基于高阶TV正则化的叠前动校正域随机噪声压制方法

常规全变分(Total Variation,TV)去噪模型只考虑水平方向和垂直方向的一阶导数信息,处理存在弯曲同相轴的叠前地震资料时会严重破坏振幅信息,而且振幅的横向渐变特征会被压制,从而引起“阶梯效应”。常利用地震数据的局部倾角信息提高TV模型的保幅能力,但局部倾角信息的计算会受到噪声的严重影响。为此,提出在动校正(NMO)域中利用高阶TV正则化去噪模型对叠前地震资料进行随机噪声压制。该方法首先将叠前地震数据转换到NMO域,NMO对噪声的鲁棒性强,同时避免了局部倾角的计算;在NMO域中弯曲同相轴被拉平,然后对其进行高阶TV去噪;最后通过反NMO还原叠前地震数据。以二阶导数为例构造了高阶TV正则化反演去噪目标函数,并在分裂Bregman优化框架下推导了快速优化求解方法。合成地震数据和实际地震资料的处理结果表明,该方法不仅可以有效压制随机噪声,而且可以消除同相轴弯曲和“阶梯效应”造成的振幅失真,提高了TV去噪方法的保幅性能。

无拉伸双曲NMO

在常规双曲动校算法的基础上,提出了基于反射波旅行时轨迹为双曲线形式的前提假设,推导出无拉伸的 双曲动校公式,同时产生新的动校拉伸因子。该因子与界面NMO速度、偏移距、界面自激自收旅行时,时移之 间建立了直接的定量关系,揭示出常规NMO过程不仅会使同相轴发生反转,而且还会加剧同相轴动校拉伸。 将该方法应用于合成CMP道集数据,与常规NMO相比,克服了常规动校拉伸现象,动校结果实现了“整体搬 家”,即使出现“鬼”轴现象,也可以借助循环采样中值滤波来消除干扰,最终实现无拉伸动校。

Radon变换多次波压制方法及应用研究

多次波在地震资料中是普遍存在的。Radon变换是现行商业地震资料多次波压制处理软件应用最多的模块之一。这里在详细阐述Radon变换基本原理和离散采样计算的基础上,给出了理论模拟地震数据的多次波压制算法和计算结果。进而将Radon变换多次波压制方法应用于松辽盆地地震资料处理中,在对实际的CRP道集合理设计滤波切除函数后,应用本文的Radon变换算法,得到多次波压制的地震剖面。对比多次波压制前、后的叠前时间偏移地震剖面,压制多次波后地震剖面的信噪比很高,地质构造特征清晰,可应用于后续的地质构造解释,地震属性提取和油气储层预测。该方法的计算效率较高,算法易于实现。理论和实际地震数据的多次波压制结果表明,该算法具有高精度和实用性强的特点。

频谱代换无拉伸动校正方法研究

动校正拉伸是地震资料处理的一个基本问题,解决拉伸问题的处理方法是切除.现代地震数据大多为长排列采集,动校正拉伸更为严重.依据褶积模型和Fourier变换的基本性质,本文给出频谱代换无拉伸动校正方法.算法实现就是将CMP道集变换到频率域,取参考道的相位谱替换其它偏移距道的相位,同时保持其振幅谱不变,再做Fourier反变换就得到动校正后的地震剖面.通过其实现过程可知该方法不需要地下介质的速度信息,算法可完全自动实现,且具有较高的计算效率.频谱代换无拉伸动校正可适用于任何偏移距的地震资料,而且还可有效保持地震资料的AVO效应.理论模拟数据及其叠加结果显示频谱代换法的有效性和实用性,同时该方法具有较强的抗随机噪音能力.

奇异值分解地震纵、横波波场分离与去噪方法

奇异值分解(SVD)滤波是利用地震信号在横向上的相干性差异来实现地震波场的分离与去噪。由于P-P波和P-S波在传播特性、视速度和相干性上存在差异,本文应用视速度信息,通过两次正常时差校正(NMO),分别把P-P波和P-S波校平,使之在横向上达到最佳相干性,然后分别两次通过SVD,提取目标信号的奇异值重构信号,从而实现地震纵、横波波场分离与去噪。

倾斜层状TI介质反射波旅行时快速计算

以推导出的单层倾斜TI介质反射波NMO(Normal Moveout)速度面解析解计算倾斜层状介质等效NMO速度为基础,利用常规排列(最大排列长度与反射深度比接近1)下CMP(Common Middle Point)时距关系实现了CMP及CSP(Common Shot Point)道集反射波旅行时的快速计算。该方法仅需通过法向入射原理追踪一条零炮检距射线,并运用Grechka给出的Dix平均算法由NMO速度面解析解获取等效NMO速度椭圆(涵盖了全方位的NMO速度),因此计算效率比通常多方位角、多炮检距的射线追踪方法高几个数量级,适用于TI介质旅行时反演。数值实验结果表明:等效NMO速度的计算结果与常规排列下最优拟合射线追踪计算旅行时得到的NMO速度相比,相对误差在10^(-3)数量级;而由等效NMO速度运用CMP时距关系计算的旅行时与射线追踪计算旅行时相比,相对误差在10^(-4)~10^(-3)数量级。说明该方法具有较高的计算精度,适用于不太复杂的介质结构和常规排列,可推广到具有光滑弯曲界面的层状各向异性模型。

利用物理模型三维纵波数据分析HTI介质的方位各向异性

本文通过理论计算、数值模拟与穹窿物理模型三维数据对比分析的方法,对HTI介质中纵波方位各向异性现象进行研究.主要是进行目的层动校正速度以及走时的分析.结果显示,理论数值与实验数值耦合较好,HTI介质会引起动校正速度以及走时随方位角呈现椭圆形的变化;同时发现,观测系统中最大偏移距与目的层深度的比值以及方位角分布对各向异性分析有较大影响.三维纵波方位各向异性分析对于数据的观测系统设计以及数据质量有较高的要求.

井地联合提取VTI介质各向异性参数

在新疆塔里木盆地某地区的宽方位三维地震数据中,VTI介质火成岩的各向异性和垂向速度变化引起非双曲线时差。通过对实际资料的系统分析,我们不能利用DMO反演法,移动震源VSP反演法和多偏移距VSP初至旅行时反演法提取Thomsen参数用于各向异性地震资料的处理。因此本文提出一个新的方法:运用地震资料和零偏移距VSP井求取火成岩的各向异性参数δ;在比较精确确定火成岩地层深度和厚度的情况下,利用偏移距VSP井,求取了各向异性参数ε,从而获得火成岩的瞬时各向异性参数η;充分考虑VTI介质垂向速度变化对时差曲线的影响,获得了各向异性参数ηeff。最后,利用所提取的各向异性参数,进行VTI介质各向异性速度分析和成像,成像质量得到明显改善。

高阶旅行时校正技术在非均质中的应用

塔里木盆地低幅度构造和碳酸盐岩裂缝中普遍存在着速度各向异性。常规正常时差(NMO)校正和含高次项的NMO校正技术都难以消除由于各向异性引起的非双曲线走时,从而影响后续的叠加成像和储集层研究。基于各向异性的高阶旅行时校正技术理论相比NMO各向同性的理论假设,更接近于真实地层介质。研究提出了应用高阶旅行时校正技术在各向异性介质中进行速度分析的方法,给出了求取各向异性参数η的流程。研究实例表明,高阶旅行时校正技术和NMO校正结合应用,能有效地解决各向异性问题,满足低幅度构造精确成像的需要。

动校正剩余时差的估计与校正

为消除剩余动校正量对CMP道集的影响,研究了带有剩余动校正量的CMP道集内反射波接收时问与偏移距之间的关系,得到了剩余时差函数。这个函数是带有平移量的双曲线函数。利用最大能量准则,我们能够在CMP道集上确定剩余动校正量,进而消除剩余动校正量。理论计算和实际应用表明,该方法的处理效果良好。

动校正拉伸分析及处理方法

动校正是地震数据处理的重要步骤,当偏移距反射深度比较大时动校正处理使同相轴产生拉伸畸变。常规的动校正切除处理是以牺牲大偏移距地震道信号为代价的。通过理论推导可以得出:交叉同相轴对应着最大的拉伸量,动校正后出现同相轴的增加、混叠乃至畸变;未交叉同相轴动校正后波形变"胖",其主频降低,频带变窄,振幅值拉大。因此研究无拉伸动校正方法对于提高地震资料的信噪比和分辨率具有重要意义。基于频谱替换的无拉伸动校正方法使得远道信息得到保留,使用该方法后远道有效叠加次数增加,同相轴更连续,易于识别和追踪,适用于海上地震资料处理。

各向异性介质中地震波速度分析的研究现状

速度分析是地震数据处理和解释中的重要环节，基于各向同性假设的传统速度分析技术已取得了很大成功，但当应用于广泛存在各向异性效应的实际资料时会带来误差以及其它附加效应，进而导致错误的解释．本文介绍了传统速度分析方法的局限性及近些年来各向异性介质中的速度分析了研究成果和存在的问题．

声反射成像测井高分辨率叠加方法研究

通过模型数据分析了声反射成像测井中声波反射波CMP(Common Middle Point)道集的特点,重点研究了声反射成像测井中声波反射波的高分辨率叠加技术。研究发现,动校正过程中,动校拉伸仅出现在大偏移距的数据道处,因此在动校正环节中基本不考虑动校拉伸的影响;分析了不同的速度对动校正及叠加效果的影响,发现速度是叠加过程中导致叠加同相轴非同相的重要因素;采用声波全波列测井中的STC(Statistical Velocity Analysis)速度分析方法,建立合适的动校正模型及变权垂直叠加技术消除了这些影响因素,保证了叠加的分辨率。对模型数据和实际测量数据进行了处理,取得了较好的效果。

DMO校正技术在深层地震资料处理中的应用

深层地质构造复杂、断层发育,油气勘探与地震资料处理工作者始终致力于其油、气资源的勘探及地震资料处理技术的研究工作,力求在深层地震勘探中有所突破。由于常规的地震资料处理手段难以满足地质解释精度要求,因此进行了倾角时差(DMO)校正技术研究。该技术是将动校正后的数据偏移到倾斜反射界面零偏移距位置上,能够解决深层构造成像问题。资料处理结果表明,在采用合适的叠前去噪及合理的静校正方法基础上,通过精确的DMO速度分析实现DMO校正处理后,能够使来自不同方向的反射波有效叠加,从而提高横向分辨率,不仅消除了速度分析过程中不同倾角带来的影响,而且使统射波得到加强。经DMO校正技术处理后,能够获得水平层和倾斜界面同时存在的高信噪比资料,使倾斜地层及复杂断裂等深层地质构造正确成像,确保更加真实地反映地下构造形态。

速度随炮检距变化(VVO)分析

地震勘探所面对的地表和地下情况越来越复杂，而勘探目标却要求从地震数据中提取更多、更详细和更精确的信息。为了适应新的情况，在速度分析和动校正处理中，必须考虑到速度随地检距的变化，对双曲线型时距曲线加以改进，形成更接近实际情况的时距曲线。本文在旅行时计算公式中引火炮检距的四次项，并采用速度梯度概念来描述速度随炮检距的变化，阐明了其系数的物理含义，提高了复杂介质速度信息的精度，增加了速度分析结果的信息量，也改善了叠加效果。

DMO在煤田地震勘探资料处理中的应用

Ｇａｒｄｎｅｒ与速度无关的ＤＭＯ方法首次成功用于中国东北某煤田地震勘探资料的处理。通过ＤＭＯ处理，地震时间剖面的信噪比、分辨率与连续性都获得改善。ＧａｒｄｎｅｒＤＭＯ方法是一种叠前偏移技术，它可以分为两步来实施：１）ＤＭＯ，这一步不需要使用速度，即与速度无关；２）ＮＭＯ，这一步的方程是通常的正常时差方程，即与倾角无关。它适用于陡倾角、构造复杂地区的勘探。

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。

VTI介质长偏移距非双曲动校正公式优化

常规Alkhalifah动校正公式精度低，不能精确描述各向异性介质长偏移距地震反射同相轴的时距关系，本文以提高VTI介质长偏移距地震资料动校正公式的精度为目标，在分析VTI介质常规动校正方程的基础上，根据误差最小原理建立优化校正系数图版，实现对常规动校正公式大偏移距误差的修正，建立最优化校正Alkhalifah动校正方程，实现了对VTI介质长偏移距地震资料常规动校正方程的改进．之后由Fomel群速度公式导出高精度VTI模型长偏移距时距函数，提出了高精度VTI介质长偏移距地震资料动校正方程．将以上的动校正方程用于各向异性参数反演，模型计算表明最优化校正Alkhalifah动校正方程的反演精度是常规长偏移距动校正方程反演精度的2～4倍，高精度动校正方程的反演精度是常规动校正方程反演精度的2～8倍．

高陡复杂构造的地震成像技术进展

高陡复杂构造及其油气藏是我国特别是西部地区重要的油气勘探领域。高陡复杂构造的准确成像是高陡复杂构造及其油气藏地震勘探面临的关键问题之一。影响高陡复杂构造准确成像的主要问题有 :①山地条件下 ,因地形起伏、表层结构横向剧烈变化所引起的静校正问题 ;②地层速度的各向异性对速度分析和动校叠加的影响 ;③复杂构造对共中心点叠加的影响和复杂波场的准确归位问题。通过多年研究 ,在高陡复杂构造成像技术上取得了四项重要进展 :一是形成了基于大炮初至层析反演表层结构的配套静校正技术 ;二是形成了基于各向异性条件的动校叠加技术 ;三是形成了构造模式指导下的叠后偏移技术和叠前叠后相结合的混合偏移技术 ;四是开发出了复杂构造的变层速度成图技术。应用这些技术取得了很好的实际应用效果。

Goos-Hnchen效应对自由表面全反射SV波校正时差的影响

利用SV地震波(偏振化方向在入射面内的横波)在自由表面反射系数的附加相角导出了SV波Goos-Hnchen效应所引起的横向偏移和横向偏移渡越时间,给出了Goos-Hnchen效应正常时差动校正量,讨论了Goos-Hnchen效应对反射SV波正常时差的影响,绘出了横向偏移、Goos-Hnchen效应正常时差及Goos-Hnchen效应正常时差校正量曲线.曲线表明:反射地震波存在负横向偏移效应,在大多数入射角度范围,横向偏移(横向偏移渡越时间)与波长(周期)为同一个数量级.对掠入射波或入射角在临界角附近的入射波,Goos-Hnchen效应对正常时差有较大的测量误差,对反射P、SV波的传播走时产生了不可忽略的影响,因此在实际的地震资料处理中应进行横向偏移效应误差校正.