基于3D Curvelet变换的频率域高效地震数据插值方法研究

插值重建的计算效率很大程度上依赖于数据的规模,对规模减半的频率数据体进行插值重建,可有效提高插值重建的计算效率。从理论上分析了有效频率数据体表征原数据的可行性,针对3D不规则地震数据,基于3D Curvelet变换,利用凸集投影方法,借助时间信号频谱的共轭对称性,研究了频率域3D高效地震数据插值重建方法。模拟算例以及实际资料处理表明,该方法能在保证插值重建效果的同时,有效提高插值重建的计算效率,在最大有效频率选取为奈奎斯特频率时,计算效率提高约1倍。     

基于频率域奇异值分解的地震数据插值去噪方法研究

奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)是近几年发展起来的一种地震数据随机噪声压制方法。基于频率域奇异值分解矩阵降秩运算,利用凸集投影(Projection Onto Convex Sets,POCS)迭代算法,实现了地震数据去噪和插值的同步处理,给出了方法的实现步骤。实际资料处理时,采用分窗处理方式减少了算法对内存的需求,降低了插值和去噪处理的运算量,同时使有效信号的同相轴线性化,满足方法的假定条件。模拟数据和实际资料测试均表明,频率域奇异值分解方法可以在压制地震数据噪声的同时进行插值处理,具有广阔的应用前景。     

基于频率域小波的地震信号多子波分解及重构

 多子波分解是将一个地震道分解为不同频率的子波集,并针对不同的目标地质异常体,选择不同频率的单一地震子波或子波段,重构新的地震剖面和数据体,以便进行更精准的地质地球物理解释和储层特性描述。文中根据频率域小波的解析表达式及小波变换时间—尺度域和时间—频率域的转化关系,提出一种能适应多子波分解精度要求的处理方法。对合成地震信号及含气裂缝模型正演剖面的多子波分解与重构处理表明,该方法具有较高的精度,处理结果能直接用于含油气特征的检测;对实际地震数据处理得到的单频剖面也可明显地表征含油气储层的特征信息。     

小波变换域地震资料瞬时频率分析方法

小波变换域瞬时频率分析方法是地震资料分析的重要工具。分析了在小波变换域提取瞬时频率的原理及优点，讨论了选择不同的小波函数对计算结果的影响。利用Ricker子波和薄互层模型数据，分析了以Morlet小波、匹配地震子波的小波及三参数小波为基本小波计算的瞬时频率，结果表明：基于三参数小波的瞬时频率分析方法具有良好的抗噪性能及较高的时间分辨率。将该方法用于地下薄互层结构的地震响应分析，不仅可以刻画地层的整体变化特征，而且可以刻画薄互层内部结构。在大庆油田三维数据体瞬时频率分析中，将该方法与常用的Hilbert变换属性提取方法进行了对比，结果表明，该方法可以更清晰地刻画出火山岩的空间展布。     

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。     

频率域地表一致性反褶积方法的应用研究

由于地表条件的影响,野外采集得到的地震资料在不同位置特征差异较大,并且原始地震资料的分辨率一般不能满足地质目标解释的要求。为了消除地表条件变化对地震子波波形的影响以及提高原始地震资料的分辨率,在提高地震资料信噪比的前提下,可以进行频率域地表一致性反褶积处理。频率域地表一致性反褶积方法在应用中会受到一些因素以及关键处理参数的影响,对这些因素及参数进行了详细测试及分析,在此基础上优选处理参数对实际地震资料进行了地表一致性反褶积应用,取得了较好的处理效果,消除了地表条件变化带来的影响,地震子波得到压缩,资料频带明显展宽,分辨率明显提高。     

基于RGB-IHS变换的地震属性融合方法

地震属性类型多,蕴含的地学信息既有相同,也有差异,单一地震属性信息量少且信噪比低,解释存在多解性,而多属性联合解释工作量大且很难得到统一的解释结果。围绕这些问题,把图像处理的RGB-IHS变换引入到地震属性解释中,建立了地震属性融合算法及其实现方法。同时,为了提高地震属性融合及提取效果,采用二维傅里叶变化滤波方法提高地震属性信噪比,用地层切片方法解决层间地震属性提取的地质时间非一致性问题。实际应用效果表明,地震属性融合方法能大幅度提高地质目标的识别精度。     

大城凸起煤层地震频率域含气性预测

大城凸起煤层含气性横向变化较大,各向异性强,部分新井钻遇水层,需要进行煤层含气性精细预测。在多井多频正演和地震频谱分析中发现频率对煤层含气性敏感,故采用小波分解和傅里叶变换方法,计算高低频调谐能量比进行煤层含气性预测。通过多井井旁地震高低频调谐能量比与钻采结果统计分析,建立高低频调谐能量比划分煤层含气性的标准,将研究区太原组Ⅵ煤层组划分为3类含气有利区,预测结果与钻探结果符合率达88.9%,取得较好效果。该方法突破了二维地震传统的定性预测,对煤层气井生产部署有较好的指导意义,在类似地区具有推广应用价值。     

提高微地震资料信噪比的频率域极化滤波

微地震资料信噪比低、波场复杂,利用常规极化滤波难以取得比较理想的效果。在时间域与频率域极化滤波方法的基础上,针对利用傅里叶变换的频率域极化滤波存在频谱泄漏等问题,引入多阶窗函数,消除了常规方法构造谱密度矩阵中奇异值的影响,同时考虑多道信号的空间连续性对频率域滤波方法进行改进。模型和实际资料处理的结果表明,该方法能有效提高微地震资料的信噪比。     

频率域高分辨率地震波阻抗直接反演方法研究

联合基于压缩感知的稀疏脉冲反射系数谱反演方法(CSSRI法)和常规频率域波阻抗直接反演方法(FIDI法)提出了一种频率域高分辨率地震波阻抗直接反演方法(FIHDI法)。该方法不仅继承了CSSRI法拓宽地震频带宽度的高分辨率性能,同时也保留了常规频率域波阻抗直接反演法的可靠性、稳定性和计算简洁性。理论模型试验结果表明,频率域高分辨率地震波阻抗直接反演法能够精细刻画具有薄层结构的复杂礁滩模型的地层叠置关系、确定岩性尖灭位置以及区分相邻两独立礁体的波阻抗响应。川东北地区实际资料应用效果证实,FIHDI法可以避免受到地震数据失真的低频和高频成分的影响,保持反演结果的稳定性和可靠性,与测井计算的波阻抗模型在整体趋势和细节特征上均保持了较好的一致性,具备刻画薄层波阻抗异常细节特征的能力,能够为地层岩性识别、岩相分析、储层描述提供可靠的高分辨率地震波阻抗数据。     

一种基于OVT域的地震储层预测方法

针对全叠加地震数据局部储层预测精度低的问题,以地震沉积学为基础由叠前地震资料入手,获取河道砂体的地震反射信息,采用分组优选最佳方位角和炮检距叠加窗口方法,对OVT道集进行部分叠加, 进行储层预测工作。将研究成果应用于大庆长垣油田北一二排西区块储层刻画中,结果表明方位角和炮检距窗口成像方法能够得到叠前道集中所包含的随方位角、炮检距变化的储层信息,能够有效识别部分全叠加数据不能预测的河道砂体,河道形态更加清晰。最佳方位角和炮检距叠加数据与全叠加数据 相比,地震储层预测精度有明显提高,可对长垣油田新一轮次的储层精细刻画工作提供很好的指导意义。     

局部频率域SVD压制随机噪声方法

常规SVD技术去除随机噪声是在时间域进行的,对水平同相轴有较好的去噪效果;但对同相轴是倾斜或弯曲的情况,则要进行局部倾角扫描校正,从而限制了其在实际中的应用。为此,本文研究了局部频率域SVD压制随机噪声方法,有效克服了时间域局限性。首先对时空域滑动窗口内地震数据进行傅氏变换,并对每个频率切片构建Hankel矩阵,再对Hankel矩阵进行SVD滤波(降秩重构),最后反变换到时间域,得到去除随机噪声的结果。通过构建块Hankel矩阵,将该方法扩展到三维地震数据体的噪声压制处理中。模型及实际资料处理结果对比表明,该方法在有效压制随机噪声的同时,能够较好地保留有效信号,优于常规频域预测滤波结果。     

薄层、薄互层地震反射时间域与频率域正演模拟研究及应用

由于地震勘探分辨率不高，使得每一个地震反射波都是由一组薄互层所产生的地震波相互叠加的结果，利用这样的地震资料进行常规的薄层，薄互层解释是十分困难的，本文对薄层，薄互层地震反射在时间域和频率域进行了正演模拟研究，制作了砂岩楔状及等厚互砂岩厚度与振幅，频率关系曲线，揭示了振幅，频率，波形与砂岩发育程度及互层结构之间的关系。最后利用振幅，频率和波形对汪家屯气田北块扶杨油层砂体进行综合预测，提高了预测精度     

在频率域中用边界元方法求解地震勘探中的正反演问题

在频率域中用边界元方法求解波动方程边值问题,是先对时间变量进行一维傅氏变换,把波动方程化为Helmholtz方程,然后在频率域内用边界元法求解该方程,最后对结果进行反傅氏变换返回到时间域。文中提出的具体计算公式,与文献[1]、[2]提出的计算公式相比较,具有计算精度高和节省计算工作量的优点。     

一种用于陆上地震数据集的频率波数域随机噪音衰减方法

提出了一种简单有效的频率波数(f-k)域随机噪音衰减方法并将其用于某陆上地震数据集。该方法在f-k域一个小的时空窗口逐一自动提取能量最强、最相干的地震同相轴。当满足了避免在f-k域拾取随机噪声能量的某个给定条件时,拾取过程终止。在某陆上有噪声地震数据集的应用结果表明,该方法在去噪方面十分有效。     

三维地震资料频率-波数域波动方程偏移

在频率-波数域中,详细地推导出了对地震记录进行三维偏移归位的全部计算公式,并给出了能在中小型计算机上实施的程序结构和流程。对该方法的合理性用理论模型进行了试验,并给出了三维理论模型以及三维偏移理论剖面和三维偏移地震记录剖面及其它们的横向切片。通过实际计算以及对二维偏移和三维偏移两者效果的比较,表明三维偏移除了具有高偏移精度和高信噪比之外,而且还有效地压制了侧面波。     

频率域分解地震记录道中若干影响因素

由地震记录道转换成虚速度测井曲线,有三个主要环节,本文针对这三个主要环节,讨论了在频率域分解地震记录道时的一些因素的影响。其中有随机噪音和时移对子波提取的影响;子波畸变、采样点和反射点位置的偏离对提取反射系数的影响,以及由此引起的采样率和分辨率问题;还有起始阻抗、密度对虚速度转换的影响。与此同时,本文还探讨了消除这些影响的方法。     

基于Contourlet变换的地震多属性融合方法

本文提出一种基于Contourlet变换的地震多属性融合方法。首先,通过对多种地震属性进行Contourlet变换,使各属性的多分辨率、多方向性、局部化特性及各向异性得到有效表示。其次,对分解后的属性低频子带采用拉普拉斯能量和（SML）融合规则,高频子带利用各尺度系数间的相关性获取加权系数进行加权融合,不仅强化了各属性的边缘特征和细节信息,并且消除了噪声对融合结果的影响。实际资料应用效果表明,文中方法优于传统小波变换及其他常规融合方法,能消除多属性间的冗余,充分利用不同属性间的有效互补信息,可以提高油气储层预测及流体识别的精度。     

利用平滑模型约束的频率域多尺度地震反演

频率域地震反演是利用带限地震信号的频率域响应信息预测出地层模型参数。针对频率域反演的高分辨率特性和地震信号的带限特征,本文综合探究频率域反演和贝叶斯反演的思路,提出了基于平滑模型约束的频率域多尺度贝叶斯反演方法。通过对目标函数加入平滑模型约束信息,有效地解决了带限地震信号的低频分量缺失问题,并进一步提高了频率域反演过程的抗噪性和反演结果的空间连续性。此外,由于地震信号在频率域中实现了多频率分量的自动解耦,从而可通过多频率分量逐级迭代方式搜索到反问题的最优解,进而提高反演结果的收敛精度和分辨率,且减弱了反演算法对初始模型精度的过度依赖。最后,通过平稳和非平稳理论模型测试及实际资料的处理,验证了该方法的高分辨率特性和稳健性。     

基于改进的频率域拉冬变换衰减多次波方法

在叠前深度偏移提取的角度域共成像道集中可以对多次波进行衰减,对于给定一个准确偏移速度模型,多次波和一次波具有不同的角度域时差,根据这一特征,实现一次波和多次波的分离。本文在提取的角度域共成像道集中,应用改进的频率域拉冬变换,分离一次波和多次波,由于每个角度域共成像道集皆包含复杂的三维地震波场传播效应,所以该方法具有处理三维地震资料和复杂地下构造的能力。相比于波动理论衰减多次波和传统拉冬变换衰减多次波方法,该方法在提高效率的同时,保证了衰减多次波的准确性。