P-SV波斜入射时有阻尼成层介质自由波场的一维化时域算法

为了研究土层介质阻尼对自由波场计算的影响,在一维化时域算法基础上,采用有限差分方法,推导建立了考虑阻尼影响的水平成层弹性介质平面内自由波场求解的显式的数值逐步法公式,并采用MATLAB程序语言编制了相应的数值计算程序,进行平面内P-SV波斜入射情形下均匀弹性土层的算例分析。结果表明:阻尼对水平成层弹性介质平面内的自由波场有着重要的影响,与无阻尼均匀土层相比,P波斜入射下有阻尼均匀土层的水平和竖向位移幅值分别可减小53.1%和26.5%,SV波斜入射下水平和竖向位移幅值分别可减小48.2%和31.7%;阻尼使均匀土层自由表面的位移幅值明显减小,而中、下部节点的位移幅值减小相对较小。由此可见,土层介质阻尼对成层半空间平面内自由波场一维化计算的影响不可忽视。

应用非线性KNN数据搜索的三维叠前自由表面多次波预测

自由表面多次波预测(SRMP)是自由表面多次波消除(SRME)以及成像的重要环节。SRME技术尽管有效,但理论上需要规则而密集的地震数据采集方式。然而实际炮点、检波点空间分布稀疏,地震数据不能满足SRME理论要求,常规的做法是在SRME之前将地震数据规则化。为了避免数据规则化环节,首先建立索引数据树管理三维叠前地震数据,并采用基于树形数据结构的非线性K近邻算法(KNN)从地震数据中实时搜索两道近似地震数据;然后利用动校—反动校消除实时搜索得到的近似地震道与实际地震道之间的旅行时误差;由以上两步获得单道孔径内任意向下反射点(DRP)所需要的两道地震数据用于SRMP。单道孔径内任意DRP均可由SRMP预测对应的多次波模型道,叠加所有DRP对应的预测结果可获得该道稳定的多次波模型数据。将该方法用于扩展的三维Pluto模型数据,结果表明该方法能有效预测三维自由表面多次波,从而保证高质量的自由表面多次波衰减结果。实际地震数据的应用证明了方法的实用性。

动校正域CNN法压制自由表面多次波

【目的】自由表面多次波的存在影响了地震资料的解释精度,有效压制多次波是地震处理的重要环节。多次波是具有与有效信号相似特征的相干噪声,传统的卷积神经网络(convolution neural network, CNN)方法难以从全波场数据中分辨出多次波信号。此外,不同工区的自由表面多次波差异较大,导致CNN方法在迁移时面临更严重的问题。【方法】为此,引入物理先验,提出一种基于动校正(normal moveout correction,NMO)域的CNN方法。利用NMO域上一次波与多次波呈现出的曲率特征差异训练CNN,以实现对多次波的有效识别和压制。通过仿真和真实数据测试了方法的性能。【结果和结论】实验结果表明:动校正域上训练的CNN能够有效识别并压制多次波信号,同时保护一次波反射信号。与传统Radon算法相比,提出的方法减少了人为调整参数并降低了计算复杂度,且有效信号泄漏更少;与直接端到端基于CNN的自由表面多次波压制方法相比,新方法面向新数据的适应能力更好。研究成果可为提高地震资料解释精度和降低计算成本方面提供新思路。

典型水深与海底介质条件下的OBC/OBN多分量地震数据波型特征

海底电缆或海底节点(OBC/OBN)多分量地震是开展海上复杂油气藏勘探的重要手段之一。由于地震波与自由表面及海底界面的互相作用,海底多分量地震记录中波型成分十分复杂。调查其中各类信号与噪声的形成机制及其影响,可为后续数据处理与解释提供关键依据。针对海底多分量地震观测条件下潜在的波场信号,按照不同水深与典型海底沉积物性质构建代表性的弹性参数模型,利用谱元法合成OBC/OBN多分量地震记录,分析各类波型成分的表现特征,揭示水深和海底介质特性对波场运动学及动力学特征的影响。通过与东海浅水区和南海深水区海底地震仪(OBS)采集的实际地震数据的对比分析,确认了水深与海底介质条件对表面多次波与海底界面波的调控机理,为海底多分量地震数据处理方法研究与技术应用提供有益的指导。

潜堤后高阶自由谐波的研究

基于高阶边界元方法的完全非线性数值水槽模型模拟潜堤地形上波浪的传播变形,通过与实验值进行比较,考察数学模型的正确性。采用两点法分离得到堤后高倍频自由波来研究入射波参数、水深对堤后高倍频自由波的影响。研究发现:基频波、二阶和三阶自由波幅值分别与入射波波幅成线性、二次和三次函数关系,基频波幅值基本不随波浪周期变化,而二阶和三阶自由波幅值随波浪周期呈二次和三次函数关系增长。在保持入射波参数不变的情况下,堤后基频波的幅值随水深的增大在入射波幅值附近波动,没有明显的变化。

基于逆散射级数的自由表面多次波压制方法及其应用

由于海平面的存在,海洋勘探中自由表面多次波非常发育且能量强,掩盖了有效信号,严重影响速度的准确拾取及地层成像质量。多次波的压制一直是海洋地震资料处理的重点和难点,也是海洋地震勘探成功的关键因素之一。因此针对自由表面多次波发育特点,这里推导了逆散射级数法自由表面多次波压制方法,并改进了原有的自由表面多次波压制流程,在逆散射级数法预测自由表面多次波前后消除子波的影响,来提高多次波的预测精度,从而降低对自适应相减的依赖,实现多次波的精确压制。模型和实际资料应用效果表明了方法的有效性和适用性。

基于逆时偏移的浅水自由表面多次波成像技术

浅水环境中,多次波广泛发育且很难压制。与一次有效波相比,多次波具有反射角小、传播路径长、照明范围广等优点,如何较好地处理浅水自由表面多次波是海洋地震资料处理的重要环节。本文改变将多次波当作噪音进行压制的做法,实现对其有效利用。首先基于确定性水层多次波压制(DWD)技术加自由表面多次波压制(SRME)技术联合实现对于浅水自由表面多次波与有效反射波的良好分离;然后利用分离的有效波通过反馈环理论实现不同阶次多次波的预测;最后基于成像精度更高的逆时偏移成像技术,实现不同阶次多次波的分阶成像。模型资料和实际资料的试处理结果表明,组合分离方法实现了对浅水自由表面多次波与反射波的良好分离,而分阶成像既避免了成像过程中串扰噪音的影响,又通过利用不同阶次多次波进行成像,扩大了成像照明范围,提升了浅水发育区域地震资料的成像质量,实现了对浅水自由表面多次波的有效利用。

一种改进的SRME方法在陆地表面多次波压制中的应用

表面多次波压制是地震资料处理的重要环节。目前海洋资料处理中最常用的SRME方法可以有效预测表面多次波模型,通过匹配相减实现多次波压制。但是SRME方法需要全波场信息,对观测系统要求比较严格,受陆上不规则采集限制难以在陆上处理中应用推广。为此,引入一种改进的SRME方法,通过构建最小误差约束函数,将临近道进行时差校正参与多次波预测,提升对复杂观测系统的适应性。将该方法应用于实际陆地地震资料处理,通过对表面多次波压制前后的道集、速度谱、叠前时间偏移剖面以及合成记录的对比,验证了该方法的有效性。

基于数据一致性预测与压制自由表面多次波——理论研究与试处理

从声波波场理论出发 ,首先在不考虑自由表面反射的情况下研究了有效波波场传播及反射规律 ,继而考虑自由表面反射的情况 ,并详尽推导了压制自由表面多次波的正演和反演数学模型 .从物理本质上对自由表面多次波的产生、预测及压制做了深入的剖析 ,讨论了基于数据一致性时空域褶积的多次波预测方法原理 ,实现了自由表面相关多次波自适应压制的迭代方法过程 .复杂起伏海底的理论模型试算实例表明 :在多次波产生系统非常复杂的情况下 ,本方法仍能非常有效地压制各种与自由表面相关的多次波 ,同时还能很好地保持有效波的能量 ,取得了很好的压制多次波效果 .

基于数据一致性原理预测与压制自由表面多次波的效果分析

本文基于数据一致性预测与压制自由表面多次波方法原理,研制了迭代自适应压制多次波方法,用于模型数据和海洋实际地震数据的多次波压制处理。模型试算和实际海洋地震数据处理结果表明,与现有的常规多次波消除方法相比,此方法收敛速度快,并能很好地保持有效波能量。在应用此法时,要特别注意以下几点:①基于数据一致性原理,通过时间—空间域褶积预测自由表面多次波,多次波预测算子可以是含多次波的原始数据,也可利用已部分消除多次波的数据(如抛物线拉东变换滤波方法压制多次波后的数据),这样能更快地获得较好的多次波压制效果;②在一定简化条件下,预测与压制自由表面多次波可表达为一个线性最小平方反演的过程,实现过程是一个迭代自适应过程,只需要很少的几次迭代就能获得较好的多次波压制效果;③对于地下地层结构非常复杂时的多次波压制,文中方法在更有效地压制各种自由表面相关多次波的同时,还可以压制部分层间多次波,同时也能更好地保持一次波有效能量。

基于Marchenko理论压制自由表面多次波方法研究

常规虚源点Marchenko自聚焦多次波预测方法只适用于预测不含自由表面的多次波模型,局限于压制层间多次波,该方法在构建上下行格林函数场前,必须从反射响应中去除所有与表面相关的多次波.本文对构建上下行Marchenko格林函数方程进行改进,得到了包含一次波、层间多次波和自由表面多次波的格林函数,利用改进的Marchenko自聚焦预测方法预测自由表面多次波.本文利用水平层状模型数据及SMARRT模型数据证明,改进后的Marchenko法预测海底相关的自由表面多次波效果较为理想,该方法避免了常规SRME自由表面多次波预测方法需要近道重构的缺陷,能够有效提高地震资料的信噪比和分辨率.

逆散射级数法去除自由表面多次波

压制多次波是地震资料处理过程中的重要环节之一,多次波去除的效果直接影响到最后成像的质量.本文研究的逆散射级数法以波动方程和Born级数为基础,构造一个与自由表面多次波相关的子序列来预测并消除多次波,该方法不需要知道地下的速度结构信息,适用于各种复杂的地下情况.在逆散射级数法的实现过程中,地震子波和近道波场是必不可少的信息,本文采用能量最低法则和带限抛物Radon变换法来弥补原始地震资料中所缺失的这些信息.合成资料和实际地震资料的处理结果表明,逆散射级数法能够在去除自由表面多次波的同时保留有效波的信息,对于地下复杂结构的情况同样有效.

浅地层剖面的自由界面多次波预测与衰减

本文基于仅包含一次波和自由界面多次波的原始浅剖资料地震波场,推导出适应于单道数据的自由界面多次波预测方程,并提出基于同相轴追踪的多次波剔除与多道维纳滤波相结合的组合匹配衰减方法,实现了高精度的浅剖数据自由界面多次波预测与衰减,理论模型与实际浅地层剖面的处理实验均证明了该多次波预测与匹配衰减方法的有效性。

应用稀疏反演方法压制自由表面多次波

SRME的自适应相减过程易损伤有效信号,本文采用的反演方法克服了SRME的上述局限。首先阐述了基于稀疏反演的自由表面多次波压制理论,推导了脉冲响应与震源子波的更新公式;然后通过模拟算例对比分析了稀疏反演法与SRME的多次波压制效果;最后通过实际数据进一步验证了方法的有效性。

二维自由入反射波浪频域分离方法研究

波浪传播过程中遇到障碍物或陡峭的岸坡会发生反射,入反射波相互叠加形成相位锁定的波浪场。在海洋工程海动实验中往往需要分离出入反射波并确定海岸结构物的反射系数。本文调研了在不同的水流、地形条件下二维自由波的频域分离方法,对其归纳整理,分析其适用条件,以期能在其他研究人员应用这些方法时为其提供参考。

基于AVO正演模拟的自由表面多次波压制方法

针对SRME和Radon变换压制自由表面多次波的近道多次波残留和伤害有效波等问题,主要采用基于AVO属性分析的多次波剔除法对近道多次波进行压制,该方法在迭代更新过程中,受近道多次波影响容易出现更新误差,同时迭代更新降低计算效率.本文对基于AVO属性分析的多次波剔除法进行改进,利用中远道地震数据进行约束,通过AVO正演模拟构建有效波的AVO属性抛物线,进而对近道多次波进行压制.该方法在构建有效波AVO属性抛物线过程中,无需迭代更新,提高了计算效率.同时该方法在多次波压制过程中不受多次波的影响.由模型测试及实际地震资料应用效果证明,本文方法能够较好的压制自由表面多次波,该方法为油气田进一步精细勘探开发提供可靠保障.

SWMA与SRME组合衰减自由界面多次波技术——在珠江口盆地A区的应用

珠江口盆地A区自由界面多次波是影响该区最终成像效果的主要原因之一。通过SWMA(Shallow Water Multiple Attenuation)或SRME(Surface Related Multiple Elimination)对自由界面多次波进行压制,此类多次波在一定程度上得到了压制,但是剖面上仍有残留多次波。经分析,SWMA、SRME在压制自由界面多次波时各有长处,但也有一些缺点。SRME对数据本身及采集假设条件要求较高,使自由界面多次波衰减后有残留;而SWMA针对水层间振荡的多次波而设计,对自由界面中部分海平面相关的多次波不能衰减。这里采用SWMA与SRME组合技术在珠江口盆地A区衰减自由界面多次波,克服了上述单独应用SWMA或SRME压制多次波的缺点,取得了较好的压制自由界面多次波效果。

膜片非理想打开行为对自由活塞激波风洞运行的影响

在自由活塞激波风洞中,主膜片非理想打开行为可能对活塞运动和激波形成产生不同程度的影响。基于膜片的剪切-应变模型和活塞动力学模型,得到了膜片打开-活塞运动的耦合方程组,完成了膜片动态打开过程对活塞运动和常压力驱动时间影响的刻画。研究显示:由于活塞前脸压力和活塞速度之间存在博弈,膜片打开行为的差异性对活塞末端速度影响不大,活塞在压缩管末端可以实现"软着陆"。此结论得到试验证实。试验结果还显示:主膜片非理想打开行为对激波形成的影响较大,但是随着激波的传播,这种影响逐渐减弱。

具有样条对偶的散度自由小波

选取2对在弱对偶意义下满足微分关系的B-样条作为尺度函数,构造了L2(n)n上具有样条对偶的散度自由单小波,证明了不可压缩流体向量场在弱对偶意义下的投影保持散度自由性质,并给出了具体的例子.

辽东湾海域浅水多次波组合压制技术

浅水地震勘探中,由于水层较浅,多次波普遍发育,而且很难压制,如何更好地压制浅水多次波成为了海洋地震资料处理的重要环节。目前来说,依靠单一的多次波压制技术很难将浅水多次波压制彻底,因此本文探索了一种组合压制浅水多次波的思路,首先基于确定性水层多次波压制方法(DWD)将短周期多次波实现压制,然后采用自由表面多次波压制技术(SRME)将近偏移距长周期多次波进行压制,最后再采用高精度Radon变换,将残留的中、远偏移距长周期多次波完成压制。通过辽东湾海域浅水实际资料的多次波压制效果可以看出,组合压制技术实现了对于资料中发育的浅水多次波的良好压制,陷波频率得到较好的恢复,资料品质得到有效改善,信噪比得到有效提高。