离散小波变换在可控震源地震勘探信号时延估计中的应用

在可控震源地震勘探信号处理中，为了提高反射信号时延估计的精度和压制噪声的能力，应当采用离散小波变换时频分布的二维相关算法代替传统的时域相关算法，利用发射信号和反射信号的时频分布相似性估计接收信号中各个反射信号分量的时间延迟。仿真实验证明，时频分布二维相关算法比传统的时域相关算法具有更强的压制噪声的能力，能很准确地进行时延估计。图1表1参10     

时频分析在可控震源地震资料处理中的应用

伴随着可控震源这种新技术在油气勘探中的应用变得越来越广泛,人们对可控震源方面的处理技术的研究也越来越深入,而可控震源的噪声去除已经成为其中的一个重要的的环节,对可控震源噪声特点的认识和研究变得迫在眉睫。本文利用傅里叶变换和S变换这两种不同的时频方法对可控震源叠前地震资料进行噪声评估分析,阐述了这两种方法各自的去噪原理,并将各方法对地震信号进行模拟和实际资料处理,在此基础上提出了一种三维时频分析方法,将可控震源地震数据进行三维化时频分析,即时间、道、频率以及属性,从而能从数据时频的整体看清噪声的分布特点,为下一步有针对性的选择噪声去除方法,提取有效信号打下基础。     

压缩小波变换地震谱分解方法应用研究

小波变换作为一种具有多分辨率特征的时频分析方法得到了广泛应用,但受不确定性原理影响,其时频分辨率有限。压缩小波变换(synchrosqueezing wavelet transform,SWT)通过对小波变换的复系数谱在尺度方向进行压缩重排,提高了小波变换的分辨率,同时保持了其完整的数学可逆性。合成信号和实际单道记录测试结果表明,压缩小波变换能够更准确地刻画信号的时频特征;实际地震资料时频分析应用试验中,基于压缩小波变换谱分解方法的目标储层油气检测结果与钻井结果吻合,对储层位置的刻画更加准确,低频异常的现象更加明显,能显著降低储层流体检测的多解性。     

小波变换域K L变换及其去噪效果分析

K—L变换利用相邻地震道的相关性来去除随机噪声，但对于倾斜和弯曲同相轴反射去噪效果不佳。采用改进的时变倾角扫描叠加K—L变换能够较好地去除随机噪声，但由于在时间域进行，没有考虑有效信号和随机噪声在频率域的特点，高频有效信号易受压制。小波变换具有较强的时频分析能力，在小波变换域进行K—L变换，可以实现分时分频K—L变换去噪。介绍了小波变换域K—L变换压制随机噪声的基本原理，即先将地震信号进行小波分解形成分时分频的小波包剖面，然后用K—L变换对小波包剖面进行去噪，再将去噪后的小波包剖面重构回地震剖面，从而达到消除随机噪声的目的。理论模型计算和实际资料处理表明，小波变换域K—L变换去噪方法在有效去除随机噪声的同时能够保护高频有效信号。     

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。     

利用纵向小波包变换和横向多项式拟合提高地震信号的信噪比和分辨率

根据地震剖面上不同的频段和时段有不同的信噪比，以及相邻地震道反射波有效成分（除去噪声的有用信号）在波形和能量上具有较强的相关性的特点，本文提出了应用小波包变换和多项式拟合理论消除噪声和提高信号分辨率的方法。该方法的内容是：先将每道地震记录进行小波包分解，形成地震记录分时分频小波包剖面；然后利用共深度点反射波相关的性质用多项式拟合进行信噪分离；再将各个小波包剖面重构为经去噪后的地震剖面。理论记录计算和实际地震剖面的处理结果表明：利用纵向地震道的小波包分解和横向多项式拟合的分时分频处理方法，能够有效地提高剖面的信噪比和分辨率。     

基于三元伪随机编码的可控震源信号设计方法

 常规的可控震源线性扫描信号的地震响应存在着相关信号旁瓣大、分辨率低的缺点,用二元伪随机编码信号作为可控震源的扫描信号,在地震响应剖面中存在严重的相干噪声,降低了地震记录的信噪比。本文利用具有理想相关特性的三元伪随机序列进行可控震源信号编码设计,并经三元伪随机编码扫描地震响应的数值模拟表明,利用具有理想相关特性的三元伪随机序列进行可控震源信号编码设计,使地震响应剖面中的相干噪声较二元编码结果显著地减弱,从而使得地震响应剖面的信噪比得到明显提高。     

地震分界面频率属性分析

分界面的频率属性分析是一项新的地震界面属性拾取和解释方法。与时间域反射波成像、地震振幅研究相比,地震信号频率域的研究较弱。本文系统分析了脉冲信号的各类频率意义,指出瞬时频率属性不能提供在到达时间位置上的准确的简谐成分频率信息;引用傅立叶积分的概念解释了时频分析方法原理,介绍了(俄罗斯)穆申教授的时频分析算法;给出了时频分析剖面、分频剖面、层位切片解释模型以及时频分析数据体的时间剖面显示方式(多频合成时间剖面、多频信息RGB三原色合成时间剖面);发展了三维地震数据体的层位地震数据时频分析技术。文后对三维数据体频率属性结果的应用给出了一些提示。     

三种线性时频分析方法的影响因素及精度分析

短时傅里叶变换（STFT）、连续小波变换（CWT）以及最近兴起的S-变换（ST）作为常用的线性时频分析方法已经广泛应用于地震资料的分析和处理。无论是STFT、CWT还是ST,其时频分辨率是考虑最多的因素,而它们的时频精度却很少引起重视。研究从STFT、CWT和ST的定义出发,通过分析各种影响因素,对其时频分辨率和时频精度进行了详细讨论,以利于其在地震资料处理中的正确应用。在此基础上,通过对具有不同平稳性质的信号进行时频分析对比,对STFT、CWT以及ST的适用条件进行了评价。     

利用小波参数检测砂体分布

由于砂体储层对地震反射信号产生时间和频率的影响，而小波变换正好能反映信号的时间及频率成分，所以本文利用小波变换分析了地震记录的时频特征。鉴于小波变换对信号具有局部分析能力，并能提供多尺度的小波系数，因而小波变换能更精细地用于储层预测。通过理论模型试验进一步论述了小波系数可以作为信号时频特征的量度，提出了将地震信号的小波参数作为一类新的地震属性即小波属性。在实践中可得到目的层小波属性图，了解目的层反射特征的横向变化，检测储层分布。本文认为，小波属性可以像其他地震属性参数一样，用于多属性分析。     

应用同步挤压小波变换去除面波

同步挤压小波变换(SWT)是一种新的连续可逆时频分析方法,具有较高的时间和频率分辨率,利用该变换可去除地震资料中的面波。将时间域地震记录变换到时频域,在时频域准确识别面波区域并切除,再将切除面波后时频域信号反变换到时间域,就得到去除了面波的地震记录。理论模型合成数据和实测资料的处理结果表明:该变换可以有效去除面波而不损失有效反射波,且效果优于连续小波变换、S变换和f-k滤波等方法。     

一种改善相关子波特性的扫描信号

参考扫描信号与检波器所接收到的地层反射信号进行相关处理后得到的相关子波是构成震源相关地震记录的基本波形.因此,相关子波特性直接影响到可控震源地震记录的面貌与品质.品质优良的扫描信号可以有效地提高地震记录品质和施工效率.实验室分析表明,对数分段扫描信号的相关子波有着极小的相关边叶.为了对这种扫描信号的地震勘探效果进行验证,我们对对数分段扫描信号和普通线性扫描信号进行了地震勘探采集数据对比试验.试验结果表明,采用对数分段扫描信号的地震记录信噪比得到了明显改善.     

用S变换做精细时变滤波

在地震记录中如何精确地去除干扰波而又不损失有效信号，目前是地震勘探行业内广泛研究的问题，各种新型算法被应用于这个领域，这些算法各有优劣。S变换是一种新出现的数学变换方法，已被广泛应用于各种信号的时频分析，但还未用于去除地震记录中的噪音方面。文章对S变换的应用作了推广，给出了用S变换定点清除地震记录中噪音的方法。针对地震资料的特点提出了应用S变换消除干扰的具体计算方法。首先将地震资料用S变换方法变换到时间-频率域；然后利用地震信号与噪音在时间-频率域的差异，精确滤除信号中所含噪音；最后将去噪后的地震数据利用S反变换变换到时间域，以获得所需要的有效信号。大量的理论模型计算表明，S变换确为一种定点去除不同时段、不同频率噪音的有效方法，几个地区的实际地震资料试算也表明了该方法的有效性。     

时频域变分模态分解地震资料去噪方法

强噪声干扰、信噪比过低是造成深层地震资料成像不佳的主要因素。为此,提出在时频域内将变分模态分解算法应用于分频地震资料的噪声压制处理的新思路。首先,通过希尔伯特-黄变换（HHT）构建地震数据的解析信号,将地震数据转换到时频域,在时频域进行分频变分模态分解;随后,分析有效信号与噪声在时频切片上的能量分布,在此基础上优选出有效信号模态分量重构时频切片;最后反变换回时空域,达到噪声压制的目的。应用模型数据分析了关键参数对去噪效果的影响;实际资料的应用结果表明该算法可有效压制较强的随机背景噪声,同时对陡倾角的线性干扰也有明显的压制作用。     

基于小波分析的蚂蚁追踪技术

三参数小波是近年来新发展的小波分析方法,文中介绍了该小波分析的基本原理。模型一的研究展示了每个参数的影响,并总结出处理地震资料常用的参数组合;模型二的研究展示了利用小波域分频处理提高地震资料分辨率的原理;模型三的时频分析,对比了三参数小波变化、Morlet连续小波变化、S变换的时?鄄频聚焦性。研究表明,三参数小波灵活性高,在时?鄄频域有比较理想的局部化性质。相对于传统相干检测技术,蚂蚁算法对断裂等非连续性边界的刻画效果更佳。文中将蚂蚁追踪技术与三参数小波分析结合,形成了基于小波分析的蚂蚁追踪技术流程及方法,可获取多种尺度级别的地震边缘信息,更深入有效地帮助解释多序级别断裂及多尺度岩性体边界。实际应用表明,该技术对断裂系统的刻画与解释方面有良好的效果。     

小波包变换叠前地震信号研究

叠前地震资料是多种波的复合体，为了提取有效波，必需消除主要的干扰波，如面波，高频随机干扰波，一般的去噪方法有；一维滤波，滤波，变换，f-x预测等，但它们都侧重于考虑某一方面的单一特性或某种条件假设，这些方法具有一定的局限性，小波包变换是一种时频分析的方法，它对地震资料进行时频精细划分优于小波变换，与传统的Fourier变换相比，它能刻画出具有相同频率的有效波与干扰波在时间-空间域的分布，经过小波包对叠前资料分解，可分离出面波，高频随机干扰等，然后再经过波波包重构，可有效地剔除干扰，且对有效波的伤害较少，经实际资料验证，小波包变换，确实是一个十分有效的去噪方法。     

基于二次小波变换的地震信号去噪方法

本文在Donoho的小波域阚值去噪处理方法基础上，提出一种基于二次小波变换的地震信号去噪方法，该法是对地震信号进行多尺度小波变换，然后对主要由噪声控制的尺度1上的小波系数再进行第二次多尺度小波变换，并将二次小波变换后的尺度1上的小波系数置零，将其余尺度上的小波系数重构，最后对处理后地震剖面进行小波域阈值去噪处理。通过理论模型和实际资料的处理结果表明，本文所述方法能有效地改善地震剖面处理效果，提高地震资料的信噪比。     

小波变换与F—K算法在滤波中的应用

陆地地震勘探资料通常含有不同类型的噪声。有效地消除这些噪声，提高分辨率是地震数据处理的主要内容之一。作为一种时频分解方法，小波变换是一种有效的时变滤波工具。本文这了小波变换的有关理论，阐述了它的滤波原理，并借助于Ｆ－Ｋ滤波方法，将小波变换成功地应用于地震信号的滤波之中。具体方法是：将一维信号变换到二维Ｆ－Ｔ平面上，通过改变不同的尺度因子，把信号的不同频率分量刻画出发，再通过改变位移参数来描述信号的