各向异性高分辨率Radon变换压制多次波

针对VTI介质和海洋大炮检距地震数据反射波同相轴不能严格满足双曲时距关系,一次波和多次波能量在Radon域中聚焦性较差,多次波的压制效果不理想的问题,通过在双曲Radon变换积分路径中引入各向异性参数η,描述VTI介质和海洋大炮检距地震数据的时距曲线关系,在Radon域中有效聚焦一次波和多次波能量。同时,引入基于共轭导向梯度(CGG)算法的各向异性高分辨率Radon变换,基于L₁范数对模型空间进行稀疏约束,提高Radon变换的分辨率。模型数据和海上大炮检距实际资料测试表明,该方法能够很好地压制多次波。     

基于ISTA算法的稀疏约束反演谱分解及应用

常规谱分解的分辨率难以满足地震解释的需求,稀疏约束反演谱分解可以很好地解决该问题。稀疏约束反演谱分解是把地震信号看成已知的子波矩阵库和伪反射系数的褶积,从而将谱分解问题转化为一个反问题来求解,其核心内容是如何快速获得最优解。采用L₁范数正则化的L₂范数作为稀疏约束反演谱分解的目标函数,并通过迭代阈值算法求解稀疏反问题。为了进一步提高计算速度,基于Ricker子波构建一种新的算子,并用ISTA算法进行计算。在此基础上,将稀疏约束反演谱分解用于模拟信号的数值试验,并与常规谱分解结果进行比较。结果表明,稀疏约束反演谱分解具有更好的时频聚集性和更高的时频分辨率;进一步应用于济阳坳陷沾化凹陷渤南洼陷义176井区地震资料,处理结果对油气响应十分敏感,可以较好地识别油气储集层。     

非凸Lp范数三维地震数据重建

多道奇异谱分析（MSSA）是三维地震数据重建的经典方法之一。通过随机奇异值分解,MSSA方法对地震数据频率切片构造的块Hankel矩阵直接降秩以达到重建的目的,但得到的解往往不是最优解。L_p范数是介于L₀范数和L₁范数之间的非凸函数,比凸核范数更接近秩函数。本文提出基于非凸L_p范数Hankel重建方法对三维地震数据进行降秩重建。由于该问题是非凸优化问题,在求解时通过设置权重约束奇异值,进行迭代求解,保证了重建数据的低秩性。数值实验结果表明,本文方法优于MSSA方法和正交矩阵匹配追踪Hankel重建方法,恢复的数据信噪比更高。     

利用稀疏约束非平稳多项式回归去除地震噪声及拾取初至

非平稳多项式拟合是L₂范数下的优化问题,尽管考虑了信号的时变特征,但是仍然假设残差呈随机分布,当地震数据中存在较强非随机噪声时,常规的基于L₂范数的非平稳多项式拟合不再适用。为此,研究了稀疏约束非平稳多项式回归理论与方法。首先回顾了非平稳多项式回归的基本原理;针对复杂稀疏分布残差问题,在反问题正则化理论框架下,结合非平稳多项式回归和L₁范数约束,采用整形正则化和L₁范数联合约束策略,利用共轭梯度和投影算法联合求解多约束反问题,同时估计具有时变光滑特征的多项式回归系数和具有稀疏分布特征的回归残差,可克服稀疏分布强噪声对反演的影响,并给出了算法基本流程和参数分析。模拟和实际数据应用结果表明,稀疏约束非平稳多项式回归方法在地震噪声压制和初至拾取等方面具有较好的应用效果。     

重建误差Huber范数最小化约束的压缩感知方法

地震数据中存在异常强噪声,基于重建误差L₂范数最小化约束的压缩感知方法假设重建误差满足高斯分布。因此,上述压缩感知方法不能去除满足超高斯分布的异常噪声。为了更好地消除异常噪声并提高插值精度,提出采用Huber范数代替L₂范数对重建误差施加最小化约束,Huber范数的最小化约束实际上等价于对大重构误差（异常噪声）的L₁范数最小化约束和对小重构误差（高斯随机噪声）的L₂范数最小化约束,因此对异常噪声具有很好的鲁棒性。通过引入理论上构建的伪地震数据将Huber范数最小化问题转化为L₂范数最小化问题,可以有效地求解基于重建误差Huber范数最小化约束的压缩感知方法的Huber-L₀最优化问题。另外,还讨论了高斯随机噪声的强度、异常噪声强度和参数选取对插值精度的影响。模型数据和实际数据的处理结果表明：与基于重建误差L₂范数最小化约束的压缩感知方法相比,基于重建误差Huber范数最小化约束的压缩感知方法可以更好地消除异常噪声,并保护有效信号。     

应用近似L0范数的稀疏脉冲反演

根据地下地层反射系数是稀疏的假设，本文提出一种新的波阻抗反演方法。首先将地震波阻抗反演中的目标函数表示为L₀范数约束下的基追踪问题，并用平滑函数近似表征L₀范数；然后将L₀范数约束下的基追踪问题转化为无约束最优化问题，并利用基于导数的最优化方法求解无约束优化问题，求取反射系数；最后计算得到波阻抗。模型和实际资料计算结果均表明该方法是可行的。     

一种基于光滑L1范数的地震数据插值方法

基于稀疏变换的地震数据插值可提供有效、可靠的波场,但为了适应不断增加的计算量和减少CPU计算时间,必须探寻更快速稳健的方法。本文提出一种基于曲波变换的快速梯度投影法并应用于地震数据重构。即构建一个光滑的L₁范数优化模型,并用梯度投影法求解该模型。由于曲波变换具有多尺度、多方向、各向异性等特性,可对曲线形状的同相轴进行稀疏表示,计算时利用曲波正交变换加快计算速度。数值实验结果表明,该方法显著快于目前主流的稀疏反演方法,实际数据的试算效果良好。     

基于正交匹配追踪算法的叠前地震反演方法

为了给地质解释提供更为有利的反演数据,本文提出一种基于正交匹配追踪算法的叠前稀疏反演方法.采用正交匹配追踪算法先搜索稀疏的反射系数位置再计算大小,利用L₀范数对反射系数的稀疏性进行约束,构建基于正交匹配追踪算法的叠前地震反演目标函数,并加入模型约束以增强反演的稳定性.由于L₀范数具有较强的稀疏性,反演结果界面块化,地层界面清晰.反演得到的反射系数可通过积分的方式转化为地层弹性信息.模型测试表明该方法稳定可靠,抗噪能力强.实际地震数据反演的井旁道与测井资料匹配较好,与常规反演方法相比,提升了反演结果对地层的分辨能力.     

基于L1-2正则化的地震波阻抗“块”反演

波阻抗反演技术已经相当成熟,但仍然存在反问题的不适定性、反演的分辨率低以及对地层边界刻画不清晰等问题。为此,提出基于L_1-2正则化的地震波阻抗“块”反演方法。在前人的基础上,将L_1-2正则化引入基于模型的波阻抗反演,通过借鉴全变分正则化的思想,利用叠后地震数据直接获得波阻抗反演结果。首先,推导线性化的波阻抗正演近似公式并分析精度;然后,基于贝叶斯理论,引入L_1-2正则化构建波阻抗反演的目标函数,利用迭代重加权最小二乘算法求解目标函数,获得波阻抗反演结果。由于波阻抗反演为单道反演算法,反演多道数据时道与道之间会产生空间不连续现象,因此对反演结果执行f-x域空间预测滤波改善由噪声和单道反演算法带来的空间不连续性。相关系数的定量对比证明了基于L_1-2范数的反演结果优于基于L₁范数和L₂范数。合成数据和实际资料反演验证了所提方法的有效性和可行性。     

基于各向异性Radon变换的叠前地震数据重建

基于常规双曲Radon变换进行叠前地震数据重建时,即使分辨率很高也难以得到准确的中远偏移距数据,因为地震信号同相轴在偏移距较远时已经不再满足双曲线假设。提出基于各向异性Radon变换,即由偏移距、慢度、非椭圆率三参数控制的各向异性Radon变换进行叠前地震数据重建的方法,考虑了偏移距较远时地震数据的非双曲线同相轴,通过稀疏约束控制Radon变换提高了地震数据的重建精度。针对时变Radon变换耗时较长的问题,在算子求解过程中采用快速迭代软阈值算法(Fast iterative shrinkage-thresholding algorithm,FISTA)加快了收敛速度,提高了计算效率。模拟数据和实际数据的应用结果表明,各向异性Radon变换方法在提高数据重建准确度和计算效率方面效果良好。     

贝叶斯三参数低频软约束同步反演

贝叶斯叠前反演通过引入三参数反射率的先验分布,可以提高三参数反射率反演的稀疏性和垂向分辨率,进而达到高分辨率反演的效果。然而在对实际资料进行试算时,由于随机噪声的存在,单一的稀疏约束项并不足以保证反演结果的稳定性。通过引入低频软约束项,即反演结果的低频和模型的低频之差的L₂范数达到最小,可以提高反演结果的鲁棒性,使贝叶斯三参数同步反演在实际资料的适用性增强。与平滑正则约束三参数反演相比,本文方法既能获取稳定的低频信息,同时也不会降低纵横波速度比反演结果的垂向分辨率。     

UNUSUAL RETROGRADE CONDENSATION AND ASPHALTENE PRECIPITATION IN A MODEL HEAVY OIL SYSTEM

A partial phase diagram for the system athabasca bitumen vacuum bottoms (ABVB) (24.6 wt% / 2 mole % ) + dodecane (73.8 wt. % / 47 mole % ) + hydrogen (1.6 wt % / 51 mole % ) was constructed in the temperature range 425 K to 725 K and the pressure range 2 MPa to 7 MPa using an X-ray view cell apparatus. This fluid system is shown to exhibit two phase L₁V and three phase L₁ L₂ V phase behaviour over parts of this P-T region. The shape of the low temperature boundary between the L₁V and L₁ L₂ V zones is characteristic of dilute asymmetric mixtures where a heavy liquid phase, L₂ appears then disappears within the light liquid phase L₁ on isothermal compression. Such phase behaviour is referred to as unusual retrograde condensation and is of both practical and theoretical interest. Transitions between the multiphase regions were found to be reversible at temperatures less than 660 K., in all cases. At higher temperatures irreversible “ asphaltene precipitation” arose within the L₂ phase “ Asphaltene precipitation” did not arise in the absence of the L₂ phase, i.e.: within the L₁ V region, even at temperatures in excess of 700 K. These data provide a strong link between “ asphaltene precipitation” and multiphase behaviour, and demonstrate a physical rather than kinetic basis for asphaltene precipitation at elevated temperatures