基于粗糙海面的最小二乘残差法变深度缆接收点鬼波压制技术

鬼波压制是提高海上地震勘探精度的重要环节。常规的鬼波压制技术通常假设海面是水平的且反射系数为-1,但真实的海水表面是粗糙界面,因此这种假设条件难以保证鬼波压制的精度。本文提出了一种基于粗糙海面的接收点鬼波压制技术,首先利用蒙特卡洛方法对粗糙海面进行建模,并求取海面反射系数;然后应用粗糙海面反射系数在τ-p域构建拖缆观测总波场与上行到海水表面的反射波场的线性方程组,并利用最小二乘残差迭代算法求解,由此实现上下行波波场分离;最后将分离得到的上行波场从粗糙海面延拓回变深缆处,以消除海面起伏的影响,最终得到基于水平海面的去鬼波记录。合成数据测试结果表明,本文方法能在粗糙海面条件下对接收点鬼波波场实现准确压制,更符合野外采集中的实际情况。     

基于起伏海水表面的拖缆鬼波压制方法

基于平坦海水表面假设的鬼波压制方法在起伏海水表面情况下鬼波压制效果不佳。为此,基于最小平方线性拉东反演去鬼波算法,反演得到海水表面处上行波场,正向和反向延拓海水表面处上行波场至检波器处,采用最小平方成像条件成像海水表面,以校正检波器实际沉放深度,消除起伏海水表面的影响,实现了基于起伏海水表面的鬼波压制。该方法考虑了起伏海水表面对鬼波压制的影响,改善了基于平坦海水表面假设的方法压制鬼波不完全的情况。数值模拟数据和海上实际拖缆数据测试结果表明,该方法能更好地压制鬼波,最大程度拓宽地震记录频带。     

频率—慢度域延拓关键参数优化的鬼波压制方法

鬼波的陷波特性限制了海洋地震资料的有效带宽，因此鬼波压制是海洋资料宽频处理的重要步骤之一。鬼波与一次波的延迟时间和振幅差异系数是鬼波压制的关键参数，两者的精度直接影响处理效果。受崎岖海底、起伏海面及反射层深度变化等因素的影响，实际鬼波参数随空间和时间而变化，导致鬼波压制算子出现误差，无法取得较好的处理效果。为此，以频率—慢度域鬼波压制方法为基础，构建频率—慢度域波场延拓算子，并利用滑动时间窗口降低鬼波参数时变的影响，在滑动时间窗口内用原始地震数据分别加上和减去延拓一次的记录，以运算所得的两个新记录乘积的绝对值之和最小作为度量，交替迭代寻找最优平均鬼波延迟时间和振幅差异系数，进而压制鬼波。斜缆的合成数据和实际资料试算表明，该方法能较好地压制鬼波、拓宽频带，提高地震资料的分辨率。     

频率域起伏双缆数据合并策略

受鬼波和陷波现象的影响,常规海洋拖缆采集地震记录分辨率低,频带较窄,低频端能量不足,因此常用的上下缆宽频采集技术及其数据合并方法成为海洋地球物理勘探研究重点之一。为此,提出了频率域起伏双缆合并策略。通过计算每个检波点处的鬼波算子,自适应地对起伏双缆进行合并,在减小缆深起伏对合并质量影响的同时,最大限度利用每个检波点信息以提高合并结果分辨率和信噪比。对于实际计算中鬼波算子存在奇异的情况,通过引入白噪因子,提高了计算的稳定性。并提出了利用浅缆补偿变深度拖缆高频端能量的采集技术,为高精度海洋地震勘探提供了新的思路。最后,分别选取起伏缆深上下缆拖缆模型、浅缆补偿变深度拖缆模型以及海上实际上下缆数据为例,验证了频率域起伏双缆合并策略的有效性。结果表明,鬼波被很好地去除,陷波现象被压制,低频端能量得以提升,地震记录频带也得到了有效拓宽。     

起伏海面条件下的反射地震响应

为了更真实地模拟起伏海面的影响，利用兼顾精度与计算效率的有限差分法，采用基于鬼点外推的不等距差分格式，采用文圣常等提出的海浪谱计算模型建立了有效波高为2m的适度平静海面起伏模型，以此研究中国海域内起伏海面条件下的反射地震响应。通过对简单的层状模型和Marmousi模型的数值模拟，得到以下认识：①受起伏海面影响，鬼波与一次反射发生不规则的干涉而产生不同的反射地震响应；②由起伏海面产生的地震反射同相轴"抖动"现象在所有时刻都存在，且与海面的起伏形态相关；③由于二次反射的不均匀照明及其与一次反射的不规则干涉，造成地震反射能量的空间分布不均匀现象，影响直达波和反射波的走时、波形、振幅、频谱、相位和带宽等，造成鬼波压制效果不佳、成像信噪比低、分辨率低、局部反演结果不收敛等一系列实际问题。     

基于分治算法的谷值因子斜缆数据鬼波压制方法北大核心CSCD

斜缆采集技术可以有效地压制虚反射和拓宽地震频带,但是利用变深度缆采集地震数据压制鬼波的方法中需要给定一个准确的鬼波延迟时间,鬼波延迟时间的准确性对鬼波压制效果影响很大。提出了谷值因子的概念,认为谷值因子是判断斜缆采集数据每一道鬼波延迟时间准确性的一个参数,可以通过分治算法搜索获得的谷值因子确定更加精确的鬼波延迟时间,进而通过数据最优化联合反褶积方法获得最优的鬼波压制效果。模型试算和实际数据处理结果表明,本文方法能够有效地压制变深度缆地震数据中的鬼波,消除鬼波陷波效应的影响,拓宽地震数据的频带。     

基于分治算法的谷值因子斜缆数据鬼波压制方法

斜缆采集技术可以有效地压制虚反射和拓宽地震频带,但是利用变深度缆采集地震数据压制鬼波的方法中需要给定一个准确的鬼波延迟时间,鬼波延迟时间的准确性对鬼波压制效果影响很大。提出了谷值因子的概念,认为谷值因子是判断斜缆采集数据每一道鬼波延迟时间准确性的一个参数,可以通过分治算法搜索获得的谷值因子确定更加精确的鬼波延迟时间,进而通过数据最优化联合反褶积方法获得最优的鬼波压制效果。模型试算和实际数据处理结果表明,本文方法能够有效地压制变深度缆地震数据中的鬼波,消除鬼波陷波效应的影响,拓宽地震数据的频带。     

一种基于波动方程迭代反演的平缆鬼波压制新方法

随着油气勘探开发难度的增加,宽频地震资料越来越受到重视。鬼波是制约海上宽频地震资料的主要因素,鬼波的有效压制是海上获取宽频地震资料的主要途径之一。提出了一种基于波动理论的平缆鬼波压制新方法,利用鬼波是有效波向上传播经过海平面反射继续向下传播被电缆所接收的关系,通过波动方程反问题的求解,实现电缆鬼波的压制;根据互易原理,该方法同时可用于震源鬼波的压制。理论模型测试与实际资料应用结果表明,该方法可以有效压制平缆的电缆鬼波与震源鬼波,有效拓宽地震资料的频带范围,分辨率得到了明显提高,有利于地震资料的反演与解释。     

基于确定性子波处理的鬼波压制方法

鬼波干扰是海洋地震勘探中始终存在的难题,长期没有得到根本的解决,严重制约了地震勘探技术的进步。目前多数压制方法一般仅针对电缆鬼波,无法很好地压制震源鬼波。本文提出了一种基于确定性子波处理的鬼波压制方法,先获取远场子波,再由远场子波获得3种类型的地震子波,并求取子波之间的匹配算子,然后将算子应用于实际地震数据,最终获得压制鬼波的结果。该方法要求地震采集过程中气枪震源子波相对稳定,通过各种方法获得的子波与实际子波基本接近。理论模型测试结果表明,本文方法能够同时压制电缆鬼波和震源鬼波,即使受地层吸收衰减的影响,依然能够获得较为准确的结果。实际资料应用效果表明,使用本文方法进行鬼波压制处理后,地震资料剖面波组特征清晰,反射同相轴单一,有利于构造解释工作;地震资料频谱频带宽,高低频能量丰富,无明显陷频点,有利于储层反演工作。     

基于波场延拓和反演的变深度缆地震数据鬼波压制方法

针对变深度缆采集的地震数据,基于不规则面的波场延拓和反演理论,提出了一套变深度缆地震数据的鬼波压制方法。该方法首先通过不规则面的波场延拓生成镜像数据,然后基于该延拓方法,通过共轭梯度算法迭代反演得到不含鬼波的地震数据,从而实现鬼波压制。模拟数据和实际数据算例表明,本文方法可以较好地压制鬼波,补偿限频带地震数据的能量,拓宽地震频带并提高地震数据的成像品质,尤其是中深层地震资料的信噪比,为后续地震解释和反演提供宽频地震数据。     

利用格林函数的多次迭代鬼波压制方法

在海洋宽频地震处理技术中,鬼波压制是拓宽地震资料频带、提高地震资料分辨率的关键,常用方法是在预测鬼波的基础上,将其从全波场中消除。显然精确地预测鬼波是鬼波压制技术的难点。依据格林函数理论,提出了基于鬼波传播的射线路径预测鬼波波场的多次迭代技术及流程,结合研发的曲波域匹配相减技术,有效压制了鬼波。由于预测鬼波波场较为复杂,导致在匹配相减时会出现损伤一次波或鬼波未彻底压制等情形。为此,进一步引入多次迭代思想,将匹配相减后得到的一次波的波场作为输入,再次通过格林函数预测鬼波并相减,得到更干净的一次波场;历经多次迭代可逐步提高鬼波预测的精度。模型数据和实际资料的处理结果表明,该方法在压制鬼波的同时能更好地保护一次波。     

非高斯性最大化变深度缆鬼波压制方法

变深度缆采集技术是利用陷频多样性有效压制鬼波，获得宽频数据。海面反射系数和鬼波延迟时间是影响鬼波压制效果的两个重要参数，且无法直接获得。文中推导出含有这两个参数的镜像记录生成公式和联合反褶积去鬼波公式；基于非高斯性最大化，以负熵为非高斯性度量，采用滑动时空数据窗口解决鬼波参数变化问题，获得最优化的海面反射系数和鬼波延迟时间，进而通过联合反褶积压制鬼波。模型数据和实际数据处理结果表明，该方法能有效地压制变深度缆数据中的鬼波，拓宽频带，提高地震分辨率。     

基于高斯束偏移的鬼波压制

对于海洋地震数据,鬼波严重干扰了一次波,导致分辨率下降,甚至会产生虚假同相轴。本文首先给出共炮点道集高斯束偏移算法;然后在偏移公式中加入炮点和接收点的鬼波补偿算子,并研究稳定求解的方法,以达到消除鬼波影响的目的;最后通过数值试验验证了方法的可行性和准确性。结果表明,鬼波压制后的一次波偏移剖面同相轴连续性增强,分辨率提高,有利于后续的解释和反演。     

基于非高斯性最大化的起伏海面环境下双检信号波场分离

对于双检波器采集的信号,通常将其变换至频率—波数域中,经过波场分离得到上、下行波,再对其中的陆检信号和水检信号分别进行处理,然后合并,以达到消除鬼波,加强一次波的目的。这样处理的前提是假设海面平静、检波点分布均匀。然而,实际数据采集中很难满足上述条件,导致检波点鬼波的压制效果不甚理想。据此,本文首次提出适用于起伏海面的时空域逐道波场分离技术,通过构建非高斯性最大化优化目标实现波场分离。与传统的波场分离方法相比,该方法更适用于海上地震数据处理,能取得理想的鬼波压制效果。实际数据处理结果表明,基于非高斯性最大化波场分离的鬼波压制处理流程,能有效消除鬼波,拓展地震资料频带并提高信噪比,进而提高成像质量。     

基于波场外推和阈值截断的鬼波压制方法

本文分析一种基于波场外推和阈值截断的鬼波压制算法,该算法对含鬼波的地震数据进行两次波场外推,并对结果进行求和及阈值截断处理,得到水面处地震数据;然后利用该数据再次进行波场外推,得到鬼波和一次波,并将其从输入数据中自适应减掉,得到一次波和鬼波。该方法利用水速信息进行波场外推,完全数据驱动,不需要任何地下介质信息,可以分别对震源鬼波和检波器鬼波进行压制。模拟数据和实际数据验证了方法的有效性。     

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石油地震勘探记录中的瑞雷面波是一种干扰波，在反褶积和叠加前必需首先将面波从炮记录中分离出来，以提高叠加剖面的信噪比。地震数据处理中压制频散瑞雷波通常是利用其低频特征采用高通滤波，或利用其低视速度传播特征采用ｆ－K滤波的方法来实现。文章给出了一种分离瑞雷面波的新方法，在假设地表为非弹性自由边界条件的基础上，给出了从总垂直位移记录中分离纵波分量和横波分量的非线性滤波器，利用此非线性滤波器从常规地震记录中分离出的波场即为频散瑞雷面波。该算法通过Fourier变换来实现，但是它有别于常规的ｆ－K域视速度滤波方法。通过对数值模拟记录和野外实际观测记录的处理结果分析，这种分离瑞雷面波的非线性滤波方法可以在实际地震数据处理中应用。     

海洋宽频地震采集系统及其应用

受鬼波的影响,常规的海洋地震采集资料地震频带较窄、分辨率低。为尽量削减鬼波的影响,设计了海洋宽频地震采集系统。该系统的激发设备由常规的平面震源改进为立体震源,接收设备由常规的水平拖缆改为不等深的斜缆。依据新的设计方案,可有效减小震源鬼波和电缆鬼波的干扰。海洋宽频地震采集系统在实际生产中应用效果良好,地震频带明显拓宽,地震分辨率提高,地层的成像效果明显改善。     

起伏地表的单程波动方程地震叠前正演

对于起伏地表条件下的地震叠前正演，射线追踪法可以灵活地处理起伏的地表条件，但是只包含了波的运动学特征，而且对复杂构造会出现盲区；而全程波动方程法，不仅计算效率低，而且正演记录的信噪比低。基于等时叠加原理和数学检波器的工作原理，灵活地将炮点和检波点布置于地表或地下的任何位置，提出了一种新的适用于起伏地表的单程波动方程地震叠前正演方法。该方法可以根据地质构造的复杂性，灵活地选取各种单程波场延拓算子进行计算，具有很强的适用性。两组数值模拟实验的结果表明该方法不仅具有很快的计算速度，而且可以获得没有直达波、多次波和其他干扰的高信噪比的共炮点叠前地震记录。此外，该方法不仅在理论上进一步推进了波动方程叠前正演的发展，而且具有很强的实际应用价值。