相干技术的参数选取及其效果分析

相干技术是对地震道间的波形相似性进行分析，它采用水平或平面图的方式显示具不连续性特征的断层和地层边界。本文从相干技术原理出发，重点讨论其参数选取和技术特征。相干数据处理中的两个主要参数是相干道数和相干时窗，作地层边界处理时，分别选用3道、50ms；作断层特征处理时，选用9道、50ms。将相干分析技术与常规时间振幅切片、瞬时相位切片、边界检测等技术相比，发现前者在解释断层、地层边界等方面有独到之处。     

基于非线性变时窗相干算法的不连续性检测方法

为了提高相干体技术刻画地震数据体中地层细微不连续性特征的精度,提出了一种基于非线性变时窗的相干算法。与基于本征结构的相干体技术C3相比,该方法包括三项关键技术:1利用时频分析方法计算的瞬时中心频率自适应地确定相干体属性的时窗长度;2应用Kendall秩相关分析代替Pearson相关分析构建用于计算相干属性的正定矩阵;3采用信息散度作为分析点相干度量。实际资料应用结果表明:此法计算的相干体属性不仅压制了沿同相轴分布的低相干条带假同相轴,取得了较好的地层细微不连续性检测效果,而且计算效率得到显著的提高。     

自适应时窗相干体计算技术及其应用

相干体技术是预测断层形态、河道砂体分布及碳酸盐岩裂缝发育状况等的重要技术之-。但在计算相干体时以计算点为中心选取固定长度时窗很难兼顾浅层和深层,即在分析浅层时出现跨多个同相轴,在分析深层(低频带)时因时窗长度不够,在同相轴零点附近相干值易受随机噪声影响;另外,即使时窗大小合适,但在波组起跳点和终止点附近易受邻近波组影响,也难以准确求取同相轴倾角、方位角和相干值等属性;此外,相干体还有较多沿层特征。本文通过地震数据波形自适应地确定时窗,由该时窗计算相干值作为时窗内各样点的相干值;在此基础上,通过计算各视倾角对的相干值估算波形的倾角和方位角。实际资料的处理效果表明,应用本文方法求取的相干体、倾角和方位角属性较为可靠。     

相干体技术在情北地区断层解析中的应用

三维相干数据体技术是利用三维数据体中相邻地震道之间地震信号的相似性来判断断层和地层岩性的横向非均匀性,以此确定断层走向和平面展布形态,还可以确定特殊地质体的边界。该技术应用到长岭凹陷情北地区的构造精细解析中,通过精细选择相干道数、空间组合方式和相干时窗以及各参数的组合,优选最佳参数计算合理的相干数据体。为该区快速、准确、合理地组合断层,落实构造面貌起到了非常关键的作用。     

山区复杂构造低信噪比地震资料的修饰性处理

叠前去噪后，初叠剖面上还有随机、相干噪声，以及处理中产生的噪声，因此需要做叠后去噪，即修饰性处理。常用方法有相干加强，模式化加强，随机噪声衰减和去规则干扰，其原理是基于多道相干去噪。去噪具两重性，可提高信噪比，但会造成波形和构造形态失真。针对山区复杂构造低信噪比资料，提出了做好修饰性处理的思路和方法：①了解复杂构造顶部、翼部和地层变化的反射特征；②熟悉去噪方法的性能，及其参数对剖面特征的影响；③用压制干扰波来提高信噪比，有利于有效波的保真，采用f—x域滤波与f—k滤波相结合的方法，可降低对弯曲同相轴的影响程度；④解释与处理相结合，有利于压制规则干扰波和突出有效波。     

改进的统计滤波方法在地震数据处理中的应用及局限性

地震数据噪声压制技术有着广泛的应用需求。地震数据可以抽象地看成是由时距关系确定的地震同相轴与某种统计规律确定的随机噪声构成。以加权叠加为基础的经典统计滤波会影响地震数据中的同相轴信息，滤波效果不理想，所以需要依据地震数据的特征改进统计滤波器。统计滤波需跟踪地震同相轴，自适应地设计与区域地质特征相匹配的扁平窗函数。为此，提出一种沿同相轴方向的各向异性滤波器，在不同区域自适应地沿同相轴方向滤波，从而设计出适应地震数据变化规律的滤波器。合成数据和实际数据验证了该方法可以有效提高信噪比，并保持地震数据中同相轴的有效信息。根据信噪比、残差、误差曲线的定性和定量结果分析说明了统计滤波器应用的局限性。     

基于体属性的地震相干技术

常用的地震属性大多是依靠单道滤波来实现。体属性是利用邻域分析及多道滤波等手段从地震数据体中计算出每个子体的属性。通过基于体属性的地震相干计算,可获得许多有关断层、微裂缝、岩性和岩相变化等储层重要特征参数。将相干数据、地层倾角和方位角进行叠合显示,能够更加清晰地描述地质体产状的细微变化,从而为地质学家研究构造的变形(褶皱、裂缝)及岩性变化等提供强有力的技术手段。实际地震资料的处理表明,此法用于检测微小断层、裂缝、岩性变化有着良好的应用前景。     

复值相干模量蚂蚁体技术

蚂蚁体算法是通过模拟自然界蚂蚁的觅食行为而总结出的一种正反馈仿生学算法机制。蚂蚁体技术已经广泛应用于断层预测,实现断层裂缝的自动追踪。文中回顾了蚂蚁体技术的发展历程,研究了影响蚂蚁体追踪质量的6个参数。传统的蚂蚁体技术基于地震方差体,信噪比和分辨率相对较低,文中提出了基于多道局部复值相干的蚂蚁体预测断层技术。该方法将复值相关算法和蚂蚁体算法结合起来追踪断层,得到复值相干模量蚂蚁体。实际应用表明,该方法既克服了多道局部复值相干边缘检测技术受地层边界影响大、对多组断层预测困难的缺点,又克服了传统蚂蚁追踪方法对断层预测不全面、干扰信息多的缺点。同时,人工解释结果验证了该方法具有较高的准确度和可靠性。     

边缘保真去噪在地震相干体计算中的应用

地震相干体技术可以有效地揭示地层的横向变化,如断层、复杂构造等。但当原始地震数据体信噪比较低时．相干体则受噪音影响,其分辨能力较差。为提高其分辨率,将边缘保真去噪方法应用于地震相干体的计算中,即在计算相干体之前,先对原始数据体进行边缘保真去噪处理。结果表明,该方法可有效提高相干体对断层和复杂构造的分辨能力。     

用基于相似的相干算法计算三维地震属性

地震相关性是用来计算由构造、地层、岩性、孔隙的变化及油气层等因素引起的地震响应横向变化的一种方法。它不象晕渲地形图,必须通过层位拾取才能得到断层和河道的3D可视化。地震相关性是用原始的地震资料进行计算,因而不存在由解释者或层位自动拾取程序产生的偏差。 我们介绍一种稳健、多道、基于相似的相干算法。它可以分析那些质量比用三道互相关算法处理的资料更差的地震资料。这种基于相似的第二代相干算法的垂向分辨率优于原始的零平均互相干算法,从而减少上覆和下覆地层特征的混合。我们一般用尽量小的时窗分析地层特征,时窗大小受输入的地震资料中有意义的最高频率的严重影响。在这种限制下,你可以用我们新的基于相似的相干算法,来处理用传统的方法沿着地震层位的波峰或波谷拾取的“一个采样点厚度”的地震数据体,该数据体的振幅远远高于周围的地震噪声。相反,较长的分析时窗,对于分析近垂直的构造特征,如断层,能得到较好的效果。这个时窗长度应与地震资料的最低频率有关。 该算法除了计算整个数据体的倾角/方位角以外,还能计算传统的复数道属性(包括振幅包络、相位、频率和带宽)。这些属性是用相关分析窗口中地震资料沿着反射层倾角倾斜叠加的结果提取的。这些更稳健的复数道属性可以与相干性     

基于时空变中值滤波的随机噪声压制方法

针对一维中值滤波的滤波方向与滤波窗长单一的缺陷,一方面根据反射信号沿同相轴方向的相干特征,分别对每个采样点设置合适的滤波方向;另一方面根据地震数据的相干程度,分别对每个采样点设置合适的滤波窗长,从而得到具有时空变特性的改进中值滤波方法。理论模型与实际数据的处理效果均表明,无论是对于理论模型合成的单炮记录还是波场复杂的实际地震资料,本文方法均能在有效地压制随机噪声的同时,较好地保护有效信号。     

罗家地区断裂系统精细刻画技术

由于地震资料信噪比较低,如今的断层解释方法易于识别规模较大的断层,但对一些比较隐蔽、延伸不长、断距较小的断层则难于识别,因此对于微幅断裂系统的识别难度极大。文中介绍了断层图像增强技术的方法原理及改进的第三代相干技术。基于第三代相干技术的断裂系统精细刻画技术主要包括断层图像增强技术和相干体技术两部分。通过断层图像增强技术可以增强地震数据中的断层信息,同时提高数据的信噪比;通过地震相干体技术可以得到分辨率高、连续性好的三维相干体。本文选择罗家地区进行断层精细刻画技术的应用,取得了较好的效果。     

基于迭代启发网络算法的非平稳随机噪声压制

常规滤波方法常常放大了噪声的影响,同时噪声的存在也限制了分辨率的提升,并“平滑”了地震数据中的不连续信息。为此,提出了基于迭代启发网络（ⅡN）算法的非平稳随机噪声压制方法,利用迭代启发网络压制非平稳随机噪声,网络结构简单、紧凑。ⅡN由交替方向乘子算法的迭代过程推导而来,利用L₁范数优化变分模型。在训练阶段,通过增加一个新的辅助变量,将目标函数的极值转化为增广拉格朗日格式,使用L-BFGS（Large-Broyden Fletcher Goldforb Shanno）算法判别、训练所有网络参数,最终得到最优去噪模型。理论模型及实际资料的去噪结果表明：①由训练得到的去噪模型根据有效信号的特征,在去噪的同时可保留同相轴的形状特征;采用的迭代网络简单、紧凑,加快了网络的收敛速度,能够用相对较小的数据集和较短的训练时间快速训练去噪模型,达到预期的去噪效果。②所提方法具有较强的适应性,有效地压制了常规地震数据中的非平稳随机噪声。     

局部频率域SVD压制随机噪声方法

常规SVD技术去除随机噪声是在时间域进行的,对水平同相轴有较好的去噪效果;但对同相轴是倾斜或弯曲的情况,则要进行局部倾角扫描校正,从而限制了其在实际中的应用。为此,本文研究了局部频率域SVD压制随机噪声方法,有效克服了时间域局限性。首先对时空域滑动窗口内地震数据进行傅氏变换,并对每个频率切片构建Hankel矩阵,再对Hankel矩阵进行SVD滤波(降秩重构),最后反变换到时间域,得到去除随机噪声的结果。通过构建块Hankel矩阵,将该方法扩展到三维地震数据体的噪声压制处理中。模型及实际资料处理结果对比表明,该方法在有效压制随机噪声的同时,能够较好地保留有效信号,优于常规频域预测滤波结果。     

地震地层体及其分析方法

地震地层体是指一种利用地震反射波所蕴含的地层反射界面特征和地层沉积特征,从地震数据中提取的一系列地震层位所组成的特殊三维数据体,是前人所提出的“相对地质年代体”和“层位体”概念的一种扩展。利用地震地层体可确定地层界面的形态及某些层状或近层状地质体的外部轮廓,并可根据不同地层界面之间的接触关系对地质构造和沉积环境进行分析。本文首先介绍地震地层体概念,然后详细描述了地震地层体分析方法及流程,最后以理论模型和实例说明这套方法具有的特点及能生成高精度地震地层体的良好应用效果。基于倾角传播技术的地震地层体分析方法能在地层倾角扫描的基础上获得高精度地震地层体,为真三维构造解释模式提供了一种实现途径。与前人所提出的层位体方法相比,本文提出的地震地层体分析具有三个特点： 1利用基于最小方差法多方位倾角估算技术可获得高精度地层倾角信息;2应用倾角传播技术可提高层位追踪的准确性;3在复杂断裂区利用控制层位对追踪层位进行校正。     

基于多窗口相干性的倾角导向主分量滤波

为了在压制地震数据噪声的同时保持反射结构边缘信息和有效频率成分,研制了基于多窗口相干性的倾角导向主分量滤波方法,该法结合边缘保持滤波,可实现多窗口边界保持和主分量滤波。将此法用于多道地震记录提取有效信号的特征值重构信号,可以提高地震记录的信噪比。利用多窗口相干性扫描和二次曲线/面拟合计算二维/三维地层的精确视倾角,以相干值最大时的倾角导向窗口内的地震道数据作为主分量滤波的输入,实现输入主分量滤波器的子体数据的自动选择。实际资料的应用和分析表明,基于多窗口相干性的倾角导向主分量滤波方法在增强同相轴连续性的同时,也加强了有用的不连续性信息（如断层）,避免了由于滤波作用而引起的地震图像边缘模糊,可清晰地刻画地层的几何形态和展布特征,且能够较好地保持原始地震数据体的有效频率成分和地震纵向分辨率。     

用K-L变换提高多道地震记录的信噪比

根据多道地震记录中各种波在能量上的差异,可利用 Karhunen-Loeve变换解释这些波的变化原因,最佳地提取多道输入数据的相干信号,最大限度地消除记录中的随机噪音和相干噪声。文中简要地阐述了 K-L 变换的数学内容和 K-L 变换的滤波功能,以及 K-L 变换的重建方法,并用合成记录和实际地震资料进行了验证。结果表明 K-L 变换对于消除随机噪音和相干噪声是一种行之有效的方法。