混合优化算法剩余静校正

本文通过充分消化和吸收国内外关于非线性最优化方法的研究成果 ,在对模拟退火和遗传算法剩余静校正进行大量模型试验分析、研究的基础上 ,提出了一种遗传退火混合的新算法 ,实现了模拟退火和遗传算法的绝大部分控制参数自动调整的思想 ,极大地提高了模拟退火和遗传算法的收敛能力和计算效率 ,能很好地解决低信噪比和大剩余静校正量问题     

静校正方法在黄土塬地区的联合应用

黄土塬地区静校正问题严重,一直是地震资料处理中的难题。针对黄土塬地区的近地表特征,基于地震资料分析,提出了联合应用多种静校正方法解决静校正问题的思路。首先应用模型初至反演静校正方法建立低、降速带结构,进行长波长静校正;然后利用折射初至交互迭代静校正方法求取中、短波长剩余静校正量;最后应用最大能量法、模拟退火法和遗传算法相结合的综合寻优方法,利用连续稳定强反射层的反射信息,求取短波长剩余静校正量。3种静校正方法的联合使用,有效地解决了黄土塬地区的静校正问题,剖面质量得到了较大改善,信噪比和振幅保真度均得到大幅度提高。     

模拟退火静校正技术在低信噪比地区的应用

地震资料常规处理中,在剩余静校正量较小的情况下,采用线性方法求解能够较好地解决静校正问 题。对于复杂地表结构地区,地震资料信噪比低,经常规静校正后仍然存在很大的剩余静校正量,传统的反 射波剩余静校正容易陷入局部极值,出现“周期跳跃”现象。快速模拟退火静校正技术能够解决大的剩余 静校正量问题,特别适用于表层构造复杂地区及低信噪比地区。     

混合优化自动剩余静校正方法研究

剩余静校正量计算本质上是一个非线性优化问题。针对单独运用遗传算法或模拟退火算法求解剩余静校正计算效率低、精度不高等缺点，本文提出了混合全局优化的自动剩余静校正方法，即利用两者的优点（遗传算法具有较强的把握搜索过程总体的能力，模拟退火法具有较强的局部搜索能力）开发的一种优化算法。文中对混合全局优化自动剩余静校正的处理流程和实现技术作了深入研究。从模型数据试算和我国西部某地区实际资料的处理结果可以看到，混合优化技术无论在运算速度还是在求解精度上都优于其他方法。     

非线性反演方法在剩余静校正中的应用

估算剩余静校正量本质上是一个非线性反演问题。当地震资料的剩余静校正量大、信噪比低时,利用线性反演方法不能有效地拾取静校正量。文中分别采用最大能量法和模拟退火法两种非线性的反演方法来估算炮点和检波点的剩余静校正量。这两种方法是将负叠加能量作为目标函数,静校正量作为模型参数。估算最佳的剩余静校正量需要确定多维目标函数的全局极小值。最大能量法的结果受初始静校正量的影响,它的解容易陷入目标函数的局部极小值。模拟退火法不受初值的影响,可以求得目标函数的全局极小值或其近似值。     

全局寻优分频静校正方法及在焉耆盆地复杂地区的应用

焉耆盆地复杂地区表层结构多样、岩性纵横向变化大、无稳定界面,导致静校正问题严重,地震资料成像精度不高,难以满足构造解释需要。综合利用最大能量法、模拟退火与遗传算法的各自优势,提出一种全局寻优分频静校正方法,分析了影响全局寻优分频静校正的关键参数,建立了全局寻优分频静校正处理流程。利用该方法较好地解决了复杂地区地震资料处理中存在的大剩余静校正量难以求取的技术难题。     

基于强事件约束的微地震剩余静校正量估算方法

针对低信噪比条件下微地震剩余静校正量估算困难的问题,研究了射孔事件数据道间的两两相关信息与强微地震事件同相轴光滑性约束条件相结合的微地震剩余静校正量估算方法。该方法不仅利用了射孔事件的任意两道相关信息,增加微地震剩余静校正量估算时的信息量;还利用了剩余静校正后强微地震事件同相轴的光滑性约束信息,实现提高低信噪比条件下剩余静校正量估算精度的目的。模型资料和实际资料的测试结果表明,该方法对低信噪比数据的剩余静校正估算具有适应性强、效果好的特点。     

共炮(检)点剩余静校正方法

本文针对低信噪比、剩余静校正量较大的地震资料,提出了分别计算炮点和检波点剩余静校正量的共地面点剩余静校正方法。该法基于经过动校正后的共炮点数据集和共检波点数据集分别求取检波点剩余静校正量和炮点剩余静校正量,并分别将共炮、检点道集动校正后的叠加道作为模型道与道集内各个道进行互相关,求出各个炮、检波点的剩余静校正量。理论和实际数据的测试表明,这种方法可以解决低信噪比、剩余静校正量较大地震资料的静校正问题。     

基于模型道的地表一致性剩余静校正方法

在针对精细构造解释和储层物性描术的地震资料目标处理中，剩余静校正处理是影响地震剖面信噪比和分辨率的关键技术，它的精度对精细构造解释和储层物性研究产生影响。在此给出了一种基于模型道的地震反射波三维剩余静校正方法，详细论述了模型道的构造方法，将剩余静校正问题作为广义线性反问题来求解炮点和检波点剩余静校正量。通过吐哈盆地的实际资料应用效果表明，这种方法能够很好地解决较复杂地区地震资料的剩余静校正问题。     

共炮检点叠加最大能量剩余静校正的应用研究

黄土塬地震资料具有低信噪比、静校正比较突出等问题。在应用静校正方法后记录的剩余静校正量依然较大,针对这个问题,提出了分别计算炮点和检波点剩余静校正量的共地面剩余静校正方法。实际数据的测试表明,这种方法可以解决低信噪比资料的较大剩余静校正问题。     

多时窗旅行时分解剩余静校正方法

在复杂地表区的资料处理中,求取准确的速度非常困难,速度误差带来的剩余正常时差不容忽视。为此本文将剩余正常时差转换为速度误差的函数,采用多时窗分别对旅行时进行分解,可以获取不同时窗内的炮点静校正量、检波点静校正量和速度误差值。在获得速度误差后,分别用到相对应的时窗数据中,完成剩余动校正,再将剩余静校正量用于此数据,完成多时窗旅行时分解剩余静校正处理。实际资料处理结果表明,该法是解决复杂区地震资料剩余静校正问题的有效方法。     

高密度地震资料剩余静校正

高密度地震资料具有高信噪比、高分辨率和高保真度的明显优势,也对静校正的精度提出了更高的要求。基于高密度地震资料波场信息丰富和初至波信息清晰的特点,本文提出了一套适合高密度地震资料且能够满足高精度处理要求的剩余静校正方法。通过依次应用多域迭代折射波剩余静校正、分频模型迭代剩余静校正和非地表一致性剩余静校正方法,有序地计算高密度资料的剩余静校正量,进一步解决中、短波长静校正问题。实际资料的应用表明,该方法能够有效地解决高密度地震资料的剩余静校正问题。     

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最大能量法的剩余静校正由于采用互相关函数计算时间延迟，在处理复杂近地表条件下得到的低信噪比或含有相关高斯噪声以及大剩余静校正量的地震资料时，往往得不到很好的效果。文章提出了采用地震信号的高阶（四阶）累积量估计子函数代替互相关函数来进行时间延迟估计，针对高阶统计量对高斯噪声的盲目性特点，对常规的最大能量法剩余静校正进行了一定的改进，得到了一种新的基于四阶累积量时间延迟估计的剩余静校正处理方法。该计算法可以通过FFT变换实现其快速算法，与互相关函数时间延迟估计算法计算速度相当。试验结果表明，该方法不仅可以很好地抑制地震资料剩余静校正处理中的相关高斯噪声的影响，而且还可以处理复杂近地表资料中相对较大的剩余静校正量。     

改进的郭涛算法在剩余静校正中的应用

在低信噪比地震资料处理中,剩余静校正是其中的关键处理环节。传统的剩余静校正方法容易陷入局部极值,难以实现全局寻优,从而造成叠加剖面成像效果不佳。为此,提出了一种高精度的非线性剩余静校正方法,该方法以互相关值最大为目标函数,采用了逐步缩小范围的郭涛算法进行剩余静校正量的全局寻优。通过理论模型和低信噪比资料的测试表明,该方法优于传统的剩余静校正方法,能够快速逼近全局最优解,并且能够有效改善低信噪比地震资料的成像效果。     

标志层控制的静校正方法在巨厚黄土塬地区的应用

处理巨厚黄土塬地区的地震资料时,常规静校正方法难以解决复杂的中、长波长静校正问题,给地震资料处理成果的构造形态和信噪比带来不利影响。为此,分析了常规静校正方法效果不佳的原因;开展了针对巨厚黄土塬地区的静校正处理方法的研究,提出了标志层控制的静校正方法。该方法包括基于标志层构造形态控制的高程静校正、基于初至波叠加的中波长静校正和基于标志层修正的剩余静校正3个递进式的步骤,依次用于消除长波长静校正量、中波长剩余静校正量和短波长剩余静校正量。探讨了上述递进式静校正方法的技术流程和关键环节;参照巨厚黄土塬地区地震勘探实际情况,正演模拟含水平层和不含水平层的二维数值模型数据;分别采用标志层控制的静校正方法、层析静校正等方法进行处理,结果表明标志层控制的静校正方法在一定程度上较好地解决了巨厚黄土塬地区中、长波长静校正不准确的问题。对鄂尔多斯盆地某巨厚黄土塬地区的实际地震资料分别采用标志层控制的静校正方法和层析静校正方法进行试处理,结果显示采用标志层控制的静校正方法得到的处理成果可靠性和品质明显更高,弥补了常规静校正处理技术的不足。     

基于泊松碟采样的小生境遗传算法剩余静校正

针对线性剩余静校正容易陷入局部解,导致复杂山地地震资料成像效果不佳的难题,本文提出一种基于泊松碟采样的小生境遗传算法剩余静校正方法。在常规遗传算法剩余静校正基础上,应用泊松碟采样对求解的静校正量实数编码,增加初始解空间的均匀度;采用多线程构建多种群小生境,种群内采用“精英+赌轮”选择、余下个体与精英两两交叉、小扰动变异策略进行遗传进化;种群间进行“联姻”操作,优选几个种群中适应度最大个体并与其他种群联姻,充分利用计算机多核并行运算功能以快速搜索到最优剩余静校正量。理论模型及实际资料应用结果均表明,该方法能增强同相轴的连续性,显著提高山前带低信噪比资料成像品质。     

初至波剩余静校正技术在南安集海地区的应用

准噶尔盆地南缘山前南安集海探区表层结构复杂,常规的基准面静校正技术难以有效解决严重的基准面静校正问题,导致基于相关的自动反射波剩余静校正方法受地震记录信噪比低和最大1/2波形周期静校正量的限制而不能很好地解决复杂近地表的剩余静校正问题。初至波剩余静校正方法由高信噪比初至时差统计求解炮检点的剩余静校正量,不需依赖表层模型、较高信噪比资料等,对校正量的大小也无限制,侧重补充基准面静校正量的中、高频分量。通过应用和进一步研究,明晰了模型曲线和差分两种初至波剩余静校正技术的应用假设前提及综合应用思路,并在南安集海探区获得了良好的应用效果。     

大剩余静校正量求解的多尺度反演方法研究

 文中针对大静校正量的剩余静校正问题,提出了基于模型道的剩余静校正方法。通过分析,找出了大静校正量使基于模型道的剩余静校正反演方法产生周波跳跃的原因,并指出在形成模型道的地震波频率上限与最大静校正量之积足够小的条件下,通过叠加形成的模型道是可靠的。据此建立了合理的基于模型道的多尺度剩余静校正方法,并进行了理论数据和实际资料的试算。试算结果表明,该方法可在一定程度上有效解决大静校正量的周波跳跃问题。该方法既具有非线性反演剩余静校正方法的计算效果,同时又具有线性反演方法的较高计算效率的特点。     

混合遗传算法和最陡斜坡自动剩余静校正

针对以往剩余静校正方法对大静校正量,低信噪比资料,不能准确提取静校正量的问题。提出了使用混合遗传算法和最陡斜坡法求取剩余静校正量的方法,遗传算法是模拟生物基因的遗传和变异有效地达到一种稳定的优化状态的繁殖和选择过程,并建立一种简单而有效的搜索方法。但是遗传法逼近最优值容易达到最优值较难,为此我们利用最陡斜坡法加速遗传算法的收敛速度。这种方法应用于实际资料上,取得了较好的效果。     

波形匹配转换波剩余静校正实用技术

基于纵横波共检波点叠加道相关的剩余静校正方法是利用纵波和转换波资料信息,解决转换波资料较大时移剩余静校正量的一种特殊处理方法。该方法在实际资料处理时,出现了纵横波速度比值求解不准确和资料呈现浅、中深层静校正量不一致的情况。详细分析了该方法出现以上情况的具体原因,针对该方法的工业化实施缺点,提出了改进措施;利用纵波构造控制解决转换波长波长剩余静校正量;采用常规剩余静校正进一步求解短波长剩余静校正量;应用长、短波长静校正量,再次进行速度分析和动校正,得到更精确的速度;进行动校正之后,采用基于纵横波CRP叠加道相关的剩余静校正方法和常规剩余静校正方法求解最终转换波检波点剩余静校正量。实际资料应用表明,改进措施后,结合文中工业化实施流程能够进一步提高方法在处理多波资料时的适应能力和静校正量的计算精度。