拟多张混叠记录。利用震源检测信号以及地震记录获得震源与各检波点之间对应物理路径各频率点处的传输函数,并将传输函数作用于各震源检测信号,即可得到分离后的单炮地震记录。对比炮集分离结果与单炮正演模拟结果可以看出,远炮点道和近炮点道的分离效果都较好,且远炮点道的分离效果好于近炮点道。     

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。     

可控震源相关子波旁瓣压制方法研究

可控震源地震资料采集中,通过参考扫描信号与地面检波器接收到的反射信号进行互相关处理,能够得到反映地下反射界面的相关地震记录。相关子波特性对可控震源地震记录的品质具有直接影响。根据扫描信号频率范围,设计合适的滤波器,对相关信号进行滤波处理,能有效压制相关旁瓣。模拟和实际资料处理结果表明,滤波处理后的相关子波有着更小的相关旁瓣,记录分辨率得到有效提高。     

轨道式可控震源井间地震资料预处理方法研究

通过对轨道式可控震源的理论分析和激发原理的探讨，并结合实际资料，开展了轨道式可控震源井间地震资料的预处理研究；提出采用极化波分解及坐标系统旋转等方法，使轨道式可控震源井间地震资料的信号记录与常规井间地震资料保持一致。应用该方法对胜利油田垦７１实验区轨道式可控震源的井间地震实验资料进行了处理，资料品质有了很大的改善，成像精度得到了提高。     

滑动扫描可控震源地震数据谐波干扰的消除方法

滑动扫描技术由于缩短了相邻两炮的滑动时间,使得采集效率得到很大提高,同时也使得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。对扫描信号进行时频分析,利用基波及谐波相关后的特征,设计出提取谐波的算子。将该算子作用于相关前原始地震 记录,可以提取记录中的高阶谐波。实际资料处理前、后的时频分析验证了该方法的效果。     

利用近可控震源检波器资料提高单炮相关质量

可控震源地震采集是利用参考信号与母记录进行相关得到地震单炮记录,且两种信号相关性越强则相关结果越好。可控震源激发的参考信号通过震板振动传递给地表,因震板与地表存在耦合关系,导致震板激发振动信号与地表接收振动信号并不完全相等,故利用参考信号与母记录做相关难以得到最佳相关结果。基于此,提出一种利用距可控震源较近(约为15m)检波器记录到的地表振动信号与母记录进行相关的方法;经过实际资料验证,该方法可有效提高相关单炮记录的信噪比和分辨率。     

羌塘盆地地震资料采集检波器组合方法研究

羌塘盆地前期地震勘探取得的叠加剖面中反射波能量较弱,波组连续性较差,有效波特征不明显,单炮记录上相干噪声、散射噪声较强。对前期勘探单炮记录的特点以及采集参数进行分析后,从提高单炮记录反射波组连续性,压制相干噪声及散射噪声的目的出发,提出了5种改进的检波器组合方式。通过对各方案的理论和实际资料分析,优选有利的检波器组合方式,地震资料采集取得了信噪比相对较高的单炮记录和叠加剖面。     

可控震源地震数据谐波滤除方法

本文分析了可控震源滑动扫描中各种谐波产生的原因,指出高次谐波是其中最严重的谐波干扰类型;通过原理分析及数值试验探讨了滑动扫描方法,并基于高次谐波与原始激发信号在各频段的能量呈线性关系这个假设建立了谐波滤除的数学模型;利用参考信号倍增法生成各次谐波,并用各次谐波相关对比法估算各次谐波的能量比。将本文滤除谐波算法应用于实际数据处理,所得结果表明该方法不仅滤除谐波效果好,而且运算速度快。     

随钻VSP记录中井场噪声的衰减

 随钻VSP技术是钻井工程中降低勘探风险、提高钻探成功率的新手段。但是此法带来的相关噪声非常强，如何从这类强噪声背景中提取有效信号一直是此法应用的关键。为此，本文介绍一种随钻VSP记录的多域去噪方案，即对于给定的噪声模型，首先在先导信号及先导信号互相关前的共炮点道集上以最小平方误差准则减去相干噪声；然后根据随钻VSP记录上井场相干噪声的波场特征，在先导信号互相关后的共接收点道集中进一步去噪。实际数据的去噪效果明显，表明这一去噪方案是切实可行的。     

干扰波调查技术在JS地区的应用

近几年在下扬子区中古生界地震勘探中,采用了一种由沿测线的炮点和一个3D接收网组成的系统即"盒子波"进行干扰波调查的试验,并取得了较好的效果。介绍了①"盒子波"资料采集的参数设计和施工方法;②"盒子波"资料的噪音分析和组合分析,以及对角线方向组合试验、Inline方向组合试验、Crossline方向组合试验和面积组合试验;③试验记录信噪比估算和试验资料的分析、认识等。     

小药量单井多次激发组合叠加方法试验与效果分析

为了提高沙漠区低信噪比地震资料的品质,从优化野外资料采集的激发方式出发,开展了小药量单井多次激发组合叠加方法试验。根据地质任务要求、工区表层结构条件和激发信号的优势频带宽度,通过多种激发因素的野外试验综合确定小药量单井激发的合理药量;针对克服小药量单炮能量不足,同时又利于压制干扰波的要求,对野外主炮点上小药量单井组合参数与井位布设进行合理的设计,并在后续的室内组合叠加处理时优选最佳炮数的小药量资料;通过小药量单井资料的组合叠加处理与分析,获得不同地表条件下一个主炮点上小药量单井多次激发应布设的最佳井数(激发次数)。方法试验和试生产的应用效果表明,小药量单井多次激发组合叠加技术较好地提高了沙漠区地震资料信噪比和分辨率。     

折射波剩余静校正方法

山地、沙漠及其他复杂地表地区地震资料的线性散射噪声和随机噪声很强,有效反射信号弱,资料信噪比较低,静校正问题严重,使用常规剩余静校正方法难以见效。本文利用折射波信噪比高的特点,将反射波剩余静校正方法应用于折射波资料处理,通过交互手段,逐段估算折射波的速度,用合适的速度对地震记录进行线性动校正,在共炮点或共中心点道集上,用相关方法计算各道与模型道时差,再用统计方法计算出炮点和检波点剩余静校正量。将该方法应用于信噪比较低、反射波剩余静校正方法难以奏效的复杂地表区,获得良好处理效果。     

基于局部相似属性的初至自动拾取

本文提出了一种基于局部相似属性的初至自动拾取方法。首先是由炮记录中的地震道计算其局部互相关相似属性,形成局部相似属性道;然后根据粗略估计的近地表速度和炮检距对炮集中的每一道计算一个初至搜索中心,并以此中心确定每一道的搜索范围;最后将这些局部属性道作为能量比法的输入,计算局部相似属性道的能量比曲线,取搜索范围内能量比曲线的最大值所在位置为初至时刻。模型数据和实际资料试验结果表明,该方法具有一定的抗噪性能,且易于使用。