应用SVD约束的迭代反演混叠噪声压制方法

超高效混叠采集技术可实现多组震源同时激发产生地震波场,大幅度提高采集效率,但往往会导致相邻震源之间产生波场交叉而相互干涉,显著降低地震数据的信噪比。为此,提出一种基于奇异值分解（SVD）约束迭代反演的混叠噪声压制方法。首先以选定区域的混叠噪声奇异值对混叠数据的奇异值向量进行约束,然后利用迭代反演的策略逐步更新混叠数据的奇异值向量,最终在共炮检距域或动校正后的共中心点域实现混叠噪声与有效信号的分离。数据测试结果表明,该方法可在压制混叠噪声的同时,充分地保护有效信号。     

基于稀疏反演的高效混采数据分离方法

混叠采集技术能极大地提高地震采集效率,但是由于连续激发,混采数据中存在严重的邻炮干扰噪声,而且混采数据规模巨大,这要求后续的信噪分离算法精确、稳定、快速,为此提出一种基于稀疏反演的高效混采数据分离方法。在三维共检波点道集上,首先通过三维快速傅里叶变换,将时空域数据变换到频率-波数-波数域（FKK）;然后采用硬阈值函数提取相干信号,利用相干信号预测混叠噪声;最后以数据残差为驱动,不断收缩阈值,迭代更新模型,实现高效混采数据分离。模拟数据和实际数据应用结果表明,本文方法能够精确、稳定、快速地分离高混叠度的地震数据。     

井炮同时震源混叠数据分离技术

在地震勘探中，随着炮道密度的快速提升和大块三维的不断部署，海量的炮工作量对井炮“交替式”激发效率提出了严峻挑战，同时震源技术是提高井炮激发施工效率的有效方法，但存在混叠数据分离的难题。为了解决该难题，对混叠地震数据进行稀疏变换，分析稀疏域中有效信号与混叠噪声在连续性方面的特征差异，以此为基础，开展基于广义同步压缩曲波变换和最小二乘匹配滤波的井炮同时激发混叠地震数据的分离方法研究。广义曲波变换消除常规曲波变换产生的拖尾效应，为混叠地震数据提供了精细的多方向和多尺度分解，同步压缩方法用于精准地重新分配各向异性局部波矢量的能量，广义同步曲波变换以更佳的分辨率和更高的保真度分离有效信号和邻炮干扰噪声，以最小二乘匹配滤波为正则项约束，保证在滤除噪声的同时保护有效信号。数值模拟和实际地震单炮模拟混叠数据分离测试结果表明，与矢量中值滤波方法相比，该方法能够更好地分离混叠地震数据，能较好地保护有效信号。利用缩短井炮激发时间间隔的高效激发方式在SH三维工区进行了混叠高效采集试验，混叠数据分离后的成像效果与常规逐炮激发资料的成像效果相当，验证了井炮同时激发混叠数据分离技术的可行性。研究结果表明，井炮同时震...     

时频域稀疏优化谐波噪声压制方法及其在准噶尔盆地高密度地震勘探中的应用

谐波噪声是可控震源滑动扫描采集过程中产生的主要干扰,有效压制此类噪声是实现高精度、高分辨率地震数据叠前、叠后反演及属性分析的前提。讨论了时频域稀疏优化谐波噪声压制方法的技术关键,即有效信号及谐波干扰噪声稀疏表示字典的构造,给出了稀疏表示字典主要参数的确定方法。将时频域稀疏优化谐波噪声压制方法应用于准噶尔盆地玛湖地区三维典型单炮记录谐波噪声压制,并与工业界常用的频率域振幅异常噪声压制方法(FDNAT)进行了对比。典型单炮数据处理结果对比、单道数据对比、反褶积及其多道数据平均归一化振幅谱分析表明,时频域稀疏优化方法能在压制谐波噪声的同时具有良好的保真性能。     

可控震源混叠地震数据分离与成像

对不同采集方式得到的可控震源混叠地震数据采用不同的地震处理方法进行分离。利用反演的思想,在高保真采集数据分离过程中引入广义逆算子和奇异值分解以改善分离效果;利用去噪的思想,对独立同步扫描得到的地震数据中的混叠噪声进行压制,其过程是先将混叠地震数据变换到人工分选道集,再采用矢量中值滤波随机噪声压制方法压制混叠噪声。对未分离的可控震源混叠地震数据先直接进行成像,再采用最小二乘逆时偏移方法压制逆时偏移成像过程中产生的部分串扰噪声,同时引入可控震源静态编码技术进一步压制直接成像过程中的产生串扰成像噪声,最后利用整形规则化滤波技术消除串扰成像噪声。模型试算与实际地震资料测试结果表明,利用基于整形规则化的可控震源编码最小二乘逆时偏移方法可消除串扰成像噪声,得到具有高信噪比、高分辨率、高振幅均衡性的成像剖面。     

可控震源独立同步扫描高效地震采集资料噪声压制方法

基于稀疏反演理论,提出了采用L1正则化和L0正则化混合迭代算法对高效采集地震记录的干涉炮噪声进行压制的方法。将含有干涉炮噪声的地震记录重排为共中心点道集,并将干涉炮噪声去除问题转化为一个稀疏反演问题。使用软阈值迭代算法求解L1正则化问题,获得良好的迭代初值;然后采用硬阈值迭代算法求解L0正则化问题,获得最终干涉炮噪声的压制结果。利用该方法对实际独立同步扫描高效采集的地震资料中干涉炮噪声进行了噪声压制测试,获得了良好的效果。对比测试结果与中值滤波方法的去噪结果可以看出,基于稀疏反演的干涉炮噪声压制方法对干涉炮噪声的压制效果更好。     

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。     

基于矢量中值滤波的ISS高密度地震数据去噪方法

ISS高密度地震采集是以干扰炮相对有效炮为随机信号的基本理念对地震数据进行采集的方法,其大部分有效信号会淹没于噪声之中。基于此,本文提出-种在十字排列域或检波点域进行矢量中值滤波方法,并针对理论模型简要分析了不同空间滤波参数对保持有效信号和压制干扰信号的影响及处理中应注意的问题;实际单炮地震数据的处理和叠加成像结果表明,该方法在有效压制相干炮噪声的同时,能够较好地保持有效信号,提高资料信噪比,显著优于常规去噪方法的处理效果。     

CSI:基于压缩感知的高精度高效率地震资料采集技术

介绍了CSI(Compressive Seismic Imaging)技术。该技术是基于压缩感知理论所开发出的一整套地震资料采集和处理综合技术,主要包括非规则最优化采样设计、地震信号的稀疏化处理、基于稀疏反演的数据重构及同时震源分离等内容。CSI利用非规则最优化设计和独立同时震源作业,极大地提高了采集效率,缩短了采集周期,从而以较低成本完成高品质、高密度的三维地震资料采集。在地震资料处理过程中,通过信号分离与数据重建来高保真地恢复叠前地震信号。海底节点、海上拖缆和陆地可控震源等生产项目中的应用结果表明,与宽频带处理以及叠前深度偏移技术相结合,CSI提供了高质量、高精度的地下成像结果。     

基于稀疏反演的同步震源地震数据分离方法

同步震源混合地震数据的有效分离方法是同步震源采集技术得到广泛应用的关键之一。为此,在时间随机抖动的混合采集框架下,提出了一种同步震源混合地震记录分离方法。首先将未混合的共炮点记录作为训练样本,基于字典学习,得到学习型字典;然后基于稀疏反演构造分离混合地震记录的反问题表达式,并将待分离记录基于学习型字典的稀疏表示作为约束项,利用交替迭代策略进行求解。复杂模型数据和实际资料算例表明,与基于局部离散余弦变换的稀疏反演结果相比,利用字典学习能够有效提高分离结果的精度,为后续的地震信号处理提供高质量的数据。     

海底节点同步源高效混叠采集随机延迟时间序列分布原则研究

近年来,海底节点(OBN)同步震源高效采集方法的研究成为地震勘探领域的热点之一。陆地可控震源数据分离激发参数的选择有时间延迟、相位、扫描长度等3种编码方式。但是,由于海上空气枪激发的特点,相位和扫描长度编码适用性差。只能采用时间延迟编码方式。海上混叠采集时间延迟序列的编码是影响数据分离效果的最关键因素之一。提出了一种基于正态分布约束的均匀随机时间分布定量编码准则,通过目标函数约束构建最优时间序列,并对比分析了实际自然随机激发时间和其它2种理论模拟的随机时间分布方式在共检波点域的分布特征。利用频率-波数-波数(FKK)域迭代反演方法进行混叠数据分离,单炮模拟测试结果表明,构建的最优时间序列比其它3种分布方式更能有效地分离混叠地震数据。海上三维工区高效混叠采集试验结果表明,根据最优准则构建的延迟时间序列,能够取得较好的数据分离效果。该研究结果为后续野外混叠采集的延迟激发时间设计提供了技术支持。     

FK和Shearlet域联合压缩感知数据重构技术

由于稀疏炮检点采集或野外采集因素造成地震数据的不规则,影响地震资料成像质量。基于压缩感知理论的重构方法,能够在有限采样的情况下有效重构地震数据。由于地震道的空间随机缺失在波数域表现为空间假频,文中将时空域的地震道重构转化为频率波数（FK）域的随机噪声压制问题。对FK域数据做多尺度、多方向性的剪切（Shearlet）变换,通过反演迭代消除FK域的空间假频,从而实现地震道的空间重构。该方法是在FK变换后进行Shearlet变换,可以看作一种新的稀疏基变换。由于全局随机采样因子频谱呈白噪特征,分段随机采样因子频谱呈蓝谱特征,因此分段采样数据有效信号与假频的混叠相对减少,更有利于数据重构。实验结果表明,分段随机采样FK+Shearlet域重构精度高于全局随机采样Shearlet域重构、分段随机采样Shearlet域重构和全局随机采样FK+Shearlet域重构。     

基于系数相关性阈值的波原子域叠前地震资料信噪分离方法

本文提出了基于波原子域的叠前地震资料信噪分离方法,首先在波原子域进行多尺度分解,然后根据能量集中原则,采用不同尺度间系数相关性分离有效信号和噪声。数值模拟及实际资料的处理表明,基于系数相关性阈值的波原子域叠前地震资料信噪分离方法可以有效压制随机噪声,同时能兼顾抑制部分相干噪声。处理后地震剖面的信噪比得到了大幅提高,反射同相轴更加连续,为后续的处理解释提供了高信噪比的数据。     

基于S变换自适应滤波迭代的多源地震数据分离

S变换是由小波变换和短时傅里叶变换发展而来的时频分析方法,动校正后共中心点道集（NMO-CMP）中相同时刻各道地震信号的振幅、相位基本一致,多源地震数据中的混叠噪声在CMP道集中呈随机分布;将NMO-CMP道集叠加,以叠加道S变换谱为参考,可以判断出各道S变换谱中噪声与信号的分布。根据NMO-CMP道集中地震道S变换谱与叠加参考道S变换谱之间的偏离程度设计自适应滤波器,通过多级滤波、多次迭代的方法,提取多震源数据中的有效反射信号、分离混叠噪声。理论数据和实际数据模拟的多源地震数据试算结果表明,本文方法能够有效提取多源地震数据中的有效反射信号、分离混叠噪声和随机噪声。     

采集脚印自适应压制方法

海上拖缆地震资料采集受潮汐、海水速度变化、拖缆漂移等因素影响,条带状采集脚印噪声发育。应用三维频率-波数域滤波、时间切片的二维波数域滤波等叠后压制方法时滤波器设置复杂,而且对与有效信号重叠的低波数采集脚印噪声的压制能力较弱。提出了基于时间切片的采集脚印噪声自适应压制方法,该方法通过拉普拉斯算子识别采集脚印噪声,将噪声变换至波数域并根据采集脚印波数谱阈值自适应设置该时间切片的波数域滤波器,进而通过波数域滤波完成采集脚印噪声压制。海上应用实例表明,本方法不仅能够压制高波数采集脚印与随机噪声,对与地震信号重叠的低波数采集脚印噪声也能实现有效压制。     

炮域波动方程叠前深度偏移的偏移距域和角度域共成像点道集计算

炮域波动方程叠前深度偏移是一种实用化的成像算法,特别在稀疏炮集宽方位角观测系统采集的数据成像中非常有效。本文将偏移距定义为叠前偏移中下行震源波场和上行接收点波场之间的位移,在偏移过程中提取偏移距域共成像点道集,利用最早应用于炮—检偏移的径向记录道映射方法,将偏移距域道集转换到角度域。计算过程包括多偏移距成像和炮—检点坐标系向中心点坐标系的转换。该方法能够在炮集偏移过程中生成随角度变化的反射波成像结果,但在稀疏炮集观测系统下,共成像道集的质量仍会受到炮点假频的影响。     

基于曲波域稀疏约束的OVT域地震数据去噪方法研究

炮检距向量片(offset vector tile,OVT)道集中噪声与有效信号的差异小,深层的弱有效信号同相轴连续性差,传统去噪方法在抑制噪声的同时会对弱有效信号造成较大损伤。为解决这一问题,在OVT道集中引入了基于压缩感知(compressed sensing,CS)理论的曲波域稀疏约束地震数据去噪方法,该方法基于曲波变换的多方向性和各向异性对地震数据进行稀疏描述,利用与噪声相关的信息约束正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit,OMP)重构算法的迭代过程,实现对弱有效信号的提取。模型测试和实际资料处理结果表明:小波阈值去噪方法在抑制噪声的同时会损伤与噪声差异小的弱有效信号,对同相轴的连续性改善不明显,造成深层弱有效信号的同相轴连续性差;CS小波去噪方法可一定程度保护弱有效信息,但由于无法精确表达直线或曲线等边缘特征,分离与噪声差异小的深层弱信号及噪声时效果不理想;基于CS理论的曲波域稀疏约束地震数据去噪方法克服了OMP重构算法对信号稀疏度的依赖,有效提取了OVT域地震数据的中、深反射层的弱有效信号,在压制强随机噪声的同时减少了弱有效信号的损失,提高了地震剖面的信噪比和同相轴的连续性。     

物探专利名称选登

专利名称：地震资料处理的炮道集波动方程叠前深度偏移并行计算方法；专利名称：一种高精度的深度域叠前地震数据反演方法；专利名称：基于系统辨识提高地震资料分辨率的方法；专利名称：一种三维地震偏移成像的定点分解方法；专利名称：一种可控震源拆分振次激发方法.     

基于共散射点道集的多次波压制方法研究

多次波压制是地震数据处理中的重要环节。一种常用的多次波压制方法是根据一次波和多次波在成像空间的曲率差异并借助Radon变换进行分离和压制。成像空间既可以是叠前时间域也可以是叠前深度域。考虑到对复杂介质的适应性以及叠前处理对计算效率的要求,提出基于共散射点(CSP)道集的高分辨率Radon变换多次波压制方法。该方法只需要一个简单的初始速度场,就可将常规共中心点道集(CMP)映射到覆盖次数更高、炮检距覆盖范围更广的共散射点道集,然后在该道集上应用高分辨率双曲Radon变换,可较好地分离一次波和多次波。相对于以水平层状介质为假设条件的CMP道集,CSP道集更适应复杂地质构造,且时距关系满足双曲规律。模型和实际资料测试结果表明,该方法可以较好地实现速度谱能量团的聚焦,有利于较复杂地质条件下的多次波压制。     

长垣油田地震异常振幅噪声分频压制技术

大庆长垣油田开发区工业设施密集、城区干扰严重,常规的噪声压制方法存在伤害有效信号或去噪效果不佳的问题.因此,基于不同频段地震噪声与有效信号的振幅差异,研究出一种分频压制地震异常振幅噪声的方法,其思路是依据地震异常振幅噪声在检波点集集中分布、在炮集随机分布的特点,将炮集记录地震数据分解为不同的频率子集,在各数据子集上识别地震强能量噪声并加以压制.采用该方法很好地解决了喇嘛甸油田地震资料振幅保真前提下的噪声压制问题.