基于时频分析的随钻源信号盲分离方法初探——祝贺《油气地球物理》创刊10周年

本文将时频分析与时延估计合理地结合起来,实现随钻源信号的估计。方法的出发点是源信号的瞬时频率估计。利用时延估计算法来估计地震反射道响应,使得局限于时间域的盲处理问题扩展到二维的时频平面,信号的时、频特征得到分离。由于RGK分布对噪声敏感度小,从而得到合适的"模型函数"来重构源信号。理论模型的试算证明了方法的有效性。     

小波变换回波提取在可控震源地震信号处理中的应用

在传统的可控震源地震信号处理中,通常用相关算法和反褶积算法把各地震道采集的原始数据转换成地震剖面,然而它们的效果受环境噪声的干扰明显。本文采用一种基于小波变换的时频互相关(TFCC)算法,能从可控震源地震数据中检测回波并估计其时间延迟。在该算法中,首先对道数据和扫频源信号进行小波变换,得到其时频表示,然后对其时频表示进行互相关。在时频互相关的计算结果中,回波被转变成时频相关子波,同时原始道数据被转变成地层剖面。用TFCC算法和相关算法来处理相同的实际可控震源地震数据,显示前者能更好地压制噪声,并能清晰地检测到微弱回波信号。     

时频域变分模态分解地震资料去噪方法

强噪声干扰、信噪比过低是造成深层地震资料成像不佳的主要因素。为此,提出在时频域内将变分模态分解算法应用于分频地震资料的噪声压制处理的新思路。首先,通过希尔伯特-黄变换（HHT）构建地震数据的解析信号,将地震数据转换到时频域,在时频域进行分频变分模态分解;随后,分析有效信号与噪声在时频切片上的能量分布,在此基础上优选出有效信号模态分量重构时频切片;最后反变换回时空域,达到噪声压制的目的。应用模型数据分析了关键参数对去噪效果的影响;实际资料的应用结果表明该算法可有效压制较强的随机背景噪声,同时对陡倾角的线性干扰也有明显的压制作用。     

基于Morlet小波匹配追踪算法的地震时频属性提取

 由于地震信号不可避免地含有各种噪声，而瞬时频率对噪声敏感，容易造成假象。本文讨论基于Morlet小波匹配追踪算法的时频分布，在此基础上提取的瞬时频率等时频属性具有良好的抗噪能力。文中给出具体算法流程，合成数据试算和实际资料应用结果均表明，利用本文方法提取的时频属性在识别海底浅层气等方面具有较好的效果。     

F—X—Y域全三维预测去噪

基于地震反射信号在空间－频率域存在线性预测关系这一事实，可导出Ｆ－Ｘ－Ｙ域全三维预测去噪方法。在三维地震资料处理中，这是较理想的一种叠后随机噪声衰减技术。由于在信号估计中充分利用了全三维信息，与二维方法相比，信号估计精度更高，噪声衰减能力增强。本文较详细地推导了方法原理，给出程度实现步骤，并展示了理论试算与实际资料处理结果。     

地震信号的小波包分解压噪方法

利用二维正交小波包技术对地震信号进行分解，其原理是根据信号与噪声在压缩比中的差异，将小波系数分解为相关部分和不相关部分，通过压制不相关部分，来达到压制噪声，提高信噪比的目的。数值计算实例表明此方法是可行的。此方法的特点是计算速度快，稳定性好，自适应性强，能对各各地震数据进行去噪处理。     

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。     

基于噪声水平估计的加权核范数最小化噪声压制方法研究

随机噪声的存在会降低地震资料的信噪比,影响对有效信号尤其是不连续性信号的分析。尺度不变性噪声估计方法基于峰度值分布不随尺度变化,能够在复杂低噪声数据上较好地估计噪声水平;加权核范数最小化能够根据矩阵奇异值刻画数据差异,通过给定不同的权值,突显数据中重要的信息。为此研究了基于噪声水平估计的加权核范数最小化噪声压制方法,利用尺度不变性噪声估计方法得到随机噪声的噪声水平估计,并根据此估计值来归一化加权核范数最小化算法的保真项,继而对地震数据进行去噪处理。理论模型试验和实际数据应用结果表明,该方法能够根据噪声水平自适应地衰减地震数据中的随机噪声,并保持地震反射中的不连续性信息,实现对地震数据的盲去噪处理,为后期的构造解释、断层和断点识别、层位追踪、几何属性提取等提供良好的基础数据。     

基于小波重构的输油管线压力信号降噪分析

在输油管线泄漏诊断中,压力信号常常夹杂大量的噪声信号,进行工况识别时需对原始信号进行降噪处理。应用小波Mallat算法,对压力信号分解和重构。在各个子带上分析信号的时域和频域特征,结合压力信号和噪声的时频分布规律,提出了对压力信号低频近似部分和分解到一定尺度的高频细节信号重构的降噪方法。对比小波阈值降噪结果,验证了小波重构具有良好的降噪效果,并简化降噪步骤、降低计算量,适合工程计算。     

F-X-Y域全三维预测去噪

基于地震反射信号在空间-频率或存在线性预测关系这一事实,可导出F-X-Y域全三维预测去噪方法。在三维地震资料处理中,这是校理想的一种叠后随机噪声衰减技术。由于在信号估计中充分利用了全三维信息,与二维方法相比,信号估计精度更高,噪声衰减能力增强。本文较详细地推导了方法原理,给出程序实现步骤,并展示了理论试算与实际资料处理结果。     

地震资料信噪比估计的几种方法

本文给出了计算信噪比的三种不同方法，即叠加法，时间域ＳＶＤ法和频率域ＳＶＤ法。当各道之间的地震信号波形，振幅及相位保持不变时，可利用叠加方法进行信噪比估计；当各道之间的地震信息仅存在振幅变化时，可采用时间域ＳＶＤ方法进行信噪比估算；当各道之间的地震信息既存在振幅变化，又存在相位变化时，应采用频率域ＳＶＣ法来计算信噪比。     

信噪比研究及其在江苏油田的应用

针对江苏油田实际资料,应用叠加法、时间域SVD法、频率域SVD法、频率域估算法进行信噪比分析研究。结果表明时间域SVD法估算实际信噪比较为可靠。模型研究表明,基于现有理论添加的噪声获得信噪比与实际信噪比存在很大的差异,针对这一问题提出利用时间域SVD法反算需要添加的噪声,所获得的信噪比对实际应用才有指导意义。模型研究显示:对于储层研究,信噪比不小于2的地震资料是相对可靠的。S油田地震资料正演模拟和实际研究在平均频率属性方面具有很好的一致性,表明江苏油田还存在许多质量可靠的资料有待我们发现研究。     

一种估计信噪比的方法

如何定量地估算地震记录的信噪比,至今尚未见到一种行之有效的方法。本文利用相关分析的原理,提出一种在随机噪音的背景上估算信噪比的近似方法。     

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。     

基于L2范数的相关叠加去噪方法

本文在研究传统相干算法的基础上,提出了一种利用邻域相关性的加权叠加压制地震随机噪声的方法,即利用L2范数估计邻域间的相似度,并以邻域间欧氏距离的高斯函数作为计算加权系数的策略,实现邻域点的相关叠加,从区域识别信号到局部保真压噪。模型及实际资料的处理计算结果表明:该方法能够有效消除随机干扰,且信号的保真度高,是低信噪比条件下资料处理的可行方法。     

地震记录信噪比的定量估算

定量分析地震记录的信噪比,能更有效地进行高分辨率地震勘探,并为地层岩性和构造解释提供高分辨率、高信噪比的优质剖面。在假设噪音为随机白噪的前提下,使用相关分析法和统计平均分析法定量地估算(其中考虑了动校正和静校正不准确及界面非水平的情况)地震记录的信噪比。文章还用理论模型对这两种方法进行了验证,表明这两种方法在几种不同信噪比的条件下,其估算值与理论值比较吻合     

适用速度垂向变化的TVDMO技术

倾斜时差校正技术(DMO),用于构造复杂地区的地震资料处理已显示出较好的效果。但由于时域和F-K域DMO方法耗费机时或占用计算机资源太多,仍然难以广泛应用。目前使用的只是一种简易快速DMO方法。我国的多数盆地为砂、泥岩沉积盆地,其速度呈垂向线性变化,在断层或构造复杂区存在叠加速度多值问题,仅采用目前已有的快速DMO、时域DMO和F-K域DMO等方法均不能很好地克服多值问题。本文从曲射线偏移成像原理出发,提出了适用于速度呈垂向线性变化的TVDMO技术。这种方法只需要对现有的时域DMO技术稍加修改即可实现。修改主要点就是把时域DMO的偏移速度,根据偏移距分别乘上一个小于1的系数。本文也论证了省略DMO处理流程中动校正与反动校正这两个步骤的方法。     

利用中值相关滤波预测相干信号

在处理一些低信噪比地震资料时,叠前和叠后的去噪必不可少。当噪声的能量很强时,以线笥理论为基础的信噪分离技术已经不以满足地震资料处理的要求。本文分析了目前常用的部分去噪技术的特点后,提出利用中值相关滤波进行信噪分离。它是一个视倾角范围内求取一个中值序列,然后利用相关分析在中值序列中求一个最佳中值序列中求生个最佳中值作为预测的相干信号,从而达到信噪分离。这种方法简单易笃,适应各种强烈干扰背影资料的信噪     

油气管道电磁超声法检测的信号处理

为从油气管道电磁超声检测的反射信号中提取出有用信息采用了新的时域分析技术进行电磁超声反射信号的处理。对该算法进行了数学推导,数学仿真试验证明,该算法具有高的抗干扰性。当设置的初始频率偏离输入信号频率20%时,输出信号仍可以正常收敛。实际信号处理表明,该方法可以明显地降低电磁超声回波信号的噪声,有助于提高电磁超声管道检测器的测量精度。     

叠前时空域线性干扰的衰减及应用

针对叠前地震数据中的线性干扰噪声，首先分析和识别出各组线性干扰波的频带范围及视速度范围，并通过分频处理从地震记录中自动分离出线性干扰所在频带范围的信号分量，然后采用线性干扰视速度扫描和空间域噪音剔除法迭代求解线性相干噪声，从原始记录中将其剔除或减掉，线性干扰频带范围之外的地震信号不会有任何改变。合成数据和实际地震数据处理结果表明，该方法适合于叠前2D/3D地震记录中各种线性相干噪声的处理，对地震信号具有良好的振幅保真性。