S变换在地震时频分析中的对比研究

介绍了S变换基本原理的基础上,通过设计实验数据,对比Fourier变换、短时窗傅立叶变换和S变换的时频分析特点,最后对地震数据分别应用S变换和Gabor变换,认为S变换具有自身独特的优点,更适合于地震资料的时频分析。     

基于反褶积广义S变换的地震频谱成像方法研究

当薄互层较发育时,利用地震资料对储层的含油气性进行预测存在较大的困难。因此,发展高精度的时频分析方法并将其应用于储层内的烃类检测具有重要意义。提出了基于反褶积广义S变换的新时频分析方法;该方法将信号的广义S变换谱与窗函数Wigner-Ville分布进行二维反褶积,可得到信号Wigner-Ville分布。通过数值模拟结果可知,该方法与传统的时频分析方法相比,不仅克服了传统时频方法采用固定时窗分析信号的局限,并且具有更高的时频分辨率。三维实际资料处理结果表明,相对于传统时频方法,该方法适用于非平稳的地震信号分析;在薄储层预测方面更具优势,进行烃类检测的可靠性也较高。     

基于广义S变换的沉积旋回分析方法研究

传统时频分析方法(如傅立叶变换、短时傅立叶变换、小波变换、S变换等)的时频分辨性均不佳,在实际应用中受到一些限制,难以满足高精度时频分析要求.广义S变换,引入λ和p两个参数对S变换进行了扩展,其时频分析效果得到较大提高.对广义S变换方法原理进行了深入研究,编写了广义S变换时频分析程序.通过非平稳线性调频信号和4种典型沉积旋回模型分析,证实了广义S变换的可靠性及优越性.最后,将该方法推广到实际地震资料沉积旋回分析中,取得了良好的效果.     

小波分频及其在海洋地震数据瞬时属性提取中的应用

小波变换是用伸缩和平移小波形成的小波基来分解或重构时变信号的一种信号处理方法。将小波变换运用于地震数据分析,其目的是在时频域内细致地分析地震记录的时变特性,以获得详细的有用地质体信息。针对墨西哥湾海域地震数据噪音干扰大、分辨率有限的问题,应用小波分频的方法对该海域的地震数据进行处理并提取其瞬时属性,结果表明该方法具有很好的时频分辨能力,可有效压制噪音干扰,提高地震记录的分辨率,在确定地质体分布以及识别地质体的构造特征方面,取得了理想的效果。     

时频域动态反褶积方法研究

大多数提高地震资料分辨率的反褶积方法都基于传统静态褶积模型,这与非均匀介质中的地震子波实际传播
规律不符。因此,在动态褶积模型基础上,结合地震波在地层中的吸收衰减特性,提出一种基于时频域的动态反褶积
方法。该方法将广义S 变换良好的多分辨特性引入到地震资料动态反褶积处理中,首先将非平稳地震记录的广义S
变换近似表示为静态震源子波的傅里叶变换、复数值时频衰减函数与反射系数广义S 变换的乘积,再采用多项式拟合
的方法对非平稳地震记录时频谱进行平滑处理,从而可估算动态传播子波和地层反射系数。本文方法不需要直接求
取Q 值,能够适用于变Q 值情况。理论模型和三维实际资料处理结果表明,该方法不仅能改善地震资料的分辨率,还
能有效补偿深部地层吸收所引起的能量衰减。     

时间域和频率域二阶同步压缩变换及其在储层识别中的应用

从时间域推导出时间域二阶同步压缩短时傅里叶变换和时间域二阶同步压缩小波变换,从频率域推导出频率域二阶同步压缩短时傅里叶变换和频率域二阶同步压缩小波变换,通过公式推导结果可以得到二阶同步压缩变换的统一形式,这一规律可以推广到其他二阶同步压缩线性时频变换中去。将二阶同步压缩小波变换应用到实际地震资料处理中。结果表明:该方法可以得到非常高的时频分辨率,能够有效识别储层及有利圈闭,所得结果与测井资料相吻合;相对于传统线性时频分析方法和一阶同步压缩变换方法,二阶同步压缩变换可以使能量更加聚焦到时频脊上,提高时频域分辨率。     

基于稀疏自适应S变换的储层流体流度计算

反射地震数据中的低频信息包含了丰富的与流体流度相关的信息,据此可以从中提取相关储层的流体流度属性,从而可以利用地震数据的低频信息识别流体。因此,为了提高分辨率以及工作效率,将稀疏自适应S变换引入储层流体流度的计算,该方法开发了基于稀疏性的窗参数优化,以用于自适应地调控对不同频率分量的窗函数,应用该方法计算时频谱信息并求取流度可得到较高的分辨率和能量聚集性,此外也省去了参数调节的步骤。相较于常规的时频分析方法,该方法在具有较高分辨率的同时,克服了测不准原理对信号可分辨的限制。因其对不同的频率分量都自适应地获取最优窗参数,通过仿真信号,合成楔形记录试算,稀疏自适应S变换有更高的分辨率和能量聚集性。实际地震数据的试验表明,稀疏自适应S变换可有效地求取流体流度,并较常规时频方法所求流度有更高的分辨率。     

匹配追踪时频分析及其在油气检测中的应用

地震波穿过地下含油气区时会表现为低频能量相对增强、高频能量相对减弱,准确提取地震波的低频能量和高频能量可以实现地下岩石的含油气性检测。利用短时傅里叶变换、S变换和引入尺度参数的匹配追踪算法对合成信号进行了试算,结果表明,引入尺度参数的Morlet小波匹配追踪算法不仅算法速度快,而且有更好的时频分辨率;通过对实际地震资料的匹配追踪计算,表明该算法也适用于实际资料;利用匹配追踪算法较准确地提取地震波的低频和高频能量,并对实际资料进行了含油气性预测,取得了与钻井一致的结果。     

基于广义S变换的信号提取与抑噪

S变换结合了短时傅里叶变换和小波变换的优点,是非平稳信号时频分析的有力工具.为了提高S变换在应用中的实用性和灵活性,该文将S变换改造成时频分辨率可调的广义S变换.广义S变换具有多分辨率特性,利用其高质量的时频分布,在时频域中设计了两种时频滤波器.前者用来实现非平稳信号中特定信号分量的提取,也可滤除处于特定时频平面中的噪声;后者直接应用广义S变换的时频谱实现,用于含高斯白噪声信号的滤波,达到了突出有效信号和压制噪声的效果.几种信号模型的仿真试验显示了它们在信号提取和抑制噪声中应用的有效性.     

一种新的瞬时谱分析技术在致密砂岩气检测中的应用

瞬时谱分析技术在地震资料处理和解释中扮演着重要的角色,该方法的优劣取决于时频分析的好坏。常规的线性时频分析方法均是基于傅里叶方法发展起来的,因此受测不准原理限制,使之不能同时具有较高的时间和频率分辨率,且针对非线性非平稳信号的处理效果较差。将基于改进的CEEMD算法的HHT方法应用于致密砂岩气地震资料的瞬时谱分析中,分别从一维地震道,二维地震剖面以及三维地震数据体三个方面进行了实际地震资料含气性检测试验。结果表明该方法在一维地震道时频谱上能够区分含气区;在二维地震剖面的瞬时谱剖面上能发现明显的低频阴影现象;在三维瞬时谱数据体切片中能大致划分含气区域的范围。含气检测结果与测井综合解释结果相吻合,因此方法可以在致密砂岩气地震资料的解释性处理中进行推广。     

地震信号时频域表示

时频域地震资料信息是地震解释的重要依据，本文根据希尔伯特变换、傅立叶分析和小波分析理论提出一种将时域地震信号变换到时频域中去的方法，给出了地震波能量信息与频率关系的直观表示。     

Hilbert-Huang变换与大地电磁信号的时频分析

将Hilbert-Huang变换引入大地电磁信号的时频分析中,介绍HHT(Hilbert-Huang transform)时频分析原理及方法,给出仿真信号的经验模态分解及其时频分布,并对实测大地电磁信号进行HHT时频处理与剖析.研究结果表明:Hilbert能量谱随时频的具体分布具有很强的非稳态动态变换时频刻画能力;时频谱的时间、频率分辨率不受Heisenberg测不准原理的限制,且其时间、频率分辨率都很高,有很好的时频聚集性;HHT方法能用于描述大地电磁信号的非线性时变特征,是大地电磁信号时频分析的有效工具.     

采用时频滤波技术的近断层脉冲地震人工模拟

利用现代时频分析工具S变换的时频滤波特点,把反映场地局部特征的实际远场地震波或人工合成的远场地震波在等效速度脉冲的发生时间段实行时频滤波,再与等效速度脉冲叠加,生成既能反映场地局部特征又能反映近断层脉冲地震特点的人工近断层脉冲地震时程.通过数值算例,得到的人工近断层地震波与原始波有相似的时频特征,而功率谱密度函数在高频段与建筑抗震规范相容的目标功率谱一致,该波的峰值加速度还与抗震规范中相应烈度的峰值一致,可供近断层地区结构抗震分析使用.     

基于希尔伯特变换的改进地震信号谱重排

谱重排最早被称为改进的滑动时窗法,用来提高常规的时频谱分析的分辨率,其基本原理是将原时频谱中每一点的能量进行聚焦重排。由于该算法仅对信号在频率域进行重排,致使其重排过程是不可逆的。为了优化时频重排算法,将原始的谱重排算法与希尔伯特变换相结合,通过对信号求取导数并使用加窗傅里叶变换对理论信号进行再处理得到改进后的处理结果。结果表明,基于希尔伯特变换的改进谱重排算法不仅兼顾了时频谱重排和加窗傅里叶变换的优势,提高了对信号时频变换的分辨率,而且在地震勘探领域具有广泛的应用前景。     

基于时频分析的地震道集校平技术应用

依据现代信号分析理论,对叠前地震道集剩余动校正黾的消除技术进行研究,在模型数据和实际数据的试验基础上,探讨基于时频分析技术的叠前道集校平方法.结果表明:通过对地震信号进行时频分解,并在信号重构时完成高精度的剩余动校正量的消除,处理前后信号振幅不变,道集同相性增强,叠加后信号有效频带变宽;利用近偏移距地震道的叠加道作为模型道,在有效消除剩余时差和校平同相轴的同时,避免了叠前道集动校拉伸畸变对模型道的影响,保证了技术实现的精度;该方法在消除叠前道集中剩余动校正量方面具有较强的实用性.     

东营凹陷民丰北带沙四上亚段砂砾岩体层序划分

东营凹陷民丰北带地区砂砾岩体发育广泛,其岩电关系不明显;加之常规层序地层研究方法具有主观人为因素过多的弊端,制约了该地区层序地层研究工作的深化。基于测井资料的小波变换技术与基于地震资料的时频分析技术,与常规方法相比,具有定量划分层序地层的优势。在常规层序研究方法的基础上,综合利用以上两种技术,准确定量地划分了东营凹陷民丰北带地区沙四上亚段的四级层序。研究表明:基于测井资料的小波变换技术和基于地震资料的时频分析技术本质上具有一致性,都是在频率域定量划分层序地层;小波变换技术分辨率高,适用于有井区,地震时频分析技术适用性广,但分辨率低,两者需结合使用。东营凹陷民丰北带地区沙四上亚段地层为一个完整的三级层序,进一步可细分为5个四级层序,每个四级层序都具有粒度向上变细的正旋回的沉积特点。