动态反褶积研究及效果分析

目前常用的反褶积方法有多种，这些反褶积方法都是基于传统的褶积模型，在做反褶积前，先要对衰减地震道做振幅补偿，因而在提高分辨率时具有局限性。在传统的褶积模型中，假设子波在传播过程中振幅不发生变化，实际上子波在传播过程中振幅是逐渐衰减的，因此需要建立能够描述子波动态传播的褶积模型。以动态褶积模型为理论基础，不需要对衰减地震道做振幅补偿，可直接实现分辩率处理。将对脉冲反褶积与动态反褶积结果进行比较，效果表明，动态反褶积方法具有双重功能：具有提高地震分辨率的功能；具有由于吸收引起振幅衰减的补偿功能。理论模型分析与实例计算验证了动态反褶积方法的正确性。     

动态反褶积研究及效果分析

目前常用的反褶积方法有多种,这些反褶积方法都是基于传统的褶积模型,在做反褶积前,先要对衰减地震道做振幅补偿,因而在提高分辨率时具有局限性。在传统的褶积模型中,假设子波在传播过程中振幅不发生变化,实际上子波在传播过程中振幅是逐渐衰减的,因此需要建立能够描述子波动态传播的褶积模型。以动态褶积模型为理论基础,不需要对衰减地震道做振幅补偿,可直接实现分辨率处理。将对脉冲反褶积与动态反褶积结果进行比较,效果表明,动态反褶积方法具有双重功能:具有提高地震分辨率的功能;具有由于吸收引起振幅衰减的补偿功能。理论模型分析与实例计算验证了动态反褶积方法的正确性。     

基于动态褶积模型的动态子波估计

目前常用的地震子波估计方法基于传统的褶积模型，没有考虑子波在传播过程中的动态衰减特性。针对这一问题，对传统褶积模型进行了改进，建立了能够描述子波衰减特性的动态褶积模型，并以动态褶积模型为基础提出了动态子波估计方法。该方法首先对衰减地震道做频谱分析；然后假设反射系数的频谱为白谱，通过对衰减地震道频谱值做平滑，去除反射系数谱值的影响，获取动态子波的振幅谱值；最后对子波相位做一定假设，从而求得动态子波。理论模型分析与实例计算结果表明，该方法是可行的。     

基于反演策略的数据自适应衰减补偿方法

反Q滤波以及Gabor反褶积是提高地震记录分辨率的重要方法,但反Q滤波需要精确的Q值信息且振幅补偿具有不稳定性;Gabor反褶积基于子波最小相位假设,一定程度上偏离实际情况,其应用受到限制。为此,借鉴反Q滤波思想只进行吸收衰减补偿,避免了子波相位的影响;结合Gabor反褶积方法,在Gabor域利用能量均分双曲平滑方法估计衰减函数谱;基于非稳态褶积理论,利用反演思想得到衰减补偿后的地震记录。该方法相对常规的反Q滤波方法不需要精确的Q值信息,避免了振幅补偿不稳定的发生;同时,该方法忽略子波的影响,相对Gabor反褶积克服了对子波最小相位假设的缺陷,对数据具有一定的自适应性。通过模拟数据分析验证了方法的可行性,实际数据处理进一步验证了方法的有效性。     

混合相位动态子波估计

常用的地震子波估计方法基于传统的褶积模型,没有考虑子波在传播过程中的动态衰减特性。我们采用改进的传统褶积模型,建立了能够描述子波衰减的动态褶积模型,以此为基础提出了动态子波估计方法:对衰减地震道做时频谱分析;假设反射系数的频谱为白谱,对衰减地震道频谱值做平滑,去除反射系数谱值的影响,获取动态子波振幅谱值;采用基于高阶统计量的双谱重构子波混合相位谱,实现混合相位动态子波估计。理论模型分析与实例计算结果表明,上述方法有效可行。     

提高地震剖面信噪比和分辨率的一种新途径

提高地震剖面的信噪比和分辨率一直是石油物探技术领域研究的主题。本文给出了三种新的反褶积方法,即波形修正反褶积、多道统计子波反褶积和谐模式反褶积,并给出了与这些方法相应的处理流程。在波形修正反褶积技术中,将各种干扰因素的总和看成一个复杂的线性滤波系统,然后一并考虑到反褶积模型中。在多道统计子波及褶积技术中,采用了一种分离的计算方法,能保证反子波相位谱的计算精度。谱模式反褶积是一种叠后的反褶积技术,采用了一种并联滤波算法。通过大量的实际资料处理表明,利用这套方法处理的地震剖面,不仅信噪比高,而且分辨率也高,特别是对处理一些复杂地区的低估噪比资料,其效果更加显著。     

一种新的混合相位反褶积方法

在地震资料处理中,常用预测反褶积方法提高地震资料的分辨率,它具有两个基本的假设条件:①地震子波是最小相位;②反射系数序列是随机过程。上述假设条件与实际地震子波的混合相位存在较大差别。为此,笔者在借鉴前人研究的基础上,提出了一种新的混合相位反褶积方法。其实现过程为:①根据地震记录的自相关和地震子波自相关之间的关系,由最小二乘法拟合出地震子波的振幅谱,进而计算出地震子波的自相关;②利用计算出来的地震子波自相关设计一个最小相位滤波器,然后加一个延迟量于自相关函数的主对角线上,将最小相位反滤波器分解为一个长度很短的滤波器,再与一个长度较长的滤波器进行褶积,可得到一系列的混合相位子波和混合相位滤波器;③将得到的混合相位滤波器和原始地震道进行褶积,选取一定的判别准则,以选出最佳的混合相位滤波器以及相应的混合相位子波。通过模型试算和实际资料处理可知,分时窗反褶积的效果要好于单时窗反褶积,混合相位反褶积效果好于最小相位反褶积。在分时窗求取地震子波时,为了得到更好的反褶积效果,要注意时窗宽度与算子长度之间的关系。     

因式分解串联反褶积

当前使用较多的最小相位反褶积方法均假设子波为最小相位，所以不适应非最小相位的实际地震子波，限制了地震数据处理中分辨率的提高。即使是实际地震子波为最小相位，采用最小相位反褶积方法，也会导致较多的高频噪声，使信噪比降低。本文提出的因式分解串联反褶积方法避开子波的最小相位假设，通过对自相关进行因式分解，得到子波的可能因式，然后对分解所得到的子波因式逐个求反褶积算子，并进行最大、最小相位筛选，再将各个因式串联进行试探和判别，最后实现非最小相位子波的反褶积。对理论数据和实际数据的应用表明，因式分解串联反褶积方法能显著提高分辨率，且在一定程度上提高了信噪比，即使是在最小相位子波情况下，其效果也优于当前使用的最小相位反褶积方法。     

谱模拟反褶积方法及其应用

本文提出了一种新的反褶积方法——谱模拟反褶积方法。此法基本上克服了统计性反槽积方法中反射系数序列在计算子波自相关过程中带来的影响。在地震子波具有光滑报幅谱的假设条件下，首先对地震数据振幅谱进行模拟，得到比较精确的自相关估计值；然后在不改变常规统计性反褶积方法对地震子波相位假设的条件下，得到更好的子波估计值；再通过对反射系数有色成分的模拟，得到与反射系数有色成分有关的算子；最后通过对地震数据进行褶积运算，就能获得比常规反褶积方法好得多的结果。     

子波替换技术及应用效果分析

理想的反褶积处理是对地震信号进行谱白化,使其回归理论脉冲状态.实际处理中,由于受到客观条件的限制,反褶积过程变成了压缩地震子波的过程,以此来提高纵向分辨率,但并没有改变子波的相位特性.以常规褶积算法为基础,在借助信号自相关Toeplitz矩阵求得反褶积因子前提下,提出了子波替换反褶积算法.该算法由给定的理想子波构造替换矩阵,在进行信号反褶积过程中进行子波替换,达到改变子波频率及相位特征的目的,在不增加额外噪声的情况下使信号的纵向分辨率达到最理想的状态.此外,在求取反褶积因子过程中结合了相位处理技术,从而打破了常规反褶积中最小相位假设的限制,真正意义上实现了任意信号的盲反褶积处理.     

动态反褶积方法研究

目前常用的反褶积方法有许多,但大都基于传统的褶积模型。传统褶积模型假设子波波形保持不变,这与子波在传播中振幅逐渐衰减的情况不符,因此需要建立能够描述实际子波传播的动态褶积模型。以动态褶积模型为理论基础的反褶积方法不需要对衰减地震道做吸收衰减补偿,可直接实现提高分辨率处理。文中对脉冲反褶积和动态反褶积结果进行了比较,理论模型分析与实例验证了动态反褶积方法的正确性。     

纯振幅反褶积

在未知子波的情况下,可由地震剖面直接求取零相位子波,由零相位子波求出反褶积因子,并对地震记录作反褶积处理。纯振幅反褶积与其它类型反褶积不同,它不要求子波为最小相位,它的反褶积因子为零相位的对称波形,褶积结果不改变原剖面的相位特征,即没有时移。文中叙述了纯振幅反褶积因子的求法及实现高分辨率、高信噪比的可行性。     

反褶积-同态还是予测?

予测反褶积和同态反褶积两种方法都需要关于沅脉冲相位特征的一个假设。在予测反褶积的场合,困难在于确定一个弥散全通滤波器,它把最小相位脉冲估计转变为“正确“的脉冲估计。在同态反褶积的场合,困难在于确定复赛谱的截止率频它将产生一个“正确的”脉冲估计。两种方法都针对同一个问题但都没有得到关于地震沅脉冲估计问题的完全解。     

利用一维射线偏移实现反Q滤波

传统的反Ｑ滤波方法是利用福特曼模型，并依据Ｈａｌｅ的计算公式进行滤波的。这种方法的计算量非常大，而利用时间域的褶积运算代替补偿公式中的频率域的积分公式运算，可大大减少计算量。再根据Ｎ．Ｄ．Ｈａｒｇｒｅａｖｅｓ很容易将串联频散补偿算法与限幅补偿算法相结合，形成一种新的改进了的反Ｑ滤波方法。实际资料处理表明，这种方法可更好地改善地震资料的分辨率。     

地震资料的自适应反褶积处理

介绍了自适应技术的原理、算法、证明了该算的收敛性。在此基础上，提出了自适应反褶积方法，并通过合理选择参数及顺时和反时处理，可成功地滤掉地震资料中的时变多次反射波干扰而相对地保留一次反射波不受畸谈，与预测反褶积相比，该方法效果好，算法简单、铁于实现。     

同态反褶积的改进与应用

在地震记录的褶积模型中,当假设地震子波为最小相位、反射系数为白噪声时,反褶积的不定解问题便变成了可解。由于判定实际地震记录中地震子波的相位特性很难,因此出现了几种混合相位子波的反褶积,如同态反褶积、最小熵反褶积、L_1模反褶积等,这些方法各有优、缺点。统计法同态反褶积使混合相位反褶积达到了实用化的程度,但应用中要人工选定地震子波和反子波。本文将统计法同态反褶积与其他几种混合相位反褶积方法结合起来,即对统计出的多个子波,采用MED准则、L_1模准则和PARSIMONY准则选定最佳子波和反子波,使混合相位反褶积在实用化方面又向前推进了一步。     

褶积神经网络高分辨率地震反演

随着地震勘探精细化要求的提高,薄层及横向变化大的复杂储层反演越来越重要。而当前反演方法大多基于褶积模型,分辨率较低。本文提出了基于褶积神经网络的反演方法,该方法完全由数据驱动,不受褶积模型的限制。褶积神经网络具有层状结构,其输入输出之间的映射关系用褶积算子来描述,而非内积算子。基于褶积神经网络结构,本文给出了映射算子的优化算法,并将其应用到地震反演中。应用结果表明,通过褶积神经网络地震反演,可以获得比常规稀疏脉冲反演分辨率更高的地层波阻抗剖面。     

基于峭度最大化的地震盲反褶积方法

从地震褶积与反褶积过程的等效总系统出发,使脉冲响应满足单位脉冲序列形式,导出方差约束下反褶积输出的峭度最大化准则,作为地震盲反褶积的目标函数;针对目标函数关于反褶积算子的优化问题,采用粒子群算法进行全局寻优操作,实现地震信号的反褶积。数值模拟和实际资料处理结果表明,该方法不但适用于最小相位子波的反褶积,而且适用于混合相位子波的反褶积。与梯度法优化峭度准则的反褶积结果相比,能够更好地从地震记录中估计反射系数,拓宽地震资料的频谱,提高地震资料的分辨率。     

连续振动系统反褶积

连续振动系统反褶积既可以在相关前也可以在相关后进行。在相关前反褶积,连续振动系统反褶积的运算可以看作是一个尖峰信号反褶积因子与一个具有带通特性的最小相位滤波因子间的褶积。在相关后反褶积,反褶积运算可以表示为三个因子的褶积:尖峰信号反褶积因子和最小相位因子的双重褶积。连续振动系统时变反褶积可以在相关后很好地应用。     

基于模型数据的不同反褶积方法保幅性分析

地震资料的保幅程度决定了AVO反演的精度,且受采集、处理等多种因素影响。反褶积方法是常被忽略的关键因素之-,其对地震资料保幅性的影响目前尚无定论。本文首先从理论上讨论了褶积模型代替地震波动理论对振幅的影响,并分析了地表-致性反褶积、预测反褶积、脉冲反褶积、谱白化方法的相对保幅性质,然后以三维物理模型资料为例进行反褶积处理,最后将四种反褶积结果拟合的AVO属性分别与物理模型真实值作定量对比,从而定量分析各种反褶积方法对振幅相对关系的影响。研究表明,地表-致性反褶积是保幅的,以本文模型资料为例,它能将梯度精度提高3.8%;预测反褶积在地表-致性反褶积之后,相对保幅性明显提高,并且多道预测反褶积的相对保幅性好于单道;当期望输出为单位脉冲时的脉冲反褶积不保幅,引起的梯度误差可达90%以上;谱白化也不保幅,产生的梯度误差为15%～22%。