广义S变换地震高分辨率处理方法研究

广义S变换能根据实际地震信号的频率分布特点和时频分析的侧重点灵活地调节窗函数随频率的变化趋势,加快或减慢窗时宽随频率的变化速度,使窗函数的振幅呈现多种非线性变化特征,更好地适应具体信号的分析和处理。在广义S变换实现时引入窗函数库、弦函数库、快速傅里叶反变换,使运算简洁、易行、高效,通过选取合适的参数组合,对得到的时频谱进行能量重新分配、重构,得到高分辨率地震信号。理论模型和实际资料处理结果表明,该方法能够有效增强地震信号时域和频域的分辨率,使地震剖面的构造特征和岩性特征更为清晰。     

时频域谱模拟反褶积方法研究

由于地层的吸收衰减作用,地震波在传播过程中不断衰减,振幅谱有效频带变窄,降低了地震剖面的分辨率。 经窗函数能量归一化后的广义 S 变换能在保持时间分辨率不降低的前提下,提高频率域的分辨率。将改进广义 S 变换与谱模拟反褶积方法相结合,克服了傅里叶变换中复杂的时窗大小问题,能更好地适应地震信号是平稳信号的假设条件。 通过模型试算和实际地震资料处理,有效地提高了地震资料的分辨率,以及薄储层的识别和精细储层的描述能力,验证了该方法的可行性。     

线性时频分析方法综述

较详细地综述了目前已有的短时傅里叶变换、小波变换、S变换和广义S变换等几种线性时频分析方法,概括了线性时频分析方法的特点和优缺点,阐述了各种方法的发展历程。窗函数对分辨率影响巨大,是线性时频分析方法的关键,通过对窗函数的调节和改进,可以得到不同的线性时频分析方法和相对应的时频分辨率。理论分析和试验表明,广义S变换的时频窗口能够随着频率尺度自适应地调整,具有较高的时频分辨率,在应用中具有更高的实用性和灵活性。利用广义S变换对地震数据体进行谱分解,可以得到更丰富的地震属性信息,对储层预测和油气识别有重要作用。     

广义S 变换在地震信号特征信息提取中的应用

基于S 变换具有良好的时频聚焦性,将可灵活选取窗函数的广义S 变换引入到地震信号特征信息提取中,系统研究广义S 变换在地震信号局部刻画和总体描述中的应用。通过理论模型和实际资料的试算表明,广义S 变换在特征信息提取方面是行之有效的,具有较强的抗干扰能力。同时可根据目标体的研究需要,合理选择瞬时频率振幅谱剖面、某频率段地震剖面和单频剖面来识别地震剖面中特征信息,为进一步地震资料处理和解释提供可靠依据。     

广义S变换在地震高分辨处理中的应用

基于S变换的时[CD*2]频局部化思想，采用可灵活选择窗函数的广义S变换，以实际地震子波代替常规S变换中的基本小波，系统地研究了广义S变换在地震高分辨处理中的应用，并首次提出了基于广义S变换的高分辨剖面。仿真实验和实际资料的处理结果均说明广义S变换在地震高分辨处理方面的可行性和有效性，由此得到的高分辨剖面不仅有效地提高了地震波的主频，而且可以通过提取单频曲线或单频剖面，细致地研究局部构造的层位信息，为地震资料处理和解释提供了一种有效的工具。     

基于广义S变换模极大值的薄储层刻画新方法

基于频谱分解原理和广义S变换的性质,研究薄层响应相位谱和广义S变换窗函数相位谱对薄层响应广义S变换时频谱的影响机理,并提出针对薄层刻画的广义S变换分频解释方法。实例分析表明,采用新方法,井上薄层解释与地震时频谱中的薄层解释对应性明显变好,实现了对薄储层结构的刻画,提高了将广义S变换时频分析技术应用于薄储层研究的可行性与可信度。     

基于广义S变换的吸收衰减补偿方法

探讨了利用广义S变换代替短时Fourier变换或连续小波变换，进行吸收衰减补偿的方法。对短时Fourier变换、连续小波变换、S变换和广义S变换进行了分析和比较，给出了基于广义S变换的吸收衰减补偿方法。该方法的实现步骤是：①用广义s变换对高信噪比的叠加地震信号逐道进行时频分析；②在每个时间点，根据地层吸收特点提取各个频率的能量吸收衰减因子；③用加权方法对每个时间所对应的各个频率的广义S变换系数进行补偿，使各个频率在不同时间的能量相同；④将所有时间各个频率加权补偿的结果重构回地震记录，实现对地层吸收的补偿。模拟结果表明，广义S变换时频分析方法能够提高信号时频分布的分辨率。对实际二维地震数据的试算结果表明，基于广义S变换的吸收衰减补偿方法能较好地对地层吸收进行补偿，提高地震资料的分辨率，改善地震资料的品质。     

基于广义S变换的地震资料频率补偿技术

加窗函数的广义S变换不仅吸收了短时傅里叶变换和小波变换的优点,而且可以灵活选择尺度因子对地震资料进行时-频分析。本文以此为基础,提出了新的地震资料频率补偿方法。该方法对地震剖面作时-频分析并提取单频剖面,结合地质约束条件,分时间选择合适的频率范围进行频率补偿。模型和实际处理结果表明了该频率补偿方法的有效性,并且在提高地震资料频率的同时避免了虚假同相轴的产生。     

基于改进的广义S变换的地层吸收衰减补偿

 广义S变换采用时窗宽度随频率呈反比例变化的高斯窗函数,而改进的广义S变换采用宽度可变的高斯窗函数,其时窗宽度随频率呈正比例变化,即在低频段时窗较窄,获得较高的时间分辨率;高频段时窗较宽,获得很高的频率分辨率。此法更有利于进行地震波吸收衰减补偿。该方法能进行无损的广义S反变换,并能提取时变Q值,避免了传统方法中利用Q值补偿造成的欠补偿或过补偿问题。补偿后各时刻的时频谱变化趋势完全相同,地震记录的频带相同。此法用于实际VSP数据处理,结果表明利用该法进行吸收衰减补偿效果明显,有利于提高地震资料的分辨率,改善资料的品质。     

利用广义S变换提取地震旋回的方法

在地震地层学中，可以采用时频分析方法刻画地层厚度的变化和地质特征的不连续性，研究特定沉积环境和岩性组合的变化。目前，通常采用短时Fourier变换或连续小波变换求取地震道的主能量和主极值频率，进行地震旋回研究，但由于小波变换的尺度与频率的关系并不确定，因此主要用于求取能量谱。介于短时Fourier变换和小波变换之间的S变换是一种非平稳信号分析和处理的方法，具有良好的时频特性，因此将S变换引入到地震地层学的研究中，用广义S变换代替短时Fourier变换或连续小波变换提取地震道的主能量和主极值频率，进行地震旋回特征分析。对S变换、短时Fourier变换和连续小波变换的时频特性进行了分析对比，阐述了广义S变换的高分辨率性质。在广义S变换时频域，利用实际资料求取了地震道的主能量和主极值频率，分析了主能量和主极值频率的纵向变化规律。数值模拟和实际资料试算表明，广义S变换可以更好地反映地震旋回特征。     

改进的窗参数优化S变换及其在河道检测中的应用

时频分析法是对非平稳信号的处理方法,是地震信号分析的重要工具。时频分辨率是进行高精度储层预测的关键,常规S变换的时频聚焦性难以满足现阶段高精度储层预测的要求。为此,提出构建一种改进的窗参数优化S变换方法,即基于实际信号的振幅谱,自适应地求取窗函数的尺度参数,然后引入新的优化调节参数对窗参数作进一步改进。经合成信号对比分析表明,改进的窗参数优化S变换方法时频聚集性更好,在高频端和低频端均能保持很高的分辨率。应用于实际地震资料的河道检测结果表明,该方法能更好地突出河道特征、刻画河道细节、显示河道的连续性,为地震资料的精细储层描述提供了方法支撑。     

基于S变换的地震相分析技术

为全面准确地描述地震相特征，在地震相分析中引入了时频分析技术，如短时窗傅里叶变换、Cabor变换、小波变换等。之后发展起来的S变换时频分析方法综合了短时窗傅里叶变换和小波变换的优点，具有线性化、无损可逆性以及高时频分辨率等特性。阐述了S变换的基本理论，并利用S变换对理想的地震序列模型以及实际地震资料进行了地震相分析。通过对地震相特征的连续性以及振幅和频率变化特征的分析发现，对于规模较小的地震相体，在时间剖面上很难识别其层序内的地震相特征（特别是频率）随旅行时的变化情况，但在S变换的时频域内可以被清楚地体现出来。因此，在进行沉积环境识别时，可以利用S变换来提供有效地震信息。     

Enhancing the resolution of seismic data based on the generalized S-transform

In this paper, we analyze the seismic signal in the time-frequency domain using the generalized S-transform combined with spectrum modeling. Without assuming that the reflection coefficients are random white noise as in the conventional resolution-enhanced techniques, the wavelet which changes with time and frequency was simulated and eliminated. After using the inverse S-transform for the processed instantaneous spectrum, the signal in the time domain was obtained again with a more balanced spectrum and broader frequency band. The quality of seismic data was improved without additional noise.     

广义 S 变换及其在储集层频谱成像中的应用

将从地震资料中提取的地震子波代替 S 变换中的基本小波,实现了应用在地震资料中的广义 S 变换。通过对理论薄层模型的试验得出,基于广义 S 变换的频谱可将大于 λ/8 的薄层检测出来,证明了广义 S 变换具有高定位的时频谱,而且广义 S 变换具有自适应时频窗,输入长度不受时窗的限制等优点,克服了离散傅立叶变换时窗的局限性,因此在傅氏变换频谱分解的基础上实现了基于广义 S 变换的储集层频谱成像技术,并与傅氏变换频谱分解结果作了对比,取得了良好的效果,成功地应用在了印尼、塔里木、准噶尔等多个地区。     

基于时频域Teager主能量的储层检测

油气储层可引起地震信号的能量密度产生异常,因而可利用这种异常进行储层检测。本文在广义S变换的基础上,推导出了一种时频域Teager能量,并定义了反映地震信号能量密度主要信息的瞬时Teager主能量属性。经实际地震信号的分析,发现时频域Teager能量分布具有更高的时频聚集性和时间分辨率。三维地震资料的处理结果表明,瞬时Teager主能量可有效地反映油气储层的位置,准确刻画储层的空间展布及内部的非均质性,可作为分析储层的一种新的瞬时谱属性。     

基于S变换自适应滤波迭代的多源地震数据分离

S变换是由小波变换和短时傅里叶变换发展而来的时频分析方法,动校正后共中心点道集（NMO-CMP）中相同时刻各道地震信号的振幅、相位基本一致,多源地震数据中的混叠噪声在CMP道集中呈随机分布;将NMO-CMP道集叠加,以叠加道S变换谱为参考,可以判断出各道S变换谱中噪声与信号的分布。根据NMO-CMP道集中地震道S变换谱与叠加参考道S变换谱之间的偏离程度设计自适应滤波器,通过多级滤波、多次迭代的方法,提取多震源数据中的有效反射信号、分离混叠噪声。理论数据和实际数据模拟的多源地震数据试算结果表明,本文方法能够有效提取多源地震数据中的有效反射信号、分离混叠噪声和随机噪声。     

广义S变换在煤田地震勘探中的应用

从满足煤田地震勘探的角度出发,针对地震子波在浅层传播过程中变化较小的特点,对传统S变换的基本小波进行加权处理,以弱化地震子波的影响,通过改变频率域窗函数的宽窄,获得高频端理想的时间分辨率,发展了一种新的广义S变换方法。并以此为基础,利用时频分析的高频剖面能有效地分辨薄层的原理,提出了一种新的基于广义S变换的高频分析方法。该方法不仅可以有效地识别薄层的顶底界面和端点位置,而且计算速度快,实际应用潜力很大。     

频率域薄储集层预测技术在煤系地层中的应用

下二叠统太原组和中二叠统山西组山2段是鄂尔多斯盆地东部气田致密岩性气藏的主要产气层,分别属于海陆过渡相和三角洲前缘相,砂体薄,横向规模小。太原组—山西组发育多套煤层,以山2段中下部4+5号煤层及太原组底部9号煤层最发育。煤岩波阻抗低,与高波阻抗砂泥岩地层形成强反射,屏蔽了砂泥岩之间的弱反射,应用叠前反演、地震属性等常规方法难以有效预测薄砂体。建立研究区目的层段砂泥岩地质模型,通过模型正演和时频分析方法对比发现,广义S变换能根据信号频率变化自适应调节时频分析时窗,具有更高的分辨率;实际应用中,首先压制煤层强反射,在此基础上采用广义S变换对研究区的薄储集层进行预测,井震符合率高,有效解决了研究区煤层背景下的薄储集层预测难题。     

基于改进的广义S变换求取地层品质因子Q值

地层的品质因子Q值对衡量地震波传播过程中的能量衰减以及地震资料的处理、解释有重要意义。在实际生产中求取品质因子最实用的方法是频谱比法,但传统的频谱比法面临时窗选取等问题。本文利用改进的广义S变换时频特性及与傅里叶谱相联系的特性,提取地层上、下界面对应的瞬时频谱,并通过拟合振幅比与频率的关系得到地层的品质因子Q值。数值模拟及实际资料处理均证明了该方法的有效性。