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。     

利用VSP提高叠后地面地震资料分辨率

反褶积是地面地震处理中提高成像分辨率的常用方法。因地面接收干扰严重,高频成分在中深层衰减和吸收作用较大,地面地震得到的叠后剖面中深层频率偏低,处理中难以提取真实反映地震波在地下各个深度传播的地震子波,不能得到精确的反褶积算子。我们从VSP资料中提取反褶积算子用于叠后地面地震资料处理,使地震剖面的分辨率明显提高,同相轴的连续性得到改善,波阻特征有所加强,整体质量得到较大改进。     

高分辨率地震资料处理技术综述

地震资料的分辨率是制约勘探精度的重要因素,高分辨率地震资料处理的目的是合理恢复地震记录的高频和低频信息,有效拓宽频宽,常用的技术有3类：反褶积技术以褶积模型为基础,对地震子波、反射系数、地层介质产状和激发接收方式等进行各种假设;吸收补偿技术以吸收衰减模型为基础,对大地滤波引起的振幅衰减和相位畸变进行补偿和校正,补偿效果较依赖于Q值精度和资料与模型的匹配度;基于时频谱的频率恢复技术,关键在于对非稳态地震子波的振幅和相位进行合理的估计。高分辨率地震资料处理技术的本质是拓宽频宽,对地震剖面有2方面影响：多数同相轴变细、增多,子波长度压缩;部分同相轴能量变弱甚至消失,子波旁瓣压缩。相对于高频信息,低频信息对增强剖面层次感、提高反演精度的作用更重要,恢复难度也更大,在今后的高分辨率地震资料处理中,应更注重低频信息的保护和恢复。     

沿射线路径的波动方程延拓吸收与衰减补偿方法

地层的吸收与衰减效应使地震波的振幅被衰减，相位被改变。在地震资料处理流程中，反褶积处理假设地震信号是平稳的，即地震子波的波形不随时间变化（或变化较小），这时用地震道自相关函数代替子波自相关函数才比较可靠；而地震成像也要求炮集与炮集之间、道与道之间的地震波能量一致，否则成像结果不保幅，因此必须对地震波进行吸收与衰减补偿。但是，对地震波吸收与衰减的补偿通常是针对自激自收单道记录的。事实上，地层对地震波的吸收与衰减是沿着波的传播路径发生的，因此，补偿应该与叠前深度偏移成像一样在反向波传播过程中进行。为此，提出了一种沿射线路径波动方程延拓的吸收与衰减补偿（Q值）方法。其基本原理是：用非递归波场延拓代替递归波场延拓，用等效Q值代替分层Q值，用平面波传播思想实现对叠前数据沿波传播路径的吸收与衰减（Q值）补偿。这种方法适合于局部水平层状介质假设的情况。数值试验表明该方法是有效的，补偿后子波波形的一致性得到了改善，衰减的振幅得到了恢复。     

基于衰减补偿的地震资料高分辨率处理方法

反褶积是提高地震记录分辨率的有效手段,它一般基于平稳子波假设。由于地层的非完全弹性性质,实际地震记录往往表现出非平稳性,因此直接对地震记录进行反褶积处理很难达到提高分辨率的目的。提出了基于衰减补偿的高分辨率处理方法,该方法首先利用稳定的反Q滤波技术对地震记录的衰减能量进行补偿,同时进行相位校正,消除其非平稳性;然后利用Wiener反褶积来压缩地震子波,扩展其频带宽度,提高地震记录的分辨率。对比了Wiener反褶积、时变Wiener反褶积和基于衰减补偿的高分辨率处理方法(稳定的反Q滤波+wiener反褶积)在合成数据和实际资料中的应用效果。结果表明,基于衰减补偿的高分辨率处理方法可以有效提高非平稳地震记录的分辨率。     

地震12 垂直地震剖面

理论上,垂直地震剖面(VSP)可以提供许多与地下有关的信息(层速度,反射系数,吸收,多次反射波,倾角,地面地震资料处理中应用的反褶积算子的决定,波转换的范围,当在同一口井中记录 P 波和 S 波的 VSP 时,P 波同相轴和 S 波同相轴的相互关系,泊松比等)。实际上获得这些结果不仅仅要根据信噪比,还要根据一些数据采集的参数和处理程序及其应用。数据采集中最重要的参数是测站间的距离和带宽,因为在应用频率一波数滤波器时,这些参数对处理阶段的假频现象起支配作用。如果我们想研究振幅和检验每一道的时间原点,记录近场的特征波形是很重要的。要想在所有道上很好地确定上行波,那么在记录时就必须大大地对管道波进行衰减;为了减少管道波的振幅,检验井中的泥浆层和震源位置对于记     

高分辨率处理方法在油气检测中的研究与应用

传统的静态子波褶积模型不符合地震波在地下的传播特征,通过S变换对地震信号进行时频分析,在时频域进行反褶积,压缩地震子波,提高地震记录分辨率,有效补偿深部地层吸收所引起的衰减,并识别薄层。对比反褶积前、后地震数据发现,反褶积处理后,目的层位更加清晰且能量集中。对反褶积前、后的地震记录进行相干属性提取,以识别目的层的断层发育情况,利用稀疏脉冲反演得到波阻抗来识别含油气层。     

同态反褶积的子波稳定性方法研究

同态反褶积受噪声及反射系数非随机性的影响,计算出的子波相位稳定性差,难以用于实际生产。使用小时窗、多道数据计算平均复赛谱和平均自相关函数复赛谱,利用二者计算混合相位子波,从而增加子波相位的稳定性,使同态反褶积的实用性大大增强。在实际资料处理过程中,使用了多种方法增加子波稳定性:①对地震数据进行指数衰减,使地震子波变为最小相位;②对求出的子波进行能量定位,选择能量集中的部分,对计算出的子波进行窗口整形,从而减少子波旁瓣的影响;③调整计算子波与期望子波峰值时差;④在三维叠后地震数据中使用Inline和Crossline双方向道计算中央道算子。理论模型试验结果表明,该方法适用于混合相位子波地震数据;实际数据应用结果表明,采用该方法计算出的子波稳定性强,反褶积后地震数据的分辨率得到了提高。     

Research on the methods for wavelet stability of homomorphic deconvolution.

同态反褶积受噪声及反射系数非随机性的影响,计算出的子波相位稳定性差,难以用于实际生产。使用小时窗、多道数据计算平均复赛谱和平均自相关函数复赛谱,利用二者计算混合相位子波,从而增加子波相位的稳定性,使同态反褶积的实用性大大增强。在实际资料处理过程中,使用了多种方法增加子波稳定性：①对地震数据进行指数衰减,使地震子波变为最小相位;②对求出的子波进行能量定位,选择能量集中的部分,对计算出的子波进行窗口整形,从而减少子波旁瓣的影响;③调整计算子波与期望子波峰值时差;④在三维叠后地震数据中使用Inline和Crossline双方向道计算中央道算子。理论模型试验结果表明,该方法适用于混合相位子波地震数据;实际数据应用结果表明,采用该方法计算出的子波稳定性强,反褶积后地震数据的分辨率得到了提高。     

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。     

利用VSP提高地震资料处理质量的新途径

为了改善地面地震资料反褶积处理质量,针对地震资料因地面接收干扰严重,衰减和吸收作用较大,难以真正反映地震波在地下各个深度地层传播的地震子波,不能得到精确的反褶积算子的问题,通过利用VSP测井在潜水面以下激发、井下不同深度地层接收的特征,从VSP资料中提取该反褶积算子,并用于叠后地面地震资料反褶积处理中。结果表明,此方法可明显提高叠后处理剖面的分辨率,改善同相轴的连续性,加强波阻特征,并最终使叠后处理剖面质量得到较大的改进。     

VSP波形反演品质因子方法及应用

提出了利用上、下行波旅行时联合反演地层层速度,并记录波的传播路径及传播时间,然后根据波场传播理论,利用VSP上、下行波波形反演品质因子(Q)的方法.该方法不仅符合波场衰减理论,同时解决了利用单一下行波或上行波反演Q值的算法不稳定、精度不高、信息量不足的问题,得到了稳定、可靠的Q值.数值模拟和实际资料处理结果均表明,文中方法可以有效、稳定地估计Q值,提高地震资料的分辨率,得到主频更高、频带更宽的地震资料,可更加清楚地识别不整合面、小断裂等地质特征及其接触关系,对油气预测和储层反演具有现实意义.     

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。     

基于确定性子波处理的鬼波压制方法

鬼波干扰是海洋地震勘探中始终存在的难题,长期没有得到根本的解决,严重制约了地震勘探技术的进步。目前多数压制方法一般仅针对电缆鬼波,无法很好地压制震源鬼波。本文提出了一种基于确定性子波处理的鬼波压制方法,先获取远场子波,再由远场子波获得3种类型的地震子波,并求取子波之间的匹配算子,然后将算子应用于实际地震数据,最终获得压制鬼波的结果。该方法要求地震采集过程中气枪震源子波相对稳定,通过各种方法获得的子波与实际子波基本接近。理论模型测试结果表明,本文方法能够同时压制电缆鬼波和震源鬼波,即使受地层吸收衰减的影响,依然能够获得较为准确的结果。实际资料应用效果表明,使用本文方法进行鬼波压制处理后,地震资料剖面波组特征清晰,反射同相轴单一,有利于构造解释工作;地震资料频谱频带宽,高低频能量丰富,无明显陷频点,有利于储层反演工作。     

一种类RNN的改进ISTA稀疏脉冲反褶积

稀疏脉冲反褶积方法对提高地震资料分辨率有着重要作用,迭代阈值收缩算法(ISTA)是其核心算法,首先利用地震数据提取子波,再利用ISTA求解反射系数。当地震子波提取不准确时,反褶积效果不理想。为此,在ISTA基础上,结合循环神经网络(RNN)中反向传播(BPTT)的思想,研究形成了一种类RNN的改进ISTA稀疏脉冲反褶积方法。该算法首先使用常规手段从实际地震数据中提取地震子波,构建反褶积的子波字典;然后将构建的地震子波字典作为已知的初始条件,结合ISTA求取的反射系数;再根据BPTT算法思想,将求取的反射系数与子波褶积并与实际数据进行比较,反向修改地震子波;最终,经过多次迭代修改获得合理的地震子波字典,并利用该地震子波字典求解实际地震数据的反射系数序列。为验证算法的有效性,采用不同信噪比的理论地震记录,给定存在较大误差的初始子波,进行了反褶积计算。采用传统的ISTA和类RNN的改进ISTA进行对比处理,结果表明,改进ISTA具有较好的抗噪能力和子波自适应能力,可使实测地震资料的有效频带拓展约1.5倍,能够较好地适应实际地震资料的反褶积处理。     

用于波形反演的新目标函数

反演是搜索参数的值以使目标函数(本文中称为处理算子)取这些值时达到最大或最小的一个过程。根据这种解释可以推演出三种新的地震处理算子,它们既不需要作前期反褶积也无需知道震源与接收器的子波。三种处理算子中最有效的是四元处理算子,它适用于多炮和多检波器的数据集,即使各炮的未知特征波形不同,各检波器的未知脉冲响应不同也能适应。比四元处理算子稍逊一点的是二元处理算子,它适用于未知子波相同但增益可能不相同的二道或者多道数据集。当只有一个地震记录存在时,我们可以使用分离处理算子,分离处理器还可用于只有一个震源(检波器)且每个检波器(震源)具有不同的特征波形的场合。在四元和二元处理算子反演中,未知的子波在时间上可以是任意长的而且不要求是最小相位的,在分离处理算子反演中,子波除假定为在时间上比数据还要短外,没有其它的限制。所有这些方法都没有对Green函数作要求。     

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。     

利用VSP震源子波提高地震剖面的分辨率

地震数字处理中,提高地震剖面的分辨率主要是通过反褶积技术来实现。反褶积的实质是应用地震子波,VSP震源子波具有避免各种地震干扰波影响的优越性,如不受低降速带衰减和地震采集中噪声的影响,不受处理技术和统计的影响。针对97-WX1线高精度处理的实际要求,设计了处理流程,最终使剖面分辨率大为改观。     

相位校正S域反褶积方法及应用

反Q滤波和时频（S）域反褶积都可以提高衰减地震记录的分辨率。通常指数增益导致反Q过程不稳定;而时频域反褶积虽然可以很好地适应地震记录的非平稳性,但只能去除子波振幅谱的影响,无法准确提取子波相位谱,从而影响反褶积结果。为此,引入反Q滤波的相位校正方法,使衰减地震记录零相位化,优化反褶积的基础条件;再通过改进的广义S变换在S域实现反褶积,达到高分辨处理的目的。模型数据测试和辽西实际数据应用的结果均表明,相位校正S域反褶积能得到更准确的结果,是识别薄互层和刻画地层尖灭点的有效方法。     

基于阻尼雷克子波的可控震源非线性扫描信号设计方法

目前常用的可控震源扫描信号相关子波具有较多、较大旁瓣,相关时产生较强的相关噪声,尤其是在中国西部低信噪比地区,严重地影响了地震资料品质。雷克子波虽是旁瓣小、分辨能力强的理想子波,但其能量主要集中在主频段,具有低频成分少、频带窄等问题,不符合宽频带勘探的要求。为此,提出了一种子波旁瓣小、低频丰富、频带宽的阻尼雷克子波,并定义了其计算公式;然后运用阻尼雷克子波进行可控震源宽频非线性扫描信号设计,获得的扫描信号具有频带宽、旁瓣小的特点,并进行了正演模拟;最后通过应用试验对比说明了该方法能够改善可控震源激发效果,提高地震资料品质。