基于稀疏反演的多震源地震混合采集数据分离技术

多震源地震混合采集数据(混叠数据)目前还不能直接采用传统的地震资料处理流程处理,必须先进行分离。基于滤波思想的分离算法可以初步实现对混叠数据的分离,但是当有效信号完全淹没在强噪声中时,该算法的分离效果较差,有效信号会受到损害。提出了一种基于稀疏反演的多震源数据分离算法,实现步骤是:首先输入野外采集的混叠数据,将其从炮集抽取为共检波点域或共炮检距域道集,使得来自邻炮的记录数据变成非相干噪声;然后通过稀疏反演,采用L1模的阈值噪声压制算法估计出混叠数据的噪声;最后从混叠数据中减去估计得到的噪声,从而分离出有效信号。模拟和实际数据测试结果表明,该方法能对混叠数据进行有效分离,很好地压制混叠噪声和保护有效信号。     

可控震源混叠地震数据分离与成像

对不同采集方式得到的可控震源混叠地震数据采用不同的地震处理方法进行分离。利用反演的思想,在高保真采集数据分离过程中引入广义逆算子和奇异值分解以改善分离效果;利用去噪的思想,对独立同步扫描得到的地震数据中的混叠噪声进行压制,其过程是先将混叠地震数据变换到人工分选道集,再采用矢量中值滤波随机噪声压制方法压制混叠噪声。对未分离的可控震源混叠地震数据先直接进行成像,再采用最小二乘逆时偏移方法压制逆时偏移成像过程中产生的部分串扰噪声,同时引入可控震源静态编码技术进一步压制直接成像过程中的产生串扰成像噪声,最后利用整形规则化滤波技术消除串扰成像噪声。模型试算与实际地震资料测试结果表明,利用基于整形规则化的可控震源编码最小二乘逆时偏移方法可消除串扰成像噪声,得到具有高信噪比、高分辨率、高振幅均衡性的成像剖面。     

井炮同时震源混叠数据分离技术

在地震勘探中，随着炮道密度的快速提升和大块三维的不断部署，海量的炮工作量对井炮“交替式”激发效率提出了严峻挑战，同时震源技术是提高井炮激发施工效率的有效方法，但存在混叠数据分离的难题。为了解决该难题，对混叠地震数据进行稀疏变换，分析稀疏域中有效信号与混叠噪声在连续性方面的特征差异，以此为基础，开展基于广义同步压缩曲波变换和最小二乘匹配滤波的井炮同时激发混叠地震数据的分离方法研究。广义曲波变换消除常规曲波变换产生的拖尾效应，为混叠地震数据提供了精细的多方向和多尺度分解，同步压缩方法用于精准地重新分配各向异性局部波矢量的能量，广义同步曲波变换以更佳的分辨率和更高的保真度分离有效信号和邻炮干扰噪声，以最小二乘匹配滤波为正则项约束，保证在滤除噪声的同时保护有效信号。数值模拟和实际地震单炮模拟混叠数据分离测试结果表明，与矢量中值滤波方法相比，该方法能够更好地分离混叠地震数据，能较好地保护有效信号。利用缩短井炮激发时间间隔的高效激发方式在SH三维工区进行了混叠高效采集试验，混叠数据分离后的成像效果与常规逐炮激发资料的成像效果相当，验证了井炮同时激发混叠数据分离技术的可行性。研究结果表明，井炮同时震...     

基于S变换自适应滤波迭代的多源地震数据分离

S变换是由小波变换和短时傅里叶变换发展而来的时频分析方法,动校正后共中心点道集（NMO-CMP）中相同时刻各道地震信号的振幅、相位基本一致,多源地震数据中的混叠噪声在CMP道集中呈随机分布;将NMO-CMP道集叠加,以叠加道S变换谱为参考,可以判断出各道S变换谱中噪声与信号的分布。根据NMO-CMP道集中地震道S变换谱与叠加参考道S变换谱之间的偏离程度设计自适应滤波器,通过多级滤波、多次迭代的方法,提取多震源数据中的有效反射信号、分离混叠噪声。理论数据和实际数据模拟的多源地震数据试算结果表明,本文方法能够有效提取多源地震数据中的有效反射信号、分离混叠噪声和随机噪声。     

时频域稀疏优化谐波噪声压制方法及其在准噶尔盆地高密度地震勘探中的应用

谐波噪声是可控震源滑动扫描采集过程中产生的主要干扰,有效压制此类噪声是实现高精度、高分辨率地震数据叠前、叠后反演及属性分析的前提。讨论了时频域稀疏优化谐波噪声压制方法的技术关键,即有效信号及谐波干扰噪声稀疏表示字典的构造,给出了稀疏表示字典主要参数的确定方法。将时频域稀疏优化谐波噪声压制方法应用于准噶尔盆地玛湖地区三维典型单炮记录谐波噪声压制,并与工业界常用的频率域振幅异常噪声压制方法(FDNAT)进行了对比。典型单炮数据处理结果对比、单道数据对比、反褶积及其多道数据平均归一化振幅谱分析表明,时频域稀疏优化方法能在压制谐波噪声的同时具有良好的保真性能。     

基于稀疏反演的高效混采数据分离方法

混叠采集技术能极大地提高地震采集效率,但是由于连续激发,混采数据中存在严重的邻炮干扰噪声,而且混采数据规模巨大,这要求后续的信噪分离算法精确、稳定、快速,为此提出一种基于稀疏反演的高效混采数据分离方法。在三维共检波点道集上,首先通过三维快速傅里叶变换,将时空域数据变换到频率-波数-波数域（FKK）;然后采用硬阈值函数提取相干信号,利用相干信号预测混叠噪声;最后以数据残差为驱动,不断收缩阈值,迭代更新模型,实现高效混采数据分离。模拟数据和实际数据应用结果表明,本文方法能够精确、稳定、快速地分离高混叠度的地震数据。     

针对叠前反演的去噪技术

叠前弹性参数反演对输入地震数据的信噪比和信号的振幅保真度等都有较高的要求,因而,在叠前反演地震数据的前期处理中,根据地震数据的具体情况,合理地选择叠前去噪方法和参数是保证叠前反演效果的关键。J油田L地区三维地震数据存在强能量干扰、面波及多次波,为此进行了针对性叠前去噪,利用强能量干扰压制、面波压制、多次波压制和叠前随机噪音压制等叠前去噪技术对数据进行了处理。利用道间振幅、平面振幅和空间振幅等技术进行了点、面、体多方位地震数据振幅监控,结果表明,叠前去噪技术能有效压制噪声、提高信噪比,且振幅保真度较高,极大地改善了叠前地震资料的品质,为叠前地震反演的开展奠定了基础。图11参7     

基于奇异值分解的角度域去噪方法

受地层调谐效应和地震数据品质等因素的影响,角度域共成像点道集(angle domain common image gathers,ADCIGs)存在不同程度的波形拉伸和随机噪声干扰。为了提高ADCIGs及其叠加剖面的成像效果,提出了基于奇异值分解的角度域去噪方法。首先对叠前偏移输出的ADCIGs进行奇异值分解,然后对奇异值进行归一化修正,采用累计贡献率的方法确定降噪阶次,从而实现角度域内的信噪分离和噪声压制。在确定降噪阶次时,采用累计贡献率的方法可以直观地判断各奇异值分量对数据的贡献,便于快速选择降噪阶次。理论模型和实际数据的测试处理结果表明,基于奇异值分解的角度域去噪方法适用于具有水平同相轴的ADCIGs,它能有效分离角度域内的随机干扰,并且能压制高角度处的频率畸变,改善大角度数据的品质。对ADCIGs进行基于奇异值分解的角度域去噪,可进一步提高该叠前道集的精度,从而有效改善角度域叠加剖面的信噪比和分辨率,也为基于叠前道集的速度分析和叠前反演提供了更为准确的数据基础。     

基于自适应字典学习的可控震源数据谐波噪声压制方法

可控震源高效采集地震资料中谐波噪声压制是一难点,虽然一些传统的基于稀疏优化的方法能够压制数据中的谐波噪声,但是由于使用固定字典,无法自适应地匹配有效信号的波形,存在有效信号损伤较大的问题。为此,提出了一种基于形态成分分析自适应学习字典的谐波噪声压制方法,用于分离原始相关后地震资料中谐波噪声干扰。首先对原始数据进行单道截取及分块处理组成样本集,然后利用K-奇异值分解(K-SVD)学习得到超完备字典,进而应用字典原子的振幅谱比将字典分类为有效信号子字典与谐波噪声子字典,最后应用形态成分分析(MCA)理论将所得的子字典分别用于重建谐波噪声和有效信号,实现压制谐波噪声的目的。合成数据与实际数据的应用结果表明,基于自适应字典学习的可控震源数据谐波噪声压制方法在保护地震有效信号的同时能够有效压制谐波噪声。此外,对比近炮点数据和远炮点数据的谐波噪声压制结果可以看到,该方法对有效信号的损伤小于固定字典谐波噪声压制方法,具有良好的保真性与鲁棒性。     

海上地震数据中侧面干扰波的特征与压制方法

在海上地震勘探中,震源激发的地震波遇到起伏不平的海底或海底障碍物会产生侧面干扰波。这种干扰波能量强,分布广,严重影响地震数据的质量,使叠前地表一致性振幅处理、统计子波反褶积、速度分析的精度降低。根据对侧面干扰波特征的分析结果,采用分时分频噪声检测与压制方法和局域FK滤波方法压制此类干扰波;在压制噪声的同时,通过精细分析和迭代选择参数,较好地保持了地震信号的相对振幅关系,取得了预期的效果。     

海上高效混叠采集参数优化设计

高效混叠采集（简称高效混采）技术极大地提高了地震采集效率,是目前高精度、高密度地震勘探广泛采用的一项技术。但高效混采数据中存在严重的邻炮干扰,需进行后续数据分离处理。混叠采集参数直接影响混叠噪声的分布及数据分离效果,而目前尚无成熟的基于混采分离效果的采集参数论证设计方法。高效混叠采集参数优化设计方法利用实际/模拟数据进行人工混叠模拟和数据分离,优选理想的最小同步激发船间距离、激发颤动时间等采集参数。其主要步骤包括：根据投入的激发与接收装备数量划分作业片区、规划行进轨迹;设计混采的模拟激发时间;将无混叠数据进行混叠模拟,形成混叠模拟数据;根据混叠模拟数据分离后的结果及与无混叠数据的差异,分析并优选采集参数。通过海上实际数据模拟分析与实际应用,证明了所提方法的有效性与实用性,为海上高效混采的施工参数优化设计提供了一种切实可行的方法。     

噪声被动源数据一次波估计

由噪声源引起的被动源数据(噪声源数据)可以通过互相关算法的地震波干涉技术,形成类似于常规采集系统得到的虚拟炮集记录,其中不仅含有一次反射波信息,还包括了表面相关多次波和其他噪声。在传统稀疏反演一次波估计方法的基础上,推导了噪声源数据一次波估计算法,并将其转化为一个最小二乘反演问题进行求解,直接对噪声源数据进行一次波估计,得到了不含有表面相关多次波的虚拟炮集记录。与传统基于互相关算法的地震波干涉技术相比,避免了对虚拟炮记录中的表面相关多次波预测减去的过程,降低了对虚拟炮记录处理的难度,同时,提高了虚拟炮记录的利用效率。     

海底节点高效混采海量数据分离技术

与陆上混采数据混叠干扰类型单一相比,由于海底节点（OBN）高效混采施工的特殊性,OBN高效混采数据中存在多种混叠干扰类型,其中非生产炮数量过多造成逻辑坐标系统下的重炮以及复杂海域导致的严重变观现象,是OBN高效混采资料中产生多种类型混叠干扰的两种主要原因。为此,通过分析OBN高效混采数据中混叠干扰类型,研究了迭代动态映射技术以及炮点逻辑坐标预处理、稀疏反演法的技术方案。选择基于FKK变换的稀疏反演法预测噪声的分离方法,同时以迭代的方式对所有重炮的逻辑位置进行全局动态映射预处理,高效识别多种混叠干扰,从而精准、快速地分离高混叠度的OBN海量地震数据。对A区OBN高效混采数据的分离结果表明,分离的单炮数据保真度高,在优化分离效率的前提下,取得了较理想的分离效果。     

核磁共振T2谱奇异值分解反演改进算法

介绍了核磁共振T2谱传统奇异值分解(SVD)反演算法,从向量空间的角度对算法进行了分析,提出了一种新的实现非负约束的迭代方案,并根据这个方案改进了传统的SVD反演算法。数值模拟实验和实际应用表明,改进的SVD反演算法具有解算速度快和T2谱分布连续等优点,解决了传统SVD反演算法在实际应用中存在的计算量大和T2谱分布不连续的问题,可以满足核磁共振岩心分析和核磁共振测井工作的需求。     

利用自适应迭代多级中值滤波法分离海上多震源混合波场

多震源激发技术可提高海上地震勘探作业效率,但其混合波场的分离是影响成像的关键因素。伪分离记录中次震源波场在共炮集域之外的其他时域中呈现与主震源波场不同的随机分布特征。本文采用自适应迭代多级中值滤波去噪法以实现海上多震源混合波场的分离,迭代过程中通过自适应减小中值滤波窗口逐步提取波场细节信息。海上实际多震源采集混合炮集记录的波场分离结果表明,分离后的各震源单炮记录清晰,频谱特征相近,证实本文方法具有很好的实际应用价值。     

改进的叠前去噪方法

本文提出了一种改进的叠前去噪方法，并将它用于消除和削弱炮记录中的多次折射、面波和声波等噪声。该方法的原理是利用改进的Ｐ－Ｚ法计算炮记录的噪声，然后从原始炮记录中减去估算出的噪声，节剩余静校正时差的影响。对实际地震记录数据的处理，结果表明该方法具有压制噪声，突出有效反射波的显著效果。     

全局约束反演多道吸收补偿方法

基于反演的反Q滤波是目前较为常用的一种地震波吸收补偿方法,该方法通过将L₂范数正则化作为纵向约束以提高反演结果的稳定性,但噪声会降低反演的准确性和稳定性。为此,提出了一种基于反演的全局约束多道吸收补偿方法。该方法首先需要根据地震信号的可预测性计算信号预测误差算子,然后将其作为横向约束算子加入到纵向约束单道吸收补偿系统,由单道吸收补偿系统拓展为多道吸收补偿系统。基于反演的全局约束多道吸收补偿方法具有更强的抗噪性和稳定性,可有效减小补偿对于高频噪声的放大效应,提高地震资料的分辨率和信噪比,使地震同相轴横向上更连续。模型数据和实际数据实验结果证实了方法的有效性。     

构造倾角约束的有效能量叠加成像方法及应用

基于反射波、绕射波以及野外资料中的噪声在倾角域共成像点道集(Dip-angle Domain Common Image Gathers,DDCIGs)中的响应特征,本文实现了一种基于构造倾角约束的有效能量叠加成像方法。通过高斯束叠前深度偏移提取倾角域共成像点道集,在DDCIGs中识别有效的反射和绕射能量及低信噪比数据引起的噪声,并结合偏移剖面和探区地质信息划分出叠加区块,进行基于构造倾角约束的成像处理。Marmousi模型测试以及实际资料偏移结果表明:本文方法可以有效压制偏移噪声,提高剖面信噪比及增强剖面同相轴的连续性,具有很好的人机交互功能,便于在实际资料处理及参数选取中进行质量控制。