广义S变换与薄互层地震响应分析

Stockwell等人提出的S变换虽然与Fourier谱能保持直接联系，然而，由于S变换中的基本小波不适用于地震资料处理. 为此本文采用两个步骤对S变换加以推广，得到两种新变换（统称为广义S变换）. 首先， 用带有4个待定参数的调幅简谐波来代替S变换中的基本小波,定义广义S变换1，给出对应的逆变换；然后，以第一步中的基本小波的线性组合为新的基本小波，定义广义S变换2，并构造其逆变换公式. 最后，分别使用S变换及广义S变换对几种典型的薄互层模型进行分析计算. 结果表明，后者比前者有更强的探测能力， 后者可准确地确定厚度为1/8波长的薄互层中波阻抗界面位置，但前者却不能. 文中还用实际资料处理的结果，证明了广义S变换方法的有效性.     

广义S变换地震信号时频分析

广义S变换继承和发展了S变换的优点,其引入了λ、p两个参数,对S变换中固定的基本小波进行了推广和扩展,使得其时窗更灵活多变,在一定程度上提高了非平稳信号分析处理的时频分辨率。通过线性调频信号模拟测试对比,证实了广义S变换的信号聚焦能力明显优于S变换,能够更好地刻画信号的局部特性。最后,以某区二维单炮地震数据为例进行了地震信号的广义S变换时频分析,取得了良好效果。     

广义S变换用于含煤地层薄砂体预测研究

子洲地区二叠系山西组山23高阻抗石英砂岩形成于三角洲前缘沉积环境,埋藏深度浅,储集条件好,单井产量高.但是由于砂体很薄,且受邻近上部煤层和下部太原组灰岩及本溪组煤层的低频强反射干扰,薄砂体预测存在很大困难.本文将广义S变换薄层识别技术用于含煤地层薄砂体的刻画,提出了一套薄层识别流程,并用模型和实际资料进行了检验.该技术在子洲地区成功地刻画了薄砂体的分布及形态,为井位部署提供了很好的依据.     

基于广义S变换的地震与爆炸识别

为了进一步增强区域台网针对天然地震与人工爆炸事件的识别能力,本文利用广义S变换方法,围绕河北省三河采石场爆破以及周边发生的天然地震波形记录展开研究,总结了地震与爆炸在时频谱中的差异性。研究表明,受震源机制影响,天然地震时频谱图的频带范围更宽广,能量团分布也较人工爆炸更为复杂。为了消除震中距的影响,本文将求解的时频谱保存为规格相等的灰度图像,通过滑动窗口计算图像的灰度一致性得到新的识别判据?谱图二阶矩。对三河地区已知地震和爆炸事件的测试表明,谱图二阶矩对单台波形记录的识别率可达91%,多台求取平均值之后的识别率超过98%,因此该判据具有良好的应用前景。      

基于S变换的山西地区不同地震事件频谱特征分析

应用S变换和广义S变换获得山西地区地震、爆破、塌陷的时频特征,结果表明,S变换可显示不同地震事件较完整的时频分布信息,广义S变换对事件在具体频率的分辨率上有明显的提高,结合两种方法可得到对应事件较完整的时频特征。综合分析认为,地震的震源机制较复杂,高频能量丰富,地震频谱频带范围较宽,一般在0～20 Hz左右,高频成分较多,峰值多在10 Hz;爆破的震源简单,一般主要产生在P波群,爆破的频带较窄,一般在0～10 Hz,频率偏低,一般在3～4 Hz左右;塌陷属于瞬时压缩源,能量释放时间短,波的传播路径简单,频带窄,集中于0～10 Hz,主频率集中在0～3 Hz。     

广义S变换域有色噪声与信号识别方法

为研究广义S变换域有色噪声与信号识别问题,首先推导白噪声在S变换和广义S变换下平均功率谱的统计规律,白噪声的平均功率谱与频率呈线性关系. 然后从理论上定性分析一般的有色噪声功率谱的分布特性,得出在广义S变换域有色噪声的功率谱服从自由度为2的χ2分布的规律, 并用Monte Carle方法进行了验证. 在上述工作基础上,本文提出了利用噪声和有效信号统计特性的差别,在广义S变换域中区分噪声和信号的方法,并用模型数据证明了方法的有效性.     

二阶同步挤压S变换及其在地震谱分解中的应用

同步挤压S变换是一种处理非平稳信号的新时频变换方法,通过"挤压"信号的S变换结果,可以得到高分辨率的时频谱.但是,当信号的相位随时间呈非线性变化时,同步挤压S变换计算出的瞬时频率会出现误差,并造成时频谱分辨率降低.为了改善其对于该类信号的时频分析效果,我们利用时间和频率的二阶偏导数对瞬时频率计算式进行修正,提出二阶同步挤压S变换.合成信号处理结果表明,二阶同步挤压S变换的分辨率不但明显高于常用时频变换,在信号瞬时频率随时间呈二次或正弦变化的情况下,其时频挤压效果也好于同步挤压S变换.我们将二阶同步挤压S变换应用到天然气地震勘探资料的谱分解当中,结果表明,二阶同步挤压S变换可以很好地检测到与天然气相关的谱异常.因此,二阶同步挤压变换对于地震解释是一种很有潜力的方法.     

基于广义S变换的地震资料振幅谱补偿和相位谱校正方法研究（英文）

由于地下介质对地震波振幅的影响和地震波频散因素,地震波振幅和相位随时间、空间及频率的变化而发生改变,本文提出一种基于广义S变换的振幅谱补偿和相位谱校正新方法。该方法在S域中分为振幅谱补偿和相位谱校正两个步骤进行处理:振幅谱补偿是在地震记录可靠频带范围内恢复反射系数的振幅谱,其具体实现是在S域中利用谱模拟技术来拟合时变子波振幅谱,从而补偿由地层吸收所引起的振幅衰减;相位谱校正是消除子波剩余相位的影响,其具体实现是在S域中利用相位扫描来拾取随时间、空间和频率而变化的相位校正量,并由Parsimony准则来进行最佳相位判别。本文方法不需要直接求取Q值,能够适用于变Q值情况。理论模型和实际资料处理表明,该方法不仅能恢复地层反射系数的振幅谱,还可以有效消除子波剩余相位的影响,使子波接近或达到零相位,从而提高地震资料分辨率。     

基于改进的广义S变换的低频阴影检测

Goloshubin G M,Korneev V A.Seismic low-frequency effects from fluid saturated reservoir[J].70th Annual Meetmg,Society of Exploration Geophvsicists.Expanded Abstracts,2000.1671～1674.

Korneev V A,Goloshubin G M,Dalev T M,et al.Seismic low-frequency effects in monitoring fluid-saturated reservoirs[J].Geophysics,2004,69(2):522～532.

Stockwell R G,Mansinha L,Lowe R P.Localization of the complex spectrum:the S transform[J].IEEE Transactions on Signal Processing,1996,44(4):998～1001.

高静怀,陈文超,李幼铭,等.广义S变换与薄互层地震响应分析[J].地球物理学报,2003,46(4):526～532.Gao J H,Chen W C,Li YM,et al.Generalized S transform and seismic response analysis of thin interbeds[J].Chinese J.Geophys.(in Chinese),2003,46(4):526～532.

高静怀,汪文秉,朱光明,等.地震资料处理中小波函数的选取研究[J].地球物理学报,1996,39(3):392～400.Gao J H,Wang W B,Zhu G M,et al.On the choice of wavelet functions for seismic data processing[J].Chinese J.Geophys.,1996,39(3):392～400.

陈学华,贺振华,黄德济,等.时频域油气储层低频阴影检测[J].地球物理学报,2009,52(1):215～221.Chen X H,He Z H,Huang D J,et al.Low frequency shadow detection of gas reservoirs in time-frequency domain[J].Chinese J.Geophys.(in Chinese),2009,52(1):215～221.

齐春燕,李彦鹏,彭继新,等.一种改进的广义S变换[J].石油地球物理勘探,2010,45(2):215～218.Qi C Y,Li Y P,Peng J X,et al.An improved generalized S-transform[J].OGP,2010,45(2):215～218.

张固澜,熊晓军,容娇君,等.基于改进的广义S变换的吸收衰减补偿[J].石油地球物理勘探,2010,45(4):512～515.Zhang G L,Xiong X J,Rong J J,et al.Stratum absorption/attenuation compensation based on improved generalized S-transform[J].OGP,2010,45(4):512～515.

Liu Y.Seismic"low frequency shadows"for gas sand reflection[J].68th Annual meeting,Soceity of Processing (in Chinese),2008,24(1):28～31.

朱光明著.垂直地震剖面法[M].北京:石油工业出版社,1988.Zhu G M.Vertical Seismic Profiling[M].Beijing:Petroleum Industry Press,1988.

>>更多...     

联合广义S变换和压缩感知提高地震资料分辨率

提高地震资料的分辨率是获得高分辨率地震剖面的基础,常规的处理方法对于提高地震资料分辨率虽有一定的效果,但却十分有限,难以达到资料解释的要求.对此本文将广义S变换理论与压缩感知理论相结合,提出了一种新的叠后地震资料处理方法.实现步骤为:将叠后地震数据进行广义S变换;利用压缩感知理论构建L1/2范数最优化模型;半阈值迭代法求得最优稀疏解得到更精确的时频域信息;能量重新分配补偿时频域弱信号能量;广义S反变换得到处理后的地震信号.理论模型和实际资料处理表明,与常规广义S变换提高分辨率处理相比,本文方法处理结果具有更好的效果,地震资料分辨率有了明显提高.     

广义S变换在背景噪声数据处理中的应用

广义S变换解决了标准S变换中基本小波形态固定的缺陷,在分析非平稳信号时能更好地刻画其时频特性。编写广义S变换的计算程序,并用它对地震背景噪声数据进行去噪处理。结果显示:广义S变换处理过的数据信噪比大大提高,可以为数据反演提供更精确的数据。     

地震资料在层序地层学中的应用进展

在层序地层学的发展过程中，地震资料的应用始终起着关键性的作用。在储层规模的高精度层序地层学研究中，地震反射波的运动学、动力学以及统计学特征的应用对解决薄层分析、岩性预测、物性预列、压力预列、含油气性预列等一系列问题提供了可行的手段。尽管该方面的研究取得了一定的进展，但还存在一些问题，本文最后对该方面研究做了简要的评述与展望。     

基于地震危险性分析的场地地震动持时特性研究

通过地震危险性分析计算,认为场地震动力持时主要决定于近场地震影响,潜在震源区震级上限越大,场地地震动持时越大,潜在震源区其它地震活动性参数（年发生率、起算震级、ｂ值）减小或设防水准降低,场地地震动持时增加,且地震动持时增加幅度较小。     

S变换谱分解技术在深反射地震弱信号提取中的应用

在深反射地震资料处理中,当来自深部的有效弱信号和噪声干扰频带差异较小且难以区分时,传统滤波方法的应用会受到限制.谱分解方法是一种使用离散傅里叶变换,基于信号的频率-振幅谱等信息生成高分辨率地震图像的方法,通常用来识别介质物性横向分布特征,处理复杂介质内频谱变化和局部相位的不稳定性等问题,包括定位复杂断层和小尺度断裂等.S变换作为一种新的时频分析方法,具有自动调节分辨率的能力,近些年来被广泛应用到勘探地震、大地电磁等数据处理中,逐渐成为地球物理方法中噪声压制的有效方法之一.与常规石油反射地震资料相比,深反射主动源地震为了探测深部结构信息,常采用大药量激发方式、长排列观测系统等,导致深部有效信号基本湮灭在噪声干扰之中.针对深反射数据特点,本文结合谱分解和S变换技术,首先设计了简单的脉冲函数实验数据,证实S变换方法的有效性,同时说明谱分解方法的效果受所用时频分析方法影响较大,而其中决定分辨能力的变换窗函数的选取尤为重要.在此基础上,分别应用到深反射地震资料的单道和叠加剖面实际数据上,对比分析了传统变换谱分解和S变换谱分解的应用效果,单道资料对比结果表明:相比传统谱分解,S变换谱分解方法具有自动调节分辨率的能力,能够精确的标定深反射地震资料中弱信号不同时刻的频率分量; 叠加剖面资料应用结果表明:由S变换谱分解得到的剖面结果与其他谱分解方法结果整体上具有较高的一致性,同时清晰地刻画出原叠加剖面上被噪声湮灭的低频细节特征,提高了剖面的分辨率及同相轴连续性;对比结果明显看出,Gabor变换谱分解方法得到的结果同相轴较为破碎,分析原因认为这是由Gabor变换的时频分解方法的定长窗函数所致,窗口大小不会随着信号频率的变化来调节长度,只能在处理的过程中根据一定的记录长度范围选取窗函数参数,而S变换谱分解方法在窗函数的选取时,通过时变信号的局部频率特征自动调节窗口长度,能够更好的刻画各个频段的细节特征,在深反射剖面成像应用中效果尤为明显.本文结果表明S变换谱分解技术在深地震叠加剖面上的应用有效地提高了来自深部弱反射信号的信噪比和分辨率,并刻画出了叠加剖面上所不具有的低频细节特征,在实际深反射地震资料处理中能有效保护低频弱信号获得更好的成像效果.本文为深地震反射资料中弱信号的保护处理找到一种有效的方法.     

共转换点道集S变换谱相似性的多波地震数据横波波场提取技术

横波速度动校正后的共转换点(CCP)道集内,同时刻的各道横波信号S变换(ST)谱与其叠加道ST 谱具有相似关系.因此,可基于这种相似关系设计自适应滤波器来提取多波地震数据中的横波波场.首先对共中心点(CMP)道集应用纵波速度动校正并在各道减去叠加道来去除数据中的纵波波场;然后在CCP 道集应用横波速度动校正,将地震道振...     

广义S变换在瑞利波频散曲线提取中的应用

虽然一些时频分析方法已经被用于频散曲线提取中,但是它们自身时频窗的缺陷使的所得频散曲线信息缺失或错误.本文首次尝试利用广义S变换分析瑞利波的频散特性.以半空间模型为例确定方法的可行性,频散曲线变化准确反映地层变化情况.不同炮检距设置对频散曲线有一定影响,采用大于勘测深度,小于4倍勘测深度可以得到较稳定的结果.最后,为了得到更加光滑稳定的频散曲线,提出了一种基于多道瑞利波的改进方法.用此方法对四种典型地层模型下的多道瑞利波数据进行分析,得到频散曲线光滑稳定,且比理论频散曲线和基于单道法获得频散曲线更能准确反映地层变化情况.这就为瑞利波勘探中的反演解释提供了更可靠依据.     

OpendTect系统在层序地层研究中的应用

在等时层序格架建立的基础上,利用地震资料研究各体系域内部沉积体的空间展布、叠置样式和沉积演化过程,进而预测各体系域中砂体的分布,是层序地层学应用于勘探实践的重要内容.OpendTect系统在三维地震倾角扫描的基础上,①以地震采样点空间信息为导向,实现了层序界面控制下的地震小层自动追踪,可以精细刻画出体系域内部沉积体地震反射结构和空间展布;②通过对各层序单元内部地震小层追踪结果进行层拉平,实现了时间域到Wheeler域的自动变换,可以更加直观地分析地层沉积演化历史;③通过沿沉积体内部小层面提取地震属性,实现了等时地层切片的提取,减少了地震属性多解性,提高了预测精度.OpendTect系统提供了一种新的基于层序地层的地震综合解释技术和思路.     

断层场地地震反应特征研究

如何合理评价断层场地对地震动影响进而为重大工程抗震设计提供依据是当前急需解决但尚未解决好的工程场地问题。针对根据工程经验抽象出的8种设想断层场地模型，应用显式有限元模拟计算了脉冲P波、SV波倾斜入射下的地震反应。根据数值模拟结果，总结和给出了断层倾向、破碎带宽度、破碎带形态对地震动影响的初步定量规律。     

黑龙江省地震科学台阵背景噪声特征分析

2019年黑龙江省完成"一带一路"地震科学台阵项目中台址勘选工作,基于科学台阵中136个台址的地面运动噪声数据,通过计算不同频段范围内背景噪声记录的加速度功率谱密度,研究不同环境噪声下科学台阵记录数据的地噪声特征及其台基响应。结果表明：黑龙江西北和东南部地区地面运动噪声水平低,观测环境较好;中部和东北部地区噪声水平较高,大庆地区尤为严重。勘选结果真实反映了黑龙江区域内的背景噪声分布,使我们对本区域地噪声水平和干扰因素有了新的认识。