基于Ricker子波匹配追踪算法在薄互层砂体储层预测中的应用

我国东部大多数中、新生代陆相含油盆地大都以薄层砂、泥岩沉积为主,地层岩性和厚度横向变化均较大,而这些地层的厚度远低于常规地震勘探的垂向分辨率。为解决薄互层储层预测问题,笔者综合分析了短时傅里叶变换、连续小波变换和匹配追踪算法的优缺点,通过实验模型及实际资料分析,得到以下结论:与短时傅氏变换与连续小波变换相比,基于Ricker子波匹配追踪算法的频谱分解技术在分析薄互层储层时具有更高的时频分辨率,能够更客观地刻画地质体;从平湖油气田地震、测井数据分析,基于Ric-ker子波匹配追踪算法更有效地刻画出储层的空间形态,并且与实钻数据储层的分布吻合效果好。

Ricker子波核支持向量回归的Mercer条件拓展问题研究

Ricker子波核支持向量回归方法是消减地震勘探记录强随机噪声的新滤波技术.用判定支持向量允许核函数的Mercer条件探讨Ricker子波核函数的有效性,经过数值计算相应的核矩阵的最小特征值,发现在一个较大范围内存在极小的负值带,数量级为10^(-13)-10^(-16),且在正值带中亦存在10^(-13)-10^(-15)数量级的量.考虑到正负极小量值的计算误差机理相近,认为判定核函数有效性的Mercer条件在工程应用时有可能适当放宽,即核矩阵不严格半正定,接近半正定亦可.为了将Ricker子波核支持向量回归滤波方法向实际应用发展,本文对不同的理论模型的Ricker子波核滤波和小波变换滤波、自适应维纳滤波这三种技术的效果进行了比较,包括时域波形、频域振幅谱、滤波前后的信噪比以及均方误差等方面.结果表明,Ricker子波核滤波方法优于另两种方法.为实际应用Ricker子波核滤波方法奠定基础.

基于Ricker子波核的支持向量回归方法及其在地震勘探记录去噪处理中的应用

针对地震勘探中强随机噪声的去噪问题,引进支持向量回归方法,提出并证明一种新的Ricker子波核函数。支持向量回归采用核映射的基本思想,基于结构风险最小化原则,将回归问题转化为一个二次规划问题。对单道记录或多道记录中任选道的仿真实验表明,与传统的基于径向基核函数的支持向量回归及褶积滤波方法相比,使用本方法去噪后的同相轴更为清晰,波形恢复得更好,信噪比也较高,因此有可能将其应用于地震勘探记录的去噪处理中。

Ricker子波和衰减余弦子波的等熵时频分布

应用熵时频分布的定义,分析了正熵时频分布存在的缺陷,研究了CPZ类分布中傅里叶子类的性质,发现该子类除了满足CPZ类时频分布的约束条件外,它们还具有相同的熵分布;并利用等熵性,从理论上计算了Ricker子波和衰减余弦小波的等熵时频分布,采用Matlab中的数值方法绘制了它们的分布图,该分布显示具有良好的能量聚集性。结果表明,等熵时频分布能够反应信号的时频特征,是一种对信号进行时频分析的有效方法。

频率域宽带Ricker子波整形反褶积及其应用

常规提高地震资料分辨率处理技术不能更好地满足实际生产需求。本文把Ricker子波引入到地震数据处理中,提出一种新的地震资料高分辨率处理方法。频率域宽带Ricker子波整形反褶积与其他常规方法不同之处在于期望输出为宽带Ricker子波。该期望输出具有主瓣窄旁瓣幅度较小,通过调整宽带子波的谱的参数,可以获得较高的分辨率。使用该方法在中牟地区页岩气地震勘探资料处理中取得了不错的效果。

宽带Ricker子波

地震数据处理的理想目标是得到反射系数，即子波是冲激函数。但由于受原始数据的频带和信噪比的限制，最终只能得到具有带限子波的记录。常用的子波是带通子波和Ricker子波。前者延续时间长，旁瓣波形复杂，后者旁瓣幅度比较大，都不是冲激函数的很好的近似。为此，设计了一种新的子波，它由不同宽度的Ricker子波合成，称为宽带Ricker子波。它的主瓣比较窄、旁辩幅度小、波形简单，在同样的主瓣宽度的情况下，振幅谱的峰值频率比较低，因而在保真度和信噪比方面都优于常用的两种子波。

基于改进的Ricker子波的地震信号MP稀疏分解

对Picker子渡进行了改进，增加了相位参数和尺度参数。相位参数用来控制原子的相位变化，而尺度参数用来控制原子的衰减速度变化。实验结果表明，用这种改进的RAcker子波作为原子库，对实际采集到的地震信号进行稀疏分解，分解后的残差信号的MSE（Mean Square Error）要比采用一般的Picker子波作为原子库降低了近46％。

应用宽带Ricker子波的期望目标频谱整形

以地震子波整形为核心的谱白化方法是现今叠后地震数据高分辨率处理的常用方法,而期望的子波形态也一直倍受关注。与带限子波、经典Ricker子波等常用整形子波相比,宽带Ricker子波因其旁瓣能量弱、相同主瓣宽度下的分辨率较Ricker子波高等特点而在地震数据处理中得到广泛应用。通过设计综合衡量分辨率与保真度的参数(R)并搜寻其极值点,确定有限带宽下宽带Ricker子波的最佳形态,进而提出基于宽带Ricker子波的均衡子波,指导叠后数据的地震子波整形。理论模型和实际数据处理结果均表明,所提均衡子波为地震资料的高分辨率和高保真度处理提供了新的参考途径。

利用Ricker子波相移特性估计地震资料剩余相位

零相位地震资料具有分辨率高、易于解释等优点,然而最小相位假设下的反褶积处理很难保证地震资料为零相位,需通过后续技术手段估计剩余相位并做零相位校正。通过研究Ricker子波的相移特性,发现主频不同的Ricker子波在相同相位旋转下,峰值时刻存在时差,该时差与相位旋转量具有线性关系。在常相位假设下,对相位未知的地震数据做两次滤波处理,基于滤波后的数据求出同一反射界面的峰值时差,再通过峰值时差与相位的线性关系实现剩余相位的估计。该方法不受判别准则的约束,模拟合成记录和实际资料的应用结果证实了该方法的可行性和有效性。

速度频散效应和吸收效应对Ricker子波波形的影响规律

将岩石抽象为Kelvin黏弹性介质,采用波形相关系数、子波宽度变化率和持续时间变化率3个参数描述波形变化,研究速度频散效应和吸收效应与Ricker子波波形变化的关系。研究结果表明:Ricker子波在Kelvin介质的传播过程中,介质的吸收效应和速度频散效应引起波形的变化趋势是相同的,但波形变化主要是由吸收效应引起的,在距震源较远处,速度频散效应对波形变化才有一定的影响。

Ricker类地震子波

本文构造了一类地震子波,数值计算结果表明:该类子波中的一些频谱的无限连续积分组合逼近于单位脉冲函数的频谱,具有理论上的最高分辨率;在有限频带范围内,结合适当的分布函数,可以利用这些子波得到一种组合型地震子波。本文还剖析了带通子波、普通Ricker子波、单位脉冲函数等常见子波之间的内在联系。因此可以利用本文方法选择合适的地震子波进行理论分析、资料处理等。数值计算验证了本文方法的正确性及有效性。

基于Ricker类地震子波的匹配追踪

Ricker类地震子波是由Ricker子波演变得到的零相位三参量理论子波,通过适当的简化,得到了二参量C子波,参量独立地控制波形特征。以两个波形参数(主、旁瓣极值比和主、旁瓣宽度比)来定量表征C子波,发现C子波(Ricker类子波)比常规的Ricker子波、宽带Ricker子波波形更为丰富。基于C子波的匹配追踪算法,以该类子波构建原子库,建立包络瞬时频率与子波参量的定量关系,通过"三步法"实现地震信号的分解。模型试算结果表明了该算法的有效性,时频谱具有较高的时频聚焦性,C子波比Ricker子波更适用于时变记录的匹配。基于C子波库对实际地震资料进行匹配追踪,分频结果取得了较好的解释效果。

基于Ricker子波的指数追踪地震信号分解算法

针对目前匹配追踪算法计算效率低的缺点,以Ricker子波作为母函数,提出了指数追踪地震信号分解算法.通过在地震振幅包络极值点处利用指数分布函数进行拟合,求取匹配子波峰值频率,然后利用阻尼最小二乘法求出匹配子波的复振幅,最终将地震信号分解为一系列匹配子波的线性组合.结果表明:相对于复数域快速匹配追踪算法,基于Ricker子波的指数追踪算法在保持地震数据分解精度的前提下,计算效率进一步提高;对于时间采样点数为201的地震剖面,指数追踪算法的计算效率是复数域快速匹配追踪算法的13倍;对于时间采样点数为1 501的地震剖面,计算效率是复数域快速匹配追踪算法的24倍.

基于Ricker类子波的爆炸应力波传播规律研究

为了研究爆炸应力波在介质中的传播过程,采用Ricker类子波作为爆炸场源,建立了单孔条形药包爆破的有限元数值计算模型,分析了爆炸应力波的传播规律及其对介质质点的扰动特征。研究结果表明:爆炸压缩波(P波)在岩体中的传播速度快于剪切波(S波),但剪切波(S波)的衰减较慢;在爆炸应力波的作用下,介质中的质点首先表现出较大的径向位移,随后又产生较大的环向位移,爆源近区的介质可能因急剧压缩而被压碎,随后又因环向张拉位移产生径向拉裂纹;在径向位移和环向位移的共同作用下,爆生裂纹将呈现出不断波动扩展的特性;采用Ricker类子波作为爆炸场源研究爆炸应力波在介质中的传播问题,对于再现爆炸应力波的传播过程,深入分析爆炸应力波的传播及其与介质的作用机理具有重要意义。

基于核函数主分量的维纳滤波方法研究

针对强随机噪声地震资料背景下经典维纳滤波方法在信号的保幅及高维数据空间求解过程中产生病态矩阵的问题,提出利用核函数主分量维纳滤波压制强地震勘探随机噪声.首先利用线性核函数将地震信号映射到特征空间,再通过主分量分析方法提取地震数据主分量进行数据降维,并得到核主分量维纳滤波因子,从而进行核主分量维纳滤波(K-WPC).正演仿真及对实际地震资料处理表明,该方法对随机噪声有较好的压制作用,保幅效果也令人满意.

节理岩体中爆炸应力波传播规律的研究

为了研究爆炸应力波在岩体中的传播过程,建立了基于ABAQUS/EXPLICIT的有限元数值模型,采用ricker子波作为爆炸场源,并将得到的数值结果与现有文献相比较,充分说明了采用ricker子波作为爆炸源模拟爆炸应力波传播问题的可行性。研究结果表明:炸药起爆后,按照时间顺序,岩体中先后呈现3种应力状态,即径向压应力与环向压应力形成的复合压剪应力场、径向拉应力与环向拉应力形成的复合拉剪应力场、径向压应力与环向拉应力形成的复合拉剪应力场。爆炸应力波在节理两端产生的反射波和衍射波与爆炸应力波的相互叠加使节理两端的应力显著增强,并最终促使爆生翼裂纹从节理两端起裂扩展。

最小二乘支持向量回归滤波系统性能分析

支持向量机(Support Vector Machine:SVM)一直作为机器学习方法在统计学习理论基础上被研究和发展,本文从信号与系统的角度出发,证明了平移不变核最小二乘支持向量机(Least Squares SVM:LS-SVM)是一个线性时不变系统.以Ricker子波核为例,探讨了不同参数对最小二乘支持向量回归(Least Squares Support VectorRegression:LS-SVR)滤波器频率响应特性的影响,这些参数的不同选择相应地控制着滤波器通带上升沿的陡峭性、通带的中心频率、通带带宽以及信号能量的衰减,即滤波器长度越长通带的上升沿越陡,核参数值越大通带的中心频率越高,且通带带宽越宽,正则化参数值越小,通带带宽越窄(但通带中心频率基本保持恒定),有效信号幅度衰减越严重.合成地震记录的仿真实验结果表明,Ricker子波核LS-SVR滤波器在处理地震勘探信号的应用中,滤波性能优于径向基函数(Radial Basic Function:RBF)核LS-SVR滤波器以及小波变换滤波和Wiener滤波方法.

鄂尔多斯盆地山西组二段煤层对下伏砂岩地震反射特征影响的数值模拟分析

针对含煤岩系中煤层对下伏砂岩储层地震响应的强烈干涉作用,基于鄂尔多斯盆地下二叠统山西组二段含煤岩系沉积序列,构建了两个地质模型进行正演模拟分析,从理论上研究了上覆煤层厚度及位置对下伏层状砂岩地震反射特征的影响。分析结果表明,煤层厚度、位置和地震子波频率会导致砂岩顶、底界面地震反射特征出现较大差异。由于上覆煤层的干涉作用,不仅下伏砂岩地震反射极性会发生反转,而且砂岩顶、底界面反射振幅也会随煤层厚度和位置的变化而变化;上覆煤层厚度或位置不稳定时,砂岩顶、底面地震反射振幅不能反映砂岩厚度变化,不能利用砂岩顶、底面地震反射振幅预测厚度小于1/4波长的薄层砂岩厚度。

同相轴完整程度对混沌振子检测效果的影响

针对地震勘探资料含加性强随机噪声,已提出用混沌振子系统检测同相轴的方法。就同相轴完整程度对系统检测效果影响进行研究表明,对于含有不同个数Ricker子波的同相轴,个数越多,同相轴可检测的速度分布带越大,越接近准确速度,系统检测SNR越好;对于不同截断长度的同相轴,可检测的最佳SNR均出现在准确速度上;同相轴长度一定的情况下,扫描速度相同时,同相轴起始道序号越小,检测SNR越好。

基于ISTA算法的稀疏约束反演谱分解及应用

常规谱分解的分辨率难以满足地震解释的需求,稀疏约束反演谱分解可以很好地解决该问题。稀疏约束反演谱分解是把地震信号看成已知的子波矩阵库和伪反射系数的褶积,从而将谱分解问题转化为一个反问题来求解,其核心内容是如何快速获得最优解。采用L1范数正则化的L2范数作为稀疏约束反演谱分解的目标函数,并通过迭代阈值算法求解稀疏反问题。为了进一步提高计算速度,基于Ricker子波构建一种新的算子,并用ISTA算法进行计算。在此基础上,将稀疏约束反演谱分解用于模拟信号的数值试验,并与常规谱分解结果进行比较。结果表明,稀疏约束反演谱分解具有更好的时频聚集性和更高的时频分辨率;进一步应用于济阳坳陷沾化凹陷渤南洼陷义176井区地震资料,处理结果对油气响应十分敏感,可以较好地识别油气储集层。