压制叠前相干噪音的速度变换域滤波方法

叠前压制相干噪音是地震资料处理技术研究中的重要课题之一.由于各种相干噪音具有不同的特性,所以必须采用不同的压制方法.本文提出的压制叠前相干噪音的速度变换域滤波方法,依据叠前地震资料中折射波以及各种形式的面波与视速度或叠加速度存在不同关系这一特征,有针对性地选择叠前道集的相应速度变换域进行有针对性的滤波,从而不仅可以对相应的噪音进行有效的压制,而且可以使有效信号得到较好的保护.将此法用于实际资料处理,效果明显.     

小波包分析与奇异值分解（SVD）叠前去噪方法

小波分析多用于去除面波，奇异值分解多用于去除相干干扰，而对于强相干干扰和面波共存的地震记录，仅使用单一去噪方法难以奏效。为此本文将小波包分析与奇异值分解结合起来，就可以解决单一去噪方法难以解决的去噪问题。此法首先利用小波包变换进行分频处理，然后在分频的记录中，用自动追踪同相轴的方法找出相干干扰和面波同相轴的方向，再利用奇异值分解(SVD)方法恢复相干干扰和面波的波场，最后将其从原始地震记录中减去，即可获得去噪后的地震记录。通过对实际资料的试算，表明该计算方法的效果是明显的。     

压制叠前相干燥音的速度变换域滤波方法

叠前压制相干燥音是地震资料处理技术研究中的重要课题之一。由于各种相干噪音具有不同的特性，所以必须采用不同的压制方法。本文提出的压制叠前相干燥音的速度变换域滤波方法，依据叠前的地震资料中折射波以及各种形式的面波与视速度或叠加速度存在不同关系这一特征，有针对性地选择叠前道集的相应速度变换域进行有针对性的滤波，从而不仅可以对相应的噪音进行有效的压制，而且可以使有效信号得到较好的保护。将此法用于实际资料处理，效果明显。     

Pusher端震源管理系统在超高效混叠采集模式下的应用

针对常规Pusher车在超高效混叠采集(UHP)模式下无法实现多台震源的管理和带点任务等问题,通过对UHP模式下震源管理系统的需求分析,阐述了在超高效混叠采集(UHP)模式下的Pusher端震源管理系统的构成和实现步骤,分析了Pusher端震源管理系统在超高效混叠采集中成功实现的功能和作用。新的Pusher端震源管理系统实现了震源位置、生产任务、生产状态的可视化和信息化监控。特别是在复杂区域施工时,震源放炮作业效率得到了有效提高,并在实际勘探作业中得到了验证。     

多尺度约束的叠前叠后联合反演方法和应用

常规叠后地震反演方法不能正确预测储层岩性和流体性质;而经典的叠前AVO反演技术在一定程度上利用了地震资料的叠前信息,能较好的区分含流体砂岩与泥岩的分布,但并不能有效区分油气水的分布。研究分析了叠后、叠前AVO反演的优缺点,讨论了多尺度约束的叠前叠后联合反演方法,可同时得到纵波阻抗、横波阻抗和密度数据体,进而计算泊松比等岩石弹性参数,通过井上测井响应特征的标定,利用AVO角度交汇技术进行纵波阻抗和泊松比交汇分析后,可准确、快速得到油气水的空间分布。实际资料应用表明,该方法具有很强的抗噪能力和较高的分辨率,能更准确地表征岩石孔隙中流体的性质,为识别储层流体性质提供了新的预测方法,也是地震反演技术新的发展方向。     

基于SVD法三维地震属性优化技术在苏里格气田含气性预测中的应用

在进行地震储层预测时,经常先对地震属性依据地表环境,采集客观因素、处理不当等原因引起属性异常进行客观分析,充分理解地震各个属性所携带的各种非储层信息;然后再综合分析地质资料,诸如沉积环境、构造特征、岩性变化、物性变化等;最后才是储层含气性在地震属性上的表现特征,再结合非地质因素和非含气性因素进行含气性预测,尤其注意预测方法的适用条件,即在同等级别的地质因素、储层因素的前提下预测含气性。按照上述流程对苏里格气田东区三维地震区进行详细研究,针对三维地震资料属性分析中对于储层预测多解性问题,采用了奇异值分解(SVD)的方法对地震属性展开降维,分类优化,在一定程度上降低了三维地震预测储层的多解性,降低了气田开发井位部署风险,在气田滚动评价与整体开发中起到很好的应用效果。     

叠后地震反演方法联合应用研究

叠后地震反演方法很多，不同的反演方法具有不同的优缺点和用途。在叠后反演过程中，通常只选用一种方法进行一次反演，反演效果往往难以满足储层预测的精度要求。通过采用递推反演、约束稀疏脉冲反演和神经网络反演3种方法联合反演，不断提高反演结果的分辨率，增加信息量。反演获得高精度的波阻抗、储层地球物理特征参数等多种数据体，可为储层预测提供高精度的资料。实际应用表明，该反演技术流程是可行、有效和实用的。     

纵横波联合反演方法研究及应用

 本文利用Aki Richards提出的近似公式,对PP波和PS转换波的联合反演方法进行了研究。利用PS波反射系数公式消去PP波反射系数公式中的密度项,并给出一种利用奇异值分解来求解的反演方法。与单独利用PP波的反演方法相比,采用两组独立的PP波和PS波数据的联合反演方程组更加稳定。理论试算和实际资料的应用表明,此种纵横波联合反演方法的准确性和抗噪性比单独的PP波反演方法有明显的提高。     

海上高效混叠采集参数优化设计

高效混叠采集（简称高效混采）技术极大地提高了地震采集效率,是目前高精度、高密度地震勘探广泛采用的一项技术。但高效混采数据中存在严重的邻炮干扰,需进行后续数据分离处理。混叠采集参数直接影响混叠噪声的分布及数据分离效果,而目前尚无成熟的基于混采分离效果的采集参数论证设计方法。高效混叠采集参数优化设计方法利用实际/模拟数据进行人工混叠模拟和数据分离,优选理想的最小同步激发船间距离、激发颤动时间等采集参数。其主要步骤包括：根据投入的激发与接收装备数量划分作业片区、规划行进轨迹;设计混采的模拟激发时间;将无混叠数据进行混叠模拟,形成混叠模拟数据;根据混叠模拟数据分离后的结果及与无混叠数据的差异,分析并优选采集参数。通过海上实际数据模拟分析与实际应用,证明了所提方法的有效性与实用性,为海上高效混采的施工参数优化设计提供了一种切实可行的方法。     

奇异值分解压制随机噪声的方法及应用

针对随机噪声压制问题，通过对多项式确定的同相轴形状重新选取数据矩阵，再对新选取的数据矩阵进行SVD滤波，从而压制随机噪声。通过对矩阵奇异值分解的研究，揭示了奇异值分解的原理和SVD滤波原理，将一个多道地震记录看作一个图，它可分解为由一系列正交的子图，通过对子图适当选择并结合其它手段，从而达到提高信噪比的目的，为奇异值分解在地球物理中的进一步应用提供了理论依据。实际数据应用表明，该方法去噪手段灵活、保真性好、分辨率高，对一些突然的脉冲干扰、侧反射、以及其他的反向干扰有明显效果。     

频域奇异值分解（SVD）地震波场去噪

 无规则干扰噪声的频谱分带较宽,不存在相干性;但在同一地区地震信号的主频带区间大致相同,尤其是叠后数据,也就是说各地震道有效频带的频谱存在较好的相干性。本文基于这个特点,通过傅里叶变换,在频率域进行SVD变换,并设计滤波因子,提取目标信号的奇异值进行重构频域信号,然后再进行反傅里叶变换,实现地震波场分离与去噪。与传统的带通滤波相比,该方法能彻底压制主频带干扰噪声,保护高、低频有效信号。实际地震数据处理表明,在不破坏原始地质信息的前提下,能较好地提高地震信号的信噪比。     

随机噪声的局部正交压制方法

针对地震数据处理过程中去除的随机噪声中会残留部分有效信号的问题,提出了正则化局部正交方法,实现残余信号从随机噪声中的二次分离。首先采用传统处理方法,即具有更高压噪性能的自适应奇异值分解（ASVD）方法,将大部分信号与噪声分离;以分离出的信号为基础,利用信号与噪声的局部正交性构建目标函数,通过求解目标函数得到最优权重因子,进而计算噪声中残留的有效信号;最后将此残留有效信号与分离信号相加,得到噪声压制后的完整地震信号。模型及实际资料处理结果均表明：该方法能有效地提取分离噪声中残留的地震信号,实现了提高地震资料信噪比目的。     

深埋储层孔隙度迭代反演方法

现有的岩石物理线性化反演方法是将叠前弹性反演得到的纵、横波速度及密度作为已知量,求取孔隙度、泥质含量与饱和度三个未知量。与纵、横波速度相比,密度对反射系数贡献较小,反演密度需要更大的叠前地震道集角度范围。在储层深埋条件下,由于叠前地震道集反射角较小,导致密度反演结果不可靠;在忽略密度项的情况下,岩石物理三参数反演方程为欠定形式,无法得到唯一解,从而限制了现有岩石物理线性化反演方法对深埋储层的预测。为此,提出一种基于迭代算法的储层孔隙度反演方法。该方法是在岩石物理模型线性近似的基础上,推导纵、横波速度与孔隙度、泥质含量的线性关系式,然后基于贝叶斯理论构建孔隙度迭代反演目标函数,再利用二分法迭代求解。该方法不依赖于密度项,适用于储层深埋条件的孔隙度反演。模型试算与实际应用证实,对于油、水两相的深埋储层,孔隙度预测不依赖于密度项,通过迭代算法即可得到合理的预测结果。     

基于LSQR算法的谱反演方法研究

阐述了谱反演原理,给出了谱反演流程。通过单道模型、楔形模型和Marmousi模型的应用分析,验证了谱反演从地震记录中去除地震子波影响进而得到反射系数序列的效果,揭示了谱反演补偿频谱的过程。谱反演能够分辨出小于调谐厚度的薄层,提高了地震勘探的分辨率;谱反演具有恢复复杂地质模型的能力,适用于复杂、隐蔽油气藏的勘探。     

基于变分模态分解的地震随机噪声压制方法

针对经验模态分解（EMD）方法中递归迭代式筛选过程耗时过长、分解精度不高等问题,提出了基于频率域内全局自适应的变分模态分解（VMD）的地震随机噪声压制方法。与EMD类方法的迭代筛选模式不同,VMD方法的分解过程可转换至变分泛函最优求解过程,以每个带限窄带（BIMF）分量的估计带宽之和最小为约束,通过增广Lagrange目标函数将变分问题由约束性变为非约束性,采用交替方向乘子（ADMM）算法寻求变分泛函的最优解达到信号自适应分解的目的。ADMM中频率中心及带宽交替更新对偶上升,使两者同时达到最优趋势,并生成所有BIMF分量,具有更高的时间效率。同时,各模态分量在频谱上均具有带限特性,可实现信号频带的高分辨率、自适应剖分。实验结果表明,基于VMD的地震随机噪声压制方法具有优异噪声压制、幅值保持性能的同时,还具备较高的计算效率,可满足高维大尺度地震数据的处理要求。     

基于三维各向异性拉普拉斯滤波的随机噪声压制方法及应用

准噶尔盆地叠后地震资料随机噪声压制主要采用三维空间预测滤波（FXY）方法。由于假设同相轴在短距离内是线性的,因此该方法在提高强能量信号信噪比的同时,也会损伤相对弱小信号,模糊断层和裂缝等线性相关性较差的地质体的信号特征。为此,基于GeoEast系统研发了利用三维各向异性拉普拉斯滤波的随机噪声压制方法。模型试验和在准噶尔盆地不同地区的实际资料应用结果均表明,本文方法对随机噪声的压制效果优于FXY方法,能明显提高地震资料信噪比、较好地保护有效信号、清晰展现地质体边缘特征细节及提高断层成像精度,为后续储层反演和精细地震资料解释夯实了基础。     

基于互相关目标函数的反射波波形反演

在速度—密度参数化模式下,传统全波形反演（FWI）得到的密度结果存在严重的偏移效应,即无法恢复模型中的低波数信息。反射波波形反演（RWI）能够反演密度模型的低波数分量,将其与FWI结合能够更准确地反演密度模型。为此,提出基于互相关目标函数的速度—密度双参数RWI方法。首先回顾了传统声波变密度方程双参数反演,并利用辐射模式分析了密度反演的偏移特征;然后在实施RWI过程中借助速度和密度高度耦合性,通过Gardner公式同步更新速度和密度参数;再将最终的反演结果作为输入模型进行传统速度—密度双参数FWI;最终建立了基于RWI+FWI的速度—密度双参数反演流程。简单双层模型和重采样的Sigsbee 2A模型测试结果表明,RWI可克服反演局部极值并减弱密度偏移特征,在实施RWI过程中利用Gardner经验公式同时对速度和密度进行更新,可精确地恢复速度、密度的低波数信息。     

尺度自适应三维Shearlet变换地震随机噪声压制

应用尺度自适应三维Shearlet变换压制多炮地震数据随机噪声,通过将多炮数据变换到三维Shearlet域,充分考虑单炮记录及其间的相关性,在三维Shearlet域更稀疏地表示地震数据。由于有效信号主要分布在低尺度,随机噪声分布在各个尺度,因此在硬阈值的基础上,结合尺度自适应因子压制随机噪声。再通过三维Shearlet反变换,得到去噪地震数据。数值模拟和实际多炮地震数据去噪结果表明：尺度自适应三维Shearlet变换的去噪效果优于二维Shearlet变换、不结合尺度自适应因子的三维Shearlet变换;尺度自适应三维Shearlet变换去噪方法对服务器内存要求较高,且可能对幅值相对较小的有效信号产生损害。     

基于粒子群优化最小二乘支持向量机的非线性AVO反演

为了求解非线性AVO反演问题,本文提出基于粒子群算法和最小二乘支持向量机的非线性AVO反演方法,并用粒子群算法优化最小二乘支持向量机的参数。即首先通过精确Zoeppritz方程正演得到角道集,并进行动校正和部分角度叠加;然后运用最小二乘支持向量机方法建立反射振幅与弹性参数之间的非线性模型;最后以此非线性模型对地震道集数据进行反演。模型数据和实际资料的反演结果表明,该方法克服了常规广义线性AVO反演在远炮检距及弹性参数纵向变化大等情况下的缺陷,可直接从实际地震道集数据中提取较高精度的地层弹性参数,具有快速稳健、抗噪能力强的优点。