波阻抗估算的匹配滤波法

常规叠后反演算法按连续的单层界面反射数据参数化。叠后地震资料可模拟成薄层和简单界面两种响应的叠合，这种参数化使得块状的波阻抗模型能有效地应用，这个算法包含匹配滤波，以便确定所选择的同相轴是否能最佳地模拟成简单界面、低波阻，抗层或高波阻抗层。根据地震道振幅，选择一些特定的同相轴，独立地进行模拟。该法是传统的最小平方误差法的一种变型，它实质上类似于最小熵反褶积法。该算法也能很好地用于生成起始波阻抗模型     

利用正演模拟优选春光区块地震同相轴预测储层

以准噶尔盆地春光区块的具体地质条件为例,针对不同的岩性结构建立波阻抗模型进行正演模拟分析,优选出特定岩性结构条件下最能反映储层信息的地震同相轴,据此提取地震振幅属性,可有效预测储层的展布。研究结果表明,春光区块厚层泥岩夹薄层砂岩的地震响应表现为三个地震反射同相轴,可以追踪此三个地震同相轴并提取沿层的振幅地震属性,预测储层的展布。当储层位置临近强反射界面时,由于强反射界面会对邻近储层的地震响应特征形成较强干扰,可以考虑通过正演模拟研究,在远离强反射界面干涉范围的位置寻找储层的地震响应特征。厚层板砂顶部分异油藏的地震响应特征,以油藏顶面所在的强波谷同相轴为最明显的标志,且该强波谷段与两侧的波峰之间往往具有清晰的波形边界。     

非局部平均滤波噪声压制方法及其在VSP资料逆时偏移中的应用

基于双程波的逆时偏移会产生低频成像噪声,在成像后运用拉普拉斯滤波法可以取得较好的压噪效果,但是,该方法严重依赖于角度参数,使得滤波后的成像剖面上常常存在同相轴不光滑和噪声压制不完全的情况。基于叠后地震资料同相轴结构的特点,为进一步提高逆时偏移叠加数据的信噪比,引入了非局部平均滤波法,针对拉普拉斯滤波后的成像数据进行进一步的压噪处理。非局部平均滤波法将输入的地震数据分解为不含噪声的地震数据和噪声数据两部分,利用不同成像点与其它成像点间的相似系数,实现滤波处理。二维复杂模型VSP正演模拟数据逆时偏移结果的试算表明,应用非局部平均滤波后的剖面信噪比得到进一步提高,同相轴的连续性明显增强。实际VSP资料逆时偏移低频噪声压制试处理也表明非局部平均滤波方法具有计算精度高、算法稳定性好和易于实现的特点。     

地震波反演成像方法与技术核心问题分析

常规的地震反演成像分为偏移速度分析与层析成像、叠前深度偏移(角度道集产生)和AVA分析/反演3个重要环节,其中的关键技术是当前勘探地震学中的核心技术。全波形反演(FWI)是理论意义下十分完善的地震波反演成像理论框架。原则上,FWI可以把上述3项常规的反演方法技术合为一体,给出比较理想的反演成像结果。但是,由于叠前地震数据的不完备、地震波正演模拟方法不能很好地模拟实测地震波场、初始模型不够精确、地震子波的未知和空变,使得严格意义下的FWI方法尚不能很好地解决实际问题。通过叠前地震数据和地下介质模型的特征表达,提出把经典的FWI分成透射波层析成像、最小二乘叠前深度偏移成像和反射波层析成像3个线性化反演方法的串联,构成FWI反演成像的实用化流程。针对我国陆上地震数据的特点,指出做好浅层速度模型建立、背景速度模型建立、成像道集层析速度模型建立、最小二乘叠前深度偏移成像、张角及界面倾角道集的产生以及小角度成像道集波阻抗反演,是当前推进FWI反演成像方法技术应用与发展的关键所在。     

基于伪多道匹配的时移地震互均化方法

为了提高数据匹配的精度,更好地消除两期数据非油气藏区域的地震响应差异,文中提出采用伪多道匹配法代替最小二乘匹配法进行时移地震互均化处理。采用伪多道匹配算法同时对时间、振幅、频率和相位进行约束,将模型道表示为关于时间、振幅、频率和相位的表达式,通过公式推导化简为用四道数据精确表示的模型道表达式。该方法相比传统的最小二乘匹配算法具有更高的匹配精度,可以更好地消除非油气藏的静态差异,反映地下油气藏的动态变化。模型试算及实际资料处理验证了本文方法的有效性。     

基于动态时间规整ICA算法地震随机噪声压制

噪声压制是地震数据处理流程中的基本环节之一。传统的独立分量分析(ICA)算法仅适用于平缓地层同相轴的地震资料噪声压制,对非平缓地层同相轴地震资料去噪效果较差,且算法不够稳定,容易出现解混失败现象,导致去噪结果中产生坏道。针对这些问题,提出了将ICA算法与动态时间规整(DTW)算法相结合的噪声压制方法。首先使用DTW算法将倾斜地层同相轴校正为水平同相轴,利用ICA算法提取拉平后含噪地震数据的独立分量,实现拉平地震道的信噪分离。然后利用由DTW算法所提取的道间时差将同相轴还原为倾斜地层同相轴,从而实现复杂地震资料的随机噪声压制。理论模型和叠前叠后实际地震资料测试结果表明,该方法可以有效地压制地震数据中的随机噪声,且对非平缓地层也有较好的去噪效果,具有一定的实用价值。     

叠后地震信号透射损失的补偿

 为了恢复地震波的真振幅，提高叠后波阻抗反演的精度，尤其是在上覆层存在强反射界面的情况下，透射损失补偿是不可忽略的。为此本文通过对厚层模型和薄层模型分别用几何理论和波动理论计算相应的透射衰减系数，阐述了两者的物理本质差异。在此基础上，提出了直接利用速度谱和地震道计算透射衰减系数的叠后透射损失补偿技术，经过理论地震道数据验证和实际地震资料处理的应用，取得了明显效果。     

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...     

叠前AVA地震纵横波阻抗同步反演技术研究

叠前AVA地震反演应用叠前AVA角道集部分叠加地震数据,进行弹性反演,能得到纵横波速度、纵横波速度比、泊松比以及密度性弹性参数。从基础资料的准备,模型建立,地震标定,子波估算以及反演方法和处理等方面,研究了应用叠前AVA角道集叠加数据、岩石地球物理模型、测井数据及构造模型约束控制下的弹性阻抗(EI)反演技术和叠前AVA地震纵横波阻抗同步反演技术。     

地震物理模型实验数据中多次转换干扰波的分析

多层地震物理模型的单炮记录中有一种特殊的干扰波,在埋深较浅的界面附近能量较强,在中、远偏移距上会与反射波同相轴交叉,严重影响了反射波的振幅分析。基于一个多层物理模型,在相同参数的数值模型上利用波动方程正演模拟分析这种干扰波的产生机理,并利用射线追踪方法对其传播路径进行追踪分析。结果显示这是一种经历了P-S-P多次转换过程的干扰波。分析认为,一般设计制作的多层物理模型中各层介质之间的相对波阻抗差异较大,入射纵波容易产生能量较强的透射横波,传播到下一界面时又会产生反射纵波传播上来,在浅层界面附近产生能量较强的干扰波。在地震物理模型实验数据的处理中,利用Radon滤波可以很好地去除这种多次转换干扰波。     

匹配追踪煤层强反射分离方法

地下存在煤系地层时地震剖面上会出现强能量反射同相轴,使煤层之上或之下的含气目的层反射信息淹没于强反射之中,加大了储层预测难度。依据稀疏表示理论,提出匹配追踪煤层强反射分离方法。匹配追踪去煤层强反射的关键是稀疏字典的选取,通过地震数据在不同的一维字典中的稀疏性分析,并考虑强反射信息的低频特征,选取由低频原子构成的一维非抽样离散小波变换(UDWT1D)字典来稀疏表示强反射信息。采用Blumensath等给出的迭代算法进行匹配追踪分解,该算法虽是一种贪婪算法,但由于对每个地震道只需进行一次匹配分解,计算效率较高。模型数据测试和实际资料处理结果证明了该方法的有效性。     

改进的统计滤波方法在地震数据处理中的应用及局限性

地震数据噪声压制技术有着广泛的应用需求。地震数据可以抽象地看成是由时距关系确定的地震同相轴与某种统计规律确定的随机噪声构成。以加权叠加为基础的经典统计滤波会影响地震数据中的同相轴信息，滤波效果不理想，所以需要依据地震数据的特征改进统计滤波器。统计滤波需跟踪地震同相轴，自适应地设计与区域地质特征相匹配的扁平窗函数。为此，提出一种沿同相轴方向的各向异性滤波器，在不同区域自适应地沿同相轴方向滤波，从而设计出适应地震数据变化规律的滤波器。合成数据和实际数据验证了该方法可以有效提高信噪比，并保持地震数据中同相轴的有效信息。根据信噪比、残差、误差曲线的定性和定量结果分析说明了统计滤波器应用的局限性。     

一种消除地滚波的方法

调幅和调频波运动构成反射波地震勘探的地滚波噪音,于是,可以应用一维线性调频匹配滤波来消除趣滚波.这种滤波在地滚波频率区间内、外可有效地使地滚波能量衰减而不损害信号子波。当地震反射与地滚波频带重叠时,这种新滤波方法比常规频率滤波和多道滤波消除地滚波更有效而不影响地震数据的垂直分辨率。     

方向性滤波去噪方法及其应用

目前的地震资料去噪方法多为对逐道的地震数据进行去噪处理,未考虑构造或层序方面的信息,方向性滤波去噪方法的不同之处在于它是沿着地震数据的同相轴方向进行滤波,可以更加有效地提高地震信号的信噪比,并增强地震同相轴的连续性.方向性滤波去噪方法是通过梯度结构张量估计地震同相轴的方向信息,根据这些方向信息进行方向性滤波器的设计,并将该滤波器应用于地震数据进行滤波.模型检验及实际应用表明,方向性滤波去噪方法不仅提高了原始地震数据的信噪比,还保持了原始信号的分辨率,方向性滤波去噪处理的地震资料仅在低频和高频部分的能量略有降低,并未降低原始信号的主频,为进一步的地震解释性处理提供高信噪比、高分辨率的地震数据,具有广阔的实际应用价值.     

基于快速匹配追踪算法的地震道集剩余时差校正

为提取正确的AVO信息和获得高信噪比、高分辨率的叠加剖面,需要消除CMP道集上的剩余时差,校平同相轴。为此,给出了一种基于匹配追踪(Matching Pursuit,MP)算法的地震道集剩余时差校正方法。利用匹配追踪算法在地震信号分解与重构方面的优势,将CMP道集信号分解为不同的子波,对各个子波分别进行剩余时差校正,再用校正后的子波重构出消除剩余时差后的地震道。同时,为提高匹配追踪算法的计算效率,利用相位展开法得到稳定的瞬时频率,以瞬时频率为中心进行扫描,快速得到最优匹配频率。理论模型和实际资料的测试结果表明,这种方法不仅可以提高匹配追踪算法的计算效率,而且还能很好地校平CMP道集同相轴。     

高分辨率波阻抗贝叶斯序贯随机反演

确定性反演常见的方法包括模型法反演和稀疏脉冲反演,在特定的解约束条件下,只能进行单一的最优解估计,无法评价反演结果的不确定性;地质统计学反演主流算法均为地质统计学随机模拟方法与马尔科夫链-蒙特卡洛方法的某种结合,并没有将地震反演、测井数据约束、随机模拟方法统一在一个理论框架下。为此,首先在贝叶斯理论框架下,将地震反演理论、测井数据约束、地质统计信息统一在波阻抗求解这个问题中,推导了基于对数波阻抗的地震数据与测井数据联合方程,然后通过序贯高斯随机模拟算法对反演方程进行高效采样求解。数值算例表明：与常规波阻抗最小二乘法反演相比,该方法分辨率高、反演结果受先验统计学参数约束,且输出的多个波阻抗反演结果可用于不确定性评价;与纯粹基于测井数据的序贯高斯随机模拟方法相比,该方法最大的优点就是考虑了地震数据约束,降低了反演结果的不确定性。针对实际数据,对比、分析了模型法反演、稀疏脉冲法反演、贝叶斯序贯随机反演结果,表明贝叶斯序贯随机反演方法在提高反演纵向分辨率与不确定性评价方面具有良好的应用前景。     

P-SV与P-P波的时间匹配

 本文针对叠前联合反演中的P-P波与P-SV波时间匹配问题进行了研究,认为将叠前时间偏移速度分析拾取的纵、横波速度比作为P-P波与P-SV波时间匹配的纵、横波速度比,匹配效果不是很好。文中利用数学模型正演模拟的数据,运用速度比扫描方法校正纵、横波匹配中的偏差,在扫描过程中根据构造成像的主要标志性层位确定大致时间及速度范围,选定计算时窗进行速度比扫描得到最佳速度比因子,从而完成匹配。将P-P波和P-SV波叠前时间匹配流程归纳为：①由P-P波和P-SV波速度分析得到速度比; ②根据速度比模型进行叠前时间道集匹配; ③如果匹配结果好则退出,反之则进行速度比扫描,更新速度比模型并转向②; ④结束匹配,输出匹配道集或叠加剖面。数学模型数据和实际野外陆上地震资料的时间匹配效果表明,文中的P-P波与P-SV波时间匹配方法解决了纵、横波反演过程中来自同一地层界面反射同相轴的时间匹配问题,为后续的纵、横波联合反演提供了准确的道集数据。     

时移地震波阻抗反演方法研究

地震波阻抗反演是进行地层层间属性定量解释的重要工具，由于噪声的存在，波阻抗反演有很强的多解性，对时移地震而言，当参考地震资料和监测地震资料的差异很小时，多解性将使得时移地震反演失败，在时移地震反演中，油藏的变化能被限定在特定的层中，而在非油藏部分，参考波阻抗模型和监测波阻抗模型应该是相同的。利用参考波阻抗模型与监测波阻抗模型之间的关系，并把参考地震数据与监测地震数据的差异作为附加地震约束，对参考地震数据和监测地震数据进行同时反演，这一方案能有效地降低时移地震反演的非唯一性，得到精度更高的波阻抗反演剖面，同时减少了计算量。     

基于多窗口相干性的倾角导向主分量滤波

为了在压制地震数据噪声的同时保持反射结构边缘信息和有效频率成分,研制了基于多窗口相干性的倾角导向主分量滤波方法,该法结合边缘保持滤波,可实现多窗口边界保持和主分量滤波。将此法用于多道地震记录提取有效信号的特征值重构信号,可以提高地震记录的信噪比。利用多窗口相干性扫描和二次曲线/面拟合计算二维/三维地层的精确视倾角,以相干值最大时的倾角导向窗口内的地震道数据作为主分量滤波的输入,实现输入主分量滤波器的子体数据的自动选择。实际资料的应用和分析表明,基于多窗口相干性的倾角导向主分量滤波方法在增强同相轴连续性的同时,也加强了有用的不连续性信息（如断层）,避免了由于滤波作用而引起的地震图像边缘模糊,可清晰地刻画地层的几何形态和展布特征,且能够较好地保持原始地震数据体的有效频率成分和地震纵向分辨率。     

基于稀疏反演的多道匹配追踪地震信号去噪方法及其应用

基于超完备子波库的单道匹配追踪方法在自适应分解地震道时未能分离有效信号和噪声,故难以直接、准确地去除噪声。为此提出了基于稀疏反演的多道匹配追踪去噪方法,以多个连续地震道为研究对象,首先采用多方向矢量中值滤波法计算同相轴倾角,以中间道为标准将同相轴校正后再水平叠加;然后采用基于基追踪降噪的稀疏反演方法分解叠加道,选择与叠加道中有效信号匹配的子波作为中间道匹配追踪分解的子波库;最后根据其它道相对中间道的校正量,对中间道匹配追踪分解的子波库进行反校正,分别构建各道匹配追踪分解的子波库。将基于有效信号匹配子波构建的子波库代替超完备子波库,在搜寻最佳匹配子波时选择性地提取地震道中有效信号,可直接分离有效信号和噪声。单道信号测试结果验证了该方法去除噪声的可行性;合成和实际地震数据应用结果表明,该方法相较于单道匹配追踪方法具有更好的去噪效果,且去噪后剖面的横向连续性更好。