起伏地表稳相黏弹叠前时间偏移方法及应用

由于大地黏弹介质的吸收作用,地震波在地层中传播时会产生子波相位畸变、高频成分衰减等现象,不能满足薄砂体、小断裂、不整合面等地质现象刻画对地震资料振幅保真和高分辨率的要求.起伏地表稳相黏弹性叠前时间偏移方法是基于浮动基准面假设,通过引入等效Q值实现沿地震波的传播路径补偿吸收衰减的目标,提出了起伏地表倾角道集的计算方法,并...     

VTI介质角度域Kirchhoff叠前时间偏移方法

为了支持VTI介质下的振幅随偏移距/入射角变化(AVO/AVA)技术,提出一种基于射线追踪的VTI介质角度域Kirchhoff叠前时间偏移方法。从VTI介质反射波时距关系出发,通过稳健的射线追踪算法建立反射走时和界面上入射角的数值表,进而估算射线路径对应的双程走时及入射角,利用脉冲响应叠加方法实现叠前时间偏移,得到构造图像和角度域共成像点道集。由于在振幅加权因子求取时考虑射线弯曲效应的影响,因此成像保幅性更好。所提方法获得的角度域共成像点道集同相轴平直,且有效入射角度范围更宽,有利于后续的AVO/AVA或反演处理。理论模型合成数据和实际地震资料测试结果展示了方法的优越性与实用性。     

虚谱法无反射速度-应力方程地震数值模拟

基于单程波波场廷拓算子的零偏移距地震数值模拟方法难以适应复杂地质条件下地震波速度的空间剧烈变化,且其最大成像角度有不同程度的限制.本文依据地震反射的形成机理,重置模型空问的密度分布,使得模型空间内纵波阻抗为常量以压制层间多次波;采用虚谱法可得到高精度的地震波场空间导数,因此可有效抑制空间数值频散,同时提高了数值模拟的垂向分辨率.数值模拟结果表明,得到的零偏移距地震记录绕射波场完整,偏移归位效果优于频率-波数域或频率-空间域的单程波模拟结果.无反射一阶应力-速度方程零偏移距数值模拟可有效压制多次反射波,在较大网格间距时,虚谱法仍可有效抑制数值频散.     

双相介质理论检测页岩裂缝及其油气

尝试用双相介质BISQ理论,在叠后地震数据上计算以频率为自变量的瞬时频散谱和瞬时吸收谱,用瞬时谱的频散和衰减信息检测页岩裂缝及油气。用迭代优化方法设计频宽为2Hz的25个分频算子,用分频算子对地震数据分频,用复数道分析技术对所有分频道进行"三瞬"计算,集合成瞬时振幅谱、瞬时频率谱、瞬时相位谱,用这3个瞬时谱计算瞬时频散谱和瞬时吸收谱。计算结果表明:在瞬时吸收谱的低频段可见到强吸收被弱吸收封闭的异常特征,在瞬时频散谱上伴有频散突变异常特征,两种异常共同构成检测页岩裂缝及油气的标志。用瞬时频散谱和瞬时吸收谱的衰减和频散的异常特征对8口已知井页岩储层的检测结果与钻井吻合。基于双相介质BISQ理论的瞬时频散谱和瞬时吸收谱可预测油气分布范围,提供钻探目标。     

基于球面波的地震记录合成方法及AVO分析

在子波具有Rayleigh形式假设基础上,利用Laplace变换对基于球面波理论的地震AVO(振幅随偏移距变化)方程进行积分变换,通过半解析的方法,使得计算球面波反射系数得到有效简化,并对球面扩散、近场影响补偿及权函数进行分析,最后进行理论模型的计算与分析.结果表明,球面波反射系数不仅与入射角度有关,还受地震子波频率和储层埋藏深度影响.在临界角附近,基于球面波理论反射系数计算结果较基于平面波理论更为合理.     

基于双平方根算子的保幅角度域成像

建立基于双平方根算子的保幅叠前深度偏移与地下人射角度的关系,应用单程波双平方根方程的保幅波动方程叠前深度偏移输出角度域共成像点道集及相应的成像结果,为后续的偏移速度分析和振幅分析提供可靠的数据.取代相对耗时的倾斜叠加法,应用基于精确投影的快速插值映射法抽取保幅角度域共成像道集.结果表明:基于双平方根求取偏移距域道集比基于单平方根方程更为方便直观,也更适合于角度域成像;保幅角度域偏移采用的成像条件不仅可以有效地补偿振幅和改善成像结果,而且克服传统炮域单程波保幅偏移中反褶积型成像条件的不稳定性.理论模型数据和实际资料试算结果进一步证明了所提角度域保幅偏移理论和算法的正确性和有效性.     

基于反射率法正演模拟的含气储层反射系数频变规律研究

振幅随偏移距/入射角的变化(AVO/AVA)技术已在油气勘探中广泛应用,其随频率的变化特征对岩性研究、储层预测和油气检测具有重要的指示作用。频变特征不仅与含气储层自身吸收衰减产生的速度频散有关,还与地震波在储层顶底之间发生的多次反射有关。本研究基于反射率法建立层状介质的频变反射系数递推公式,利用Chapman模型引入频散速度,提出一种充分考虑含气储层本身吸收衰减与层状结构的AVO精细模拟方法。并在此基础上深入分析了含气储层的厚度、含气饱和度、孔隙度及渗透率与频变反射系数之间的关系,为采用频变规律开展含气储层识别提供了依据。     

基于混合优化算法的地震数据匹配追踪分解

以5个参数(幅度、频率、相位移、尺度因子、时移)控制的Morlet小波作为匹配子波原子,在确定控制参数的过程中,提出应用具有全局优化能力的粒子群优化算法与具有局部优化能力的BFGS算法的混合优化算法,能够使得匹配追踪算法不再依赖于复数道分析确定子波原子的振幅、频率和相位的初值.控制子波时间延续长度的尺度因子是一个重要的参数.匹配追踪分解后,消除较小和较大的尺度因子和分解终止时的剩余信号能够有效地压制地震数据噪声.利用局部函数解析表达式和残差信号能量进行有效地控制算法的迭代次数可以提高计算效率.数值试验和实际资料的应用均表明:利用本文方法能够压制地震数据噪声,对地震信号快速地、精确地进行时频谱分析,为烃类检测和储层描述提供有效的手段.     

地震子波外推方法研究

根据离散反演理论,综合测井和地震资料,充分考虑了地震子波的振幅特点和相位特点,给出了精确计算井旁地震子波的方法.在此基础上,针对测井与地震资料及地层的地质特点,提出了3种无井地震道处地震子波的外推方法,即反距离内插法、相位内插法和虚拟井法.其中反距离内插法是直接按照距离内插井旁子波;相位内插法则只内插井旁子波的相位,无井地震道处的振幅谱通过邻近的地震资料求出;虚拟井法是通过地震层序分析方法,由小波时频分析求出无井地震道处的虚拟反射系数后,进而得到无井地震道处的地震子波.介绍了各种方法的实现步骤,并给出了应用实例.结果表明,尽管各种方法计算的子波不同,但子波的变化是连续的.     

基于地震叠前大角度道集的调谐压制提高分辨率的方法

地震叠前成像的叠加数据受大角度道集干涉调谐作用影响,子波特征模糊、分辨率降低。对此,利用正演模拟首先明确大角度数据干涉的形成机理,即随着入射角的增大,地层时间厚度减小,导致数据发生干涉调谐效应。在此基础上,进一步分析地层顶底干涉的陷频周期条件、正演模拟陷频和假陷频特征,明确了提高分辨率应在资料的原始频带内实施。依据叠前共成像道集的同源性理论,通过构建叠前大角度数据与小角度数据的匹配关系,求解匹配因子用以压制大角度数据的调谐效应,从而提高地震叠前成像的叠加数据的分辨率。在胜利油田CD地区的实际应用表明,该方法能有效提高大角度数据的分辨率,处理的成像道集叠加后分辨率得到了明显提高。     

一种地震子波峰值频率的估计方法

针对常规方法估计地震子波峰值频率的精度不高的问题，提出了一种估计地震子波峰值频率的特征结构（ES）法．该方法先对地震子波的自相关矩阵进行特征分解，再用最大特征值对应的特征向量逼近其峰值频率成分子空间，同时用其余特征向量逼近非峰值频率成分子空间，然后计算不同频率的正弦谐波在峰值频率成分子空间与非峰值频率成分子空间的投影系数之比，最后搜索最大比值对应的谐波频率即为检测到的地震子波峰值频率．与常规方法相比，ES法能更精确地检测地震子波的峰值频率．采用合成的零偏垂直地震剖面资料进行了仿真实验，结果表明，与快速傅里叶变换和Burg最大熵相比较，ES法检测到的品质因子精度高，方差约减少了43％，同时估计的峰值频率也更精确．     

非零炮检距菲涅耳带研究

菲涅耳带是衡量地震横向分辨率的一个重要参数。对水平界面和倾斜界面两种情况下的非零炮检距菲涅耳带方程进行了理论推导,给出了相应的数值算例,指出了菲涅耳带在非零炮检距情况下表现为椭圆的性质,并对非零炮检距情况下地震绕射波能量的主要分布范围做了定量阐述。研究结果表明,炮检距是影响菲涅耳带椭圆大小和形状的主要因素,炮检距越大,椭圆面积越大,离心率也越大。界面倾角对椭圆大小和形状的影响相对微小可以忽略不计,但界面倾角却是影响椭圆中心位置偏离反射点程度的主要因素,倾角越大,椭圆中心在反射点下倾方向上偏离得越远。这一结论对于指导野外观测系统的设计和资料处理参数的选择都有积极的指导意义,同时也是对常规意义下菲涅耳带概念的扩充。     

基于局部性质的改进正交匹配追踪算法

正交匹配追踪算法是一种重要的压缩感知重构算法,针对正交匹配追踪算法中当前信号的最优估计,每一个采样点都有它的局部性质,且相邻采样点之间必然相互影响.本文基于局部性质,对正交匹配追踪算法进行改进,提高了对稀疏参数的估计精度,实现了信号的重构,实验证明了该方法的有效性.     

自适应结构方向复扩散压制沙漠地震随机噪声

非线性复扩散( NCD: Nonlinear Complex Diffusion) 能针对不同结构特征调节扩散强度,有效压制地震勘探随机噪声。但沙漠地震勘探数据结构复杂,NCD 方法不能有效估计出同相轴方向,会导致同相轴衰减。为此,基于同相轴结构特征提出自适应结构方向复扩散( ASOCD: Adaptive Structure-Oriented Complex Diffusion)滤波算法,该算法沿同相轴方向定向复扩散,在压制随机噪声同时增强有效信号。此外,该算法利用地震勘探数据的区域特性自适应调节扩散阈值,在信号区域减小扩散阈值以更好地恢复地震勘探信号。合成和实际沙漠地震数据结果验证了所提方法的有效性,与NCD 方法相比,滤波后信噪比提高了6 dB 左右。     

Rn上的基于Checkerboard格点的不可分双正交小波

研究了一类基于Checkerboard格点的不可分双正交小波,并证明了其尺度函数逼近阶与光滑性的上界.在此基础上提出了此类小波的构造算法.理论分析表明,使用该算法构造的小波具有很好的对称性、光滑性以及对多维信号采样的视觉优势.此外该算法能够构造具有任意给定消失矩的小波,并且其小波滤波器具有有理系数,这在多维信号处理中具有重要意义.实例分析也验证了构造算法的有效性和上述结论.     

一种引入吸收衰减的压缩感知薄储层识别方法

常规基于压缩感知稀疏反演方法是基于频域平稳地震褶积模型进行的,而实际地下介质是粘弹性的,这使得该方法的反演反射系数振幅缺失、位置偏移。针对该问题,本文通过引入时频衰减因子,构建改进的感知矩阵,将稀疏反演从常规的频率域拓展至衰减频率域。反演结果在一定程度上可恢复缺失的振幅,增强弱信号的识别能力。由于噪声影响,以上处理结果中仍存在噪声干扰,故在衰减频率域稀疏反演的基础上,引入平滑的高斯函数,对反演目标函数进一步优化,以有效压制残存的噪声干扰;之后将反演结果与褶积宽频子波可生成高分辨率地震剖面,由此形成了一种引入吸收衰减的压缩感知薄储层识别方法。薄层理论模型及含有河道砂储层的实际地震资料的处理结果表明,本文方法较常规方法,有效地增强了薄层弱信号的振幅及横向连续性,可在保证信噪比的情况下,提高地震资料的分辨率及薄储层的识别能力。     

基于计盒维数和多小波的静脉图像特征提取

为提高静脉识别过程中的特征匹配速度,提出了一种基于计盒维数全局特征和多小波的局部特征提取方法.该方法首先采用基于计盒维数法的特征提取技术来提取静脉纹理粗糙度特征作为全局特征,然后通过多小波分解来提取静脉图像的局部特征,分别提出了一维系数编码和多尺度量化编码的方法来描述静脉局部特征.对已有静脉图像的实验表明,提出的特征提取方法有效,并使相应匹配算法识别的准确率得到了提高.     

基于压缩感知的自适应加权匹配追踪算法

压缩感知（compressed sensing,CS）技术通过减少发射导频数来提高频谱的利用率。将CS技术应用于导频辅助的稀疏度未知的正交频分复用（orthogonal frequency division multiplexing,OFDM）信道估计中,提出一种自适应加权匹配追踪（CS-based adaptive weighting &matching pursuit,AWMP）算法。该算法使用自适应加权、匹配追踪的方法估计信道时域脉冲响应,按照估计信噪比和匹配原则,利用多次迭代进行自适应加权和寻找最佳稀疏度,实现未知信道稀疏度与信噪比的情况下,准确估计信道信息。仿真验证表明,与传统的信道估计算法相比,采用基于AWMP的信道估计方法,能够利用较少的导频信息获得更低的误码率和均方误差。     

基于一种改进的压缩感知重构算法的分析与比较

主要结合稀疏自适应匹配追踪算法和梯度追踪算法的各自优点,在该两种算法的基础上提出了一种新的信号重构算法,并通过实验仿真分析了新算法在信号重构过程中的优越性。     

自适应径向道TFPF压制地震记录随机噪声

针对传统时频峰值滤波(TFPF: Time-Frequency Peak Filtering)未考虑地震信号记录道与道之间的相关性以及径向道TFPF 未考虑实际同相轴走向的问题, 在假设反射同相轴局部线性的基础上, 提出自适应径向道时频峰值滤波算法。该算法利用自适应函数获取局部区域内同相轴的走向, 通过径向道变换(RTT: Radial-Trace
Transform)将同相轴拉伸到径向道域, 提高其线性度, 更好地满足TFPF 无偏估计的条件, 减小因信号非线性引起的估计误差。实验结果表明, 该方法在随机噪声压制和有效信号恢复方面都取得了更好的效果。相同窗长下, 该算法相比传统TFPF 信噪比提高了5 dB 左右, 相比径向道TFPF 信噪比提高了3 dB 左右。