联合连续小波变换和脊波变换的面波衰减方法及应用

基于炮集地震记录面波的高振幅、低频率和低速度特性及其与反射波在小波域和脊波域中分布区域不同,提出了一种衰减强干扰面波的联合一维连续小波变换和脊波变换方法。首先根据面波的高振幅和低频率特性,利用一维连续小波变换的时频局部化性质,对强干扰面波进行衰减;然后利用脊波变换将地震记录变换到时间、尺度和射线参数的三维空间;最后在脊波域对剩余干扰进行衰减。合成记录和实际资料处理的应用表明该方法不仅可以较好地衰减地震记录中的干扰面波,而且可以保护有效信号的低频成分,为地震资料后续处理和分析提供更好的保证。     

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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。     

高密点地震资料面波压制的自适应波束方法

在单点采集的地震记录上,面波能量非常强,有效信号淹没于其中,地震资料的信噪比较低。在常规地震资料处理中,通常采用相位匹配法和高通滤波法对面波进行压制,但存在面波去除不干净或损害有效低频反射波等问题,即使是F-K滤波和小波变换面波压制等改进方法也或多或少地存在同样的问题。为解决这一问题,提出了自适应波束面波压制方法。该方法利用有效反射波和面波在视速度上的差异,通过设计合理的代价函数,不断优化滤波器的权系数,可以在面波区有效衰减面波能量,保全有效反射波。对新疆亚肯北地区某测线高密度单点采集资料,利用自适应波束方法进行面波压制,取得了很好的效果,在去除面波的同时有效信号得到了保护,资料的信噪比得到了提高。     

GeoEast噪声衰减模块的组合应用效果分析

针对中国西部B区具有平原区、山区和砾石区特有的各种复杂噪声的单炮记录,利用GeoEast处理系统中线性干扰压制、自适应面波衰减和异常振幅衰减等三项干扰压制技术,分别对该地区地震资料进行了线性干扰、面波和异常振幅等的衰减处理,并取得了较好的处理效果。本文在分析三种噪声衰减效果的基础上,探讨了GeoEast处理系统中这几种噪声衰减技术的组合处理流程,并对此地震资料进行了重新处理。处理结果表明:组合应用GeoEast噪声衰减技术是衰减混合噪声的一种有效方法,具有一定的实用性。     

一种数据驱动的面波预测和自适应衰减方法

面波压制是地震数据处理的重要环节，为了在压制过程中确保信号保真度，减少空间假频的影响，近年来基于频散特征的面波预测与压制方法受到青睐。该方法利用面波固有的频散属性，通过分析计算得到的频散关系预测面波，并将其从原始数据中消减，以达到压制的目的。但该方法也存在频散谱精度不高、面波预测欠准确，或频散谱精度虽然较高但计算耗时长等问题，导致该方法未能广泛应用。文中介绍一种经过改良的频散面波压制策略，即通过使用自适应面波数据提取技术、随炮检距变化的面波重建方法及面波模型匹配相减，结合高精度的频散谱分析方法对面波噪声进行准确预测，使该方法在对海量数据的处理中得到有效应用。实际资料测试结果表明，该方法能有效去除面波，最大限度地保护有效信号，在面波发育区有广泛应用前景。     

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伊犁盆地伊宁凹陷发现有多次波严重影响目的层段反射的现象，虽经预测反褶积、波动方程外推以及ｆ－K等压制多次波，但在叠加剖面上收效甚微。文章经分析认为，该区目的层段反射系数较小,工区构造复杂,断层很多，加上多次波严重干扰，当时野外采集参数无法使有效波与多次波很好分离，也就无法使有效波获得足够高的讯噪比。拉冬域滤波是利用动校后的CMP道集在拉冬域的多次波剩余时差，根据工区多次波的频带范围，要求低频段在最小炮检距处的多次波剩余时差应超过四分之一周期以上,而最大炮检距处的多次波剩余时差必须比最小炮检距处超出一个低频视周期以上;要求高频段在最大和最小炮检距处的多次波剩余时差差值不能超过（N－4）倍的高频视周期，这样就可确保多次波落入叠加方向特性的压制区。文章还结合该区最新采集的地震资料，处理中利用拉冬域滤波方法并结合内切除，对衰减伊宁地区多次波有明显效果，从而为今后该区压制多次波提供了有效的处理方法和经验。     

衰减多次波的剩余时差分析法

多次波的剩余时差分析法是在CMP道集动校正基础上进行的.根据工区多次波的频率范围,要求多次波的剩余正常时差必须遵循下列3个原则:①在最小炮检距处的多次波剩余时差必须超过1/4甚至1/2的低频周期时间;②最大炮检距与最小炮检距之间多次波剩余时差之差必须大于一个低频周期时间;③最大炮检距与最小炮检距之间多次波的剩余时差之差必须小于(n—4)倍的高频周期时间.其中n为CMP道集的覆盖次数.只要遵守上列3条原则,就可使多次波落入多次波叠加方向特性的压制区内.文中应用了精确的多次波剩余时差式,并用双曲线进行非线性最小二乘法拟合,绘制出一套多次波叠加方向特性曲线.平均拟合误差小于十万分之一.根据这一方法,在一个目的层段存在严重多次波干涉的地区进行地震采集试验,获得了压制多次波的很好效果,并在该区找到了一些新含油圈闭.     

交互减去法压制多次波技术——以北部湾盆地福山凹陷为例

北部湾盆地福山凹陷火成岩分布广泛,与浅表层围岩形成很强的纵波和横波波阻抗界面,对有效地震波的下传与上返形成了很强的屏蔽,致使来自深部的反射信息能量大幅衰减,严重影响了该区地震资料品质,因此火成岩多次波干扰是该地区地震资料处理所面临的首要难题。通过分析研究火成岩分布特征、火成岩与多次波之间的关系,在波动方程模型正演理论指导下,探索压制多次波干扰的处理技术与方法,提出了对近炮检距多次波压制、对远炮检距多次波不予压制的交互减去法压制多次波技术并将这一技术应用到实际地震资料处理中,取得了很好的应用效果,既对多次波给予了有效压制,又使一次波、断面波等有用信号得到保护并最终成像,同时地震资料的品质大大改善。图8参11     

三维三分量地震勘探观测系统设计方法

在地震勘察中，观测系统设计至关重要，本文针对转换波传播的特点，介绍了转换波最小炮检距、最大 检距和道间距的确定方法，采用常规面元尺寸对转换波覆盖次数进行了计算、分析，结果表明常规纵波面元尺寸不适合转换波，转换波面元尺寸与速度比值有关，通过分析发现，转换波覆盖次数的均匀性还受到炮点与检波点相对位置关系的影响，炮点位于接收线束两端时的覆盖次数要比炮点位于接收线束中间的覆盖次数更为均匀，在观测系统设计过程中还要考虑方位角、炮检距等分布规律的影响。     

面波多道分析

瑞利面波的频率相关性可用于对地下浅层的成像和描述。大多数的面波分析都取决于对水平旅行基型瑞利波的相位速度的准确计算(这是以计算地滚波波长为基础的一对接收器间隔所测得的)。相干震源产生的噪声干扰限制了由波场反演确定的横波速度的可靠性。在这些非平面波中,非基型瑞利波(噪声)是体波、发散的和非震源产生的面波及较高型面波。各类噪声影响发散曲线,和反演的横波速度剖面的程度最终取决于频率和与震源间的距离。 根据到达时间和振幅上的道间相干性,多道记录能对噪声进行有效识别和分离。另一优势表现在勘探过程的速度和冗余上。与非相关可控震源记录相似的时间变化频率中的多道记录分解能使每个频率分量以特有的连续性格式进行分析和演示。干扰混杂就能得以检验,其效应在频率和炮检距空间方面都能得以估价。频率分量的离散使信噪比在采集和后续处理过程中得到实时最大化。 每一地滚波频率分量的线性分隔能通过每个频率分量的线性斜率简单计算出相位速度。相干面波波至的中断,分解记录上的可视化都能对采集和处理起到辅助作用。多道记录使较宽深度范围的单次测量勘探、单个野外排列的高度重复性,调整炮检距的能力都能有效地减少记录中的随机或非线性噪声传入。 多道炮点道集的频率扫描记录能快     

小波变换及信号重建在压制面波中的应用

面波是地震勘探中广泛存在的一种规则干扰波,在资料处理中要去除面波又十分棘手。常规的滤波方法在滤除面波的同时也对与面波处于同一频带的有效信号造成了损害。本文基于在较低频率处面波的能量强于反射波、在小频率范围和小空间范围内面波能量变化缓慢的假设条件下,提出在小波变换频带分解的基础上,先用面波的视速度对面波作线性时移,使面波逐道相干,再利用KL分解或沿x方向进行小波变换的方法来提取面波,并将其从原始资料中减去。经过合成数据和实际资料的处理证明,这种方法可以十分有效地消除面波,同时不损失反射波的低频成分。     

储层的地震低频响应及识别

常规地震资料处理中把大地看成是完全弹性介质，实际上，地层岩石孔隙中常常含有流体（油、气、水），当地震波在其中传播时要发生与频率相关的能量衰减和相位畸变，且高频成分的衰减、散射和弥散远高于低频成分。地层介质对地震波的这种选频吸收作用使得在地震波的低频成分中保留了更为丰富的反映介质性质的信息。为此，开展了储层的地震低频响应研究。首先将Korneev等提出的一维弥散粘滞型波动方程拓展为二维形式，推导出二维形式下波动方程的解；然后设计了二维透镜体储层模型，采用二维弥散粘滞型波动方程通过相位移加插值方法进行了数值模拟。数值模拟结果与实验室物理模拟结果类似，从理论上证实了含流体储层存在低频高能量现象（低频伴影）。     

频率加权滤波方法及应用

在音响设备中利用调节高、中、低频率信号功能对不同音频段的模拟信号进行不同的放大,以加强或压制不同频段的音频信号。此过程的实质是一种振幅畸变滤波。本文将此滤波原理引入地震信号的高分辨率处理,提升高频地震信号,称为频率加权滤波。也就是说,针对地震信号的频带宽度,设计一个零相位频率加权滤波器,以便在保持原始地震信号不失真的条件下,适当调节高、低频信号的幅度增强高频信号能量,达到提高分辨率的目的。     

地震低频信号对关键处理环节的影响分析

首先研究与低频关系最直接的面波压制问题,然后分别讨论了低频信号对反褶积、速度分析、动校正、叠加、叠前偏移等关键处理环节的影响。理论模型测试与实际资料处理表明: ①面波压制会损失部分低频有效信号,区域滤波法比带通滤波和F-K滤波的效果要好; ②低频缺失较多时反褶积会出现虚假同相轴,使一次波失真; ③低频缺失会影响速度谱的能量团聚焦性,甚至会出现假的能量团,继而影响速度场的精度; ④缺失低频信息会导致动校拉伸增大,缺失10Hz以下的低频信息会使动校拉伸增大达20%; ⑤叠加后信噪比提高,但低频缺失带来的虚假同相轴比叠前道集明显; ⑥从模型研究的结果看,低频缺失对偏移的影响比人们预期的要小。     

近地表Q值模型建立方法及其地震叠前补偿应用

高分辨率地震成像是松辽盆地中浅层砂岩-泥岩薄互层地质条件下储层识别与描述的基础,而近地表疏松介质引起的地震波衰减与频散,极大降低了地震分辨率。依据松辽盆地的近地表结构特征及其对地震波的衰减特性,提出了利用近地表调查资料与地震初至波幅值建立空变Q值模型的方法,并依此为基础发展了叠前地震数据近地表吸收振幅补偿与相位校正方法,来提高地震成像的分辨率。多个三维地震工区的处理结果证实,该方法具有展宽地震频带、保持相对振幅关系以及叠前压制低频噪声的优势,与常规处理成果相比,能够在保持地震低频成分的前提下展宽频带约10 Hz,为储层研究与水平井部署提供了高品质地震数据。     

起伏浅表层稳定的频率域黏声逆时偏移方法

地震波在地下传播时能量呈指数衰减，因此常规黏声逆时偏移（Q-RTM）的解析解随频率呈指数增长，造成频率域波场补偿不稳定，甚至使有效波场被高频噪声覆盖，导致偏移失败。为此，基于前人认识，提出了起伏地表频率域稳定Q-RTM方法。通过对频率域波动方程增加一个稳定因子，推导了稳定的频率域Q-RTM波动方程，其中稳定因子只改变有效频带外高频的计算符号，不增加额外的计算量。具体实现流程为：①生成贴体网格以及建立物理空间与计算空间的映射关系；②在计算空间计算频率域黏声正、反向传播波场，利用反傅里叶变换（IFFT）得到相应的时间域波场；③利用建立的映射关系的逆映射得到物理空间正、反向传播波场；④利用互相关成像条件对时间域波场成像，并输出成像结果。模型测试和实际资料应用表明，所提方法能补偿由衰减引起的振幅和高频成分损失，从而显著提高地震分辨率，改善浅表层的成像品质。     

一种相对保幅的低频逆时噪声压制方法及其应用

针对逆时偏移低频背景噪声压制问题,开展了相对保幅性去噪方法研究。从热力学传导方程出发,构建了三维扩散滤波数值计算公式并进行了简化,详细探讨了所提方法低频噪声的压制机理。以实际三维地震资料叠前逆时偏移数据为例,对比了邻点加权平滑滤波法、扩散滤波法和高通滤波法三种低频噪声压制方法的去噪效果及其频谱,同时对去噪前和去噪后的水平切片振幅曲线和深度域波形曲线进行相对保幅性分析。结果表明:扩散滤波方法可通过调节迭代次数实现不同压制程度的低频去噪效果,具有最佳的相对保幅性,同时频带更宽,频谱能量更均匀,这对实际资料逆时偏移处理具有重要的借鉴意义。     

用平均能量法分频识别和压制面波

面波具有能量强、频率低、吸收衰减缓慢等特点。在小波分频后的含面波频带内,同一时刻较强面波能量总要比该时刻全排列的平均能量大得多,这是分频识别强面波的判别准则。定义面波窗口区域和压制门槛,可以保证低频信号不受损害。采用窄档等频距小波变换方法,在含面波的低频频带内,用平均能量法识别和压制面波,取得良好效果。     

二维小波变换在去除面波干扰中的应用

在原始地震记录中，面波干扰往往会掩盖有效信号，降低资料的信噪比。常规的一维滤波和F—K滤波方法在去除面波时，会损害有效信号，丢失一些有用的地质信息。小波变换是一种时频分析方法，具有分频和局部分析能力，可以从地震资料中将面波分离出来，而不伤害有效波。二维小波变换去除面波的基本原理是：首先依据面波和有效波视速度的范围，在时间一空间域把原始单炮记录分成没有面波和含有面波的记录；然后应用二维小波变换对含有面波的记录进行时频分析，将其变换到时间、频率、空间和波数四维域中，利用有效波与面波在频率域和波数域上的差异进行面波分离，去除面波，提取有效波，并进行信号重构；最后将重构的信号与没有面波的记录叠加，即可得到去除面波干扰的资料。实际资料处理结果表明，二维小波变换去除面波的方法具有良好的应用效果，有效信号得到了加强，信噪比得到了提高。     

一维频率域中观尺度虚岩石物理方法

地震波在地下含流体孔隙介质中传播时,双相介质中观尺度非均质性产生的流体流动是引起地震波在地震频带内衰减和频散的主要因素。基于两种不同的含流体孔隙地震波传播方程,构建一维虚岩石物理模型,采用频率域有限差分方法模拟地震波衰减和频散,与周期性层状斑块饱和介质模型解析解对比验证了方法的有效性;通过数值计算不同数量特征单元模型叠置情况的地震波衰减和频散,进一步说明了特征单元表征模型衰减信息的唯一性;分析了在相同含气饱和度条件下不同非均匀尺度和结构的地震波衰减和频散;最后利用上述方法模拟了三相流体周期性层状介质的地震波衰减和频散结果及其模型的位移与应力在频率域的空间分布特征,结果表明不同流体之间的中观尺度相对流动是诱导地震波在地震频带衰减的主控因素。