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。     

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为有效地提高地震资料的分辨率，提出了一种新的混合相位地震子波提取方法。相同振幅谱、不同相位谱的地震子波分别对应不同的最大和最小相位分量。在复赛谱域，遵照一定的规则，子波振幅谱可以分割为两部分，其分别对应于子波的最大和最小相位分量，分割比例的不同决定了子波不同的相位，由此可以得到最大相位子波、最小相位子波、零相位子波和一系列混合相位子波。根据地震记录信噪比谱的情况，设定地震记录的希望输出子波，对地震记录进行确定性子波反褶积。依据反褶积后地震记录方差模大小和分辨率情况，最终从一系列相同振幅谱不同相位谱子谱集合中确定理想的混合相位子波，通过确定性子波反褶积达到提高地震记录分辨率的目标。对理论合成地震记录和实际地震记录进行了子波提取实验，并利用提取的地震子波对地震资料进行了提高分辨率的处理，实验结果表明了该方法的正确性和有效性。     

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。     

双边预测反褶积理论与算法

本文重点研究如何应用非因果模型和离散信号分析中的线性平滑方法,来提高非最小相位信号的反褶积效果。在双边预测的状态模型情况下,讨论了用最小平方准则、lp模准则(这里涉及了Robust准则)、最小熵准则、D模准则和最大熵准则等几种不同的求取模型参数的方法。一般地说,从这些准则出发得到的正则方程均为非线性方程。文中给出了各种准则的计算方法,讨论了某些迭代方法的收敛性,并用模拟实例说明了不同方法的反褶积效果。     

有限熵反褶积

本文从传统的最小熵反褶积方法入手，探讨了熵的概念及其在地震勘探中的具体涵义，指出了现行的最小熵反褶积方法存在的一些问题。针对规范方差模压制弱反射的不足，提出了利用对数变换熵模替代规范方差模的方法，并将最小熵改为有限熵，使地震记录的熵模向给定的熵模靠近，而不是一味减小熵。此法可有效地减小对弱反射的压制。实际资料的处理结果证明了该方法的正确性，在减小压制弱反射的前提下，能有效地提高地震资料的分辨率，较好地保持地震资料的整体能量平衡。此法是经典的最小熵反褶积方法的进一步发展。     

零相位改进型最小熵反褶积方法

本文对常规最小熵反褶积方法中存在的一些问题进行了探讨和改进：（１）为克服最小熵反褶积对弱反射的压制作用，本文采用对数型规范方差模准则；（２）为了减少最小熵反褶积对输入记录相位的改造，本文对反褶积算子加入了零相位约束；（３）为了克服局部极值问题并加速收敛，本文按输入记录傅氏谱的特征给出了确定迭代初始滤波器的方法，理论和实际资料处理表明，该方法是一种较理想，较实用的反褶积方法。     

最大方差模反褶积

1977年,Wiggins提出最小熵反褶积(MED)。这个方法依赖于定义一个能衡量信号简单性的模,这个模就是在“数据分析”中已应用多年的规范方差模。最小熵反褶积就是寻找反褶积因子使规范方差模达到最大值。因此,我们直接称这种反褶积为最大方差模反褶积,简记为MVND (Maximum Variance Norm Deconvolution的缩写)。为什么对地震记录能使用最大方差模反褶积呢?Wiggins的文章并没有分析这个问题。这个问题是很复杂的,这篇文章只是试图作一初步讨论。首先,我们给出了规范方差模的两个基本性质;其次,指出了在什么条件下能使用最大方差模反褶积。我们希望这篇文章能起到抛砖引玉的作用,能引起物探工作者的兴趣,以便进行更多的试验和更深入的研究。     

1724处理系统地震模块简介

六气枪子波处理程序WAPCO模块反褶积“DECON”模块的设计是建立在地震子波是最小相位的单位脉冲基础上的。气枪子波是非最小相位的(见图25),因此所得到的地震记录也是非最小相位的。如果对这种地震记录进行反褶积处理,必须首先使地震记录最小相位化。本程序的目的就是使非最小相位的子波变为最小相位。然后把这个使子波最小相位化的因子与相应的地震记录道相关。使反射波波形都能够最小相位化,从而得到最小相位化的地震记录,以便于下一步进行反褶积“DECON”处理。     

相位校正判别准则的改进及应用效果分析

相位差问题是影响有效反射信号实现同相叠加的重要因素之一，而相位校正的关键是依据一定的判别准则求取相位校正角。首先介绍了目前相位校正中常用的几种判别准则，然后对各种判别准则的优缺点和适用范围进行了分析。针对目前常用的最大方差模方法计算效率低和解析法计算精度不够高的特点，对常用的相位校正判别准则进行了改进，提出一种新的相位校正方法：先用最大方差模方法对模型道的剩余相位进行校正，然后用解析法计算各道的相位校正角，实现精确的相位校正。理论模型试算和实际资料处理表明，改进的方法能够提高相位校正角的计算效率和计算精度，在消除剩余相位的影响、提高地震资料信噪比、增强反射同相轴的连续性和改善叠加剖面的质量方面有着明显的效果。     

L_1预测反褶积及其在地震勘探中的应用

程丰,李衍达,常迥:L_1预测反褶积及其在地震勘探中的应用,《石油地球物理勘探》,23(1)1988:21～33常规的最小平方反褶积仅仅利用了随机过程中子波的自相关信息,而丢失了相位信息,因此,只有在假设子波为最小相位的条件下,才能得到正确结果。本文将 Scargle 提出的利用最小 L_1范数准则提取非高斯随机过程相位信息的原理,运用于混合相位条件下地震记录的反褶积问题,提出了在随机过程为超高斯分布的情况下,采用最小 L_1范数误差准则恢复子波相位特性的最小L_1范数预测反褶积方法。在理论分析的基础上,给出了方法的适用条件、实现方法以及选择反褶积算子阶次和预测点位置的判定准则,并在算法上作了简化。对理论和实际地震数据试算的结果表明,在一定条件下,L_1预测反褶积的效果要优于最小平方反褶积。     

最大熵子波反褶积

最大熵子波反褶积是建立在最大熵反褶积的基础上。最大熵反褶积的优点在于不需要求子波的自相关值和期望输出与子波的互相关值,即不需要解托布里兹方程组求出反滤波因子,而只要求出各i阶偏相关系数ρ_i(i=1,…,M)就可由数据直接递推地求出第M阶向前预测误差和向后预测误差。这种作法可以避免在数据时窗外用补零的办法求相关值而带来的误差。最大熵反褶积是在地震子波为最小相位条件下进行的,其向前预测误差就等于反射系数序列。最大熵子波反褶积与最大熵反褶积的不同点在于,该方法将所得反射系数序列作为初值,用此反射系数序列与地震记录作相关提取单道子波,再采用多道统计平均法求取最终子波。为使其最小相位化,对最终子波要进行整形,然后再作子波反褶积。经模型试验与实际资料处理表明,该方法效果良好。     

地震资料的有限熵反褶积方法

从传统最小熵反褶积方法入手,探讨了熵的概念及其在地震勘探中的具体涵义,指出现行的最小熵反褶积方法存在的一些问题。针对常用"规范方差模"压制弱小反射的不足,提出了利用对数变换熵模来替代的做法。在此基础上提出改以往的"最小熵"为"有限熵"。有限熵方法能有效地提高地震资料的分辨率且不压制弱小反射,可较好地保持地震资料的整体能量平衡,是经典最小熵反褶积方法的进一步发展。     

子波反褶积在塔河油田地震解释中的应用

在塔河油田联片地震资料解释过程中,地震子波非零相位化造成的“伴随相位”假象很容易被当成有效反射加以解释。因此须对声波和密度测井资料进行环境校正,较准确地提取波阻抗反射系数,进而通过合成地震记录与井旁地震道的对比,从地震道中提取非零相位的实际地震子波,并对原地震体进行子波反褶积处理。处理后的地震体基本上消除了地震子波非零相位化引起的假象,地质反射特征清晰,分辨率明显提高。塔河油田下奥陶统顶面在未进行处理前,存在多个副相位,极易解释为不整合和砂岩透镜体,但处理后,喀斯特地貌清晰可见。     

基于叠后地震记录求取整形算子的叠前资料拼接技术

为了克服以往叠前地震资料拼接处理中存在的不足,从叠后记录入手求取整形算子,在叠前道集中实现整形匹配滤波,使得不同特征的资料能够在频率、相位、振幅上相一致,从而完成叠前资料的拼接。实际资料应用表明,该方法求取的整形算子稳定,简单易行,应用效果理想,能为后续的处理提供高质量的叠前道集数据,是实现连片处理的一种较好的方法。     

最大方差模反褶积的应用

本文论述了最大方差模反褶积在小型计算机上的实现方法。为增强反褶积效果的稳定性,将Wiggins等人提出的求多道记录最小熵反褶积因子,由单边因子改为双边因子,并对所求的因子进行双向削尖处理。最后,给出了因子的形状、因子的长度、记录采样率对反褶积效果的影响。     

小波变换在合成道与井旁道对比中的应用

:针对地震与测井资料在时间、相位、频率和振幅等方面的差异,采用小波变换的Mallat算法对测井资料进行重采样,并把制作的合成地震道与井旁地震道进行多尺度分解,然后采用最小平方算法求取不同尺度空间的匹配滤波因子,再利用最小熵滤波方法来校正这些滤波因子,最终重构合成道信号。通过迭代计算,达到与井旁地震道的对比。实际资料的试处理验证了所用方法和算法的有效性。