基于正交匹配追踪算法的叠前地震反演方法

为了给地质解释提供更为有利的反演数据,本文提出一种基于正交匹配追踪算法的叠前稀疏反演方法.采用正交匹配追踪算法先搜索稀疏的反射系数位置再计算大小,利用L₀范数对反射系数的稀疏性进行约束,构建基于正交匹配追踪算法的叠前地震反演目标函数,并加入模型约束以增强反演的稳定性.由于L₀范数具有较强的稀疏性,反演结果界面块化,地层界面清晰.反演得到的反射系数可通过积分的方式转化为地层弹性信息.模型测试表明该方法稳定可靠,抗噪能力强.实际地震数据反演的井旁道与测井资料匹配较好,与常规反演方法相比,提升了反演结果对地层的分辨能力.     

全域正则化快速匹配追踪稀疏地震反演方法

匹配追踪算法(MP)自提出以来便被广泛应用于信号处理领域。文中首先利用时频域褶积算子与初始模型约束构建匹配追踪的冗余字典,在全时频域内筛选出所有可能的匹配原子构成备选原子库;然后利用正则化方法从备选原子库中筛选出能量最大的子集构成最终的匹配原子库,即一次迭代即可筛选出多个匹配原子。据此形成的上述全域正则化快速匹配追踪算法具有计算效率高、鲁棒性强等优点。此外,将初始模型约束与时频域联合反演方法引入反演框架,可有效提高反演结果的精度。对所提方法进行的一维、二维模型及三维实际资料的测试结果表明,全域正则化快速匹配追踪地震反演方法相较于常规匹配追踪的计算效率得到明显提高,反演结果既具有良好的鲁棒性,同时拥有较好的层位边界保真度。     

快速匹配追踪三参数时频特征滤波

传统的匹配追踪方法通常采用完备的时频原子库和贪婪算法进行子波分解,计算量巨大。为此本文引入互相关阈值约束技术,实现两次迭代和完备库之间的反馈,剔除那些互相关值很小的时频原子,动态地减小完备库的冗余度;通过多原子同步提取,实现快速匹配追踪地震道分解。分解后的地震信号是按子波的能量排序的,每个子波都由振幅、频率和中心时间三参数表示,代表原始地震信号在某-中心时间的局部主振幅特征和主频率特征,因此在信号重构时,可根据有效信号与噪声信号的主振幅、主频率和中心时间的差异,构建三参数时频特征滤波器,筛选出代表有效信号的子波对信号进行重构,达到无损去噪的目的。合成地震记录和实际资料处理结果表明了该方法的有效性。     

地震匹配追踪技术与应用研究进展

匹配追踪作为一种自适应信号分析方法,由于其具有良好的地震数据稀疏表示特性,在地震资料处理及解释领域得到了越来越多的关注。匹配追踪技术有三大要素:匹配子波母函数、匹配子波库和匹配追踪分解算法。匹配追踪首先要构建匹配子波库或子波字典,其类型有超完备子波库、正交子波库和动态子波库。匹配子波母函数在早期用Gabor子波,现在常用Morlet子波和Ricker子波。匹配追踪分解算法是匹配追踪技术的核心,分为贪婪算法、正交匹配追踪算法、快速匹配追踪算法。在深入调研的基础上,梳理了地震匹配追踪分解与重构技术的发展历程及研究进展,系统阐述了匹配追踪技术的基本原理,剖析了匹配追踪技术的加速策略,并总结了匹配追踪技术在地震资料处理、解释领域的应用现状。理论及应用实例研究表明,地震匹配追踪技术算法灵活、应用效果良好,具有广阔的发展前景。     

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。     

基于动态匹配子波库的地震数据快速匹配追踪

 本文基于Liu 等的改进算法,以Morlet小波作为基本匹配子波,在控制参数的确定过程中,充分利用地震信号的瞬时特征确定动态扫描范围,并根据地震信号本身的特点创建动态子波库,通过一次迭代同时确定多个匹配子波,再利用匹配子波控制参数之间的关系,提出了双参数快速匹配追踪算法,进一步减少了扫描参数的个数,使计算效率得到了质的提高。为了使算法更快收敛,利用残差信号的能量对双参数快速匹配追踪算法的迭代次数进行有效控制,不仅避免了毫无意义的计算,而且可在一定程度上去除随机噪声。最后,本文利用各匹配子波的独立性,提出了一种变窗口短时傅里叶变换方法,得到了高精度时频分布图。     

基于不同原子类型的匹配追踪信号分解算法

根据原始信号的内在特征,匹配追踪算法可把信号分解成一系列时频原子的线性组合,将分解的信号重构后与WVD结合,可提高时频分析的精度,但采用不同原子库分解的效果各不相同,目前地球物理界常用的原子类型是Morlet小波和Ricker子波,本文在此基础上对已有的原子库进行扩充,根据实际地震记录尝试寻找一种适应性较强的原子类型。     

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。     

对依据频率的匹配追踪快速算法的改进

匹配追踪(MP)算法是信号自适应分解的一种具体实现方法.依据频率的匹配追踪快速算法利用地震信号有限频带的先验知识,建立以频率为主要搜索目标的字典索引,减少了字典索引和迭代循环的计算量,提高了信号匹配追踪分解的效率和计算速度.改进算法以复地震信号能量极值处的瞬时频率为初始频率,建立频率与尺度参数的关联关系,使循环迭代过程紧密围绕残值信号能量的有效衰减,提高了确定初始频率的针对性.     

复数域匹配追踪近地表Q值估计及深度学习建模

常规基于微测井资料的品质因子(Q值)求取方法,通常需要拾取初至时间并按时窗求取初至波频谱,因而工作量较大,并且受选取的窗函数参数大小的影响。为此,提出了一种基于非零相位雷克子波的复数域快速匹配追踪分解并结合对数谱比法估算微测井数据近地表Q值的方法。根据微测井数据初至波能量最强的特点,利用非零相位雷克子波匹配追踪提取第一个匹配原子,其频谱表达了初至波的能量,中心时间则包含了初至旅行时信息,从而实现了用于谱比法Q值估算的初至波频谱和旅行时参数的自动提取。在谱比计算中引入整形正则化算子提高算法的稳定性,并采用优化反演算法求出稳定的谱比值,以保证对数谱比法近地表Q值估计的精度。将工区内不同测点求取的品质因子函数作为已知样本标签,通过深度学习训练形成近地表Q值的多元非线性回归算子,建立三维近地表品质因子模型。模型数据和实际数据的处理结果表明,该方法自动、高效、稳定,且抗噪能力强,将获得的近地表Q值模型用于Q值补偿,可有效提高地震资料的分辨率。     

地震信号谱分解匹配追踪快速算法及其应用

提出了地震信号谱分解的两步法匹配追踪(MP)算法。该方法根据最优小波的时间延迟,采用多点同时搜索的方式,在不损失MP算法精度的同时使运算效率得到了提高。阐述了基于Ricker小波MP算法的基本原理,给出了两步法MP快速算法的实现步骤。基于理论模型,讨论了MP算法谱分解的效果,并与Gabor变换和小波变换的谱分解效果进行了对比分析;利用谱分解的峰值瞬时频率进行了薄层反演,与常规薄层反演算法的对比表明,该方法对储层上、下界面反射系数的变化不敏感。在某地区,利用两步法MP快速算法对实际地震记录进行了谱分解,并基于由谱分解得到的不同频率的切片,分析了含气储层下方的影子效应,结果表明影子效应直接指示了烃类的存在。     

基于匹配追踪算法的时频滤波去噪方法

地震资料信噪比是影响地震资料质量的关键因素之一,目前的去噪方法大多难以保证在去噪的同时不损伤有效波.为此,提出了基于匹配追踪算法的时频滤波方法,该方法采用"减去"去噪方式,可以有效地去除噪声,且不损伤有效波.匹配追踪算法的基本原理是,将任意信号分解为波形的线性延展,而这些波形是从函数的冗余代码中选出,可以最佳匹配信号的结构.用选出的波形中代表有效信号的部分对信号进行重构,可以达到无损去噪的目的.分别利用匹配追踪时频滤波法和F-X滤波法对含有随机噪声的仿真信号进行了去噪处理,结果表明,匹配追踪时频滤波法可以较好地去除仿真信号中的随机噪声,降低对高频信号的损伤.     

基于OpenMP并行计算的匹配追踪时频分析方法

基于匹配追踪的平滑伪Wigner-Ville分布具有良好的时频分辨率,但由于计算量过大,影响其在实际地震数据处理中的应用。在深入研究基于OpenMP的并行算法的基础上,本文将该并行计算方式应用于匹配追踪法对Morlet子波的寻优过程以及计算多个Morlet子波平滑伪Wigner-Ville分布。实际数据计算结果表明：该并行算法加速性能良好,加速比随线程数增加呈近线性增长,即在确保计算精度的情况下,能显著提高计算效率;而且计算量越大其加速性能体现越充分。     

应用匹配追踪算法的高分辨率处理方法

常规地震数据处理方法因存在窗口效应、能量聚焦性差、分辨率与信噪比相互制约等弊端,使其处理能力受限。为此,在阐述匹配追踪算法基本原理及相对保幅AVF剖面构建方法的基础上,文中提出一种新的高分辨率处理技术。首先对信号进行分解并构建相对保幅AVF剖面,然后在时频谱上进行能量重新分配,提高原始数据高频成分,每个时频原子在给定频率位置的谱值决定其贡献程度,最后保幅重构地震信号。实际资料处理结果表明,重构后地震信号主频提高,频带拓宽,分辨率相对提高,增强了地震资料识别小地质体的能力,有利于后续储层识别和流体检测。     

基于匹配追踪算法的碳酸盐岩储层低频伴影识别方法研究

由于储层介质具有黏滞性,地震波在穿过含油气地层时会产生强烈的吸收衰减,并在储层下方产生低频伴影异常,因此,这种异常可以作为一种直接检测烃类的方法。 深层碳酸盐岩储层内部结构复杂,地震资料分辨率低,用常规时频分析方法难以精确刻画储层内部结构。 针对这些问题提出了一种基于匹配追踪算法的碳酸盐岩储层低频伴影识别方法,该方法利用匹配追踪算法对地震资料进行谱分解。 通过与其他时频分析方法进行对比,表明该方法具有更高的时频分辨率,能够有效检测储层低频伴影异常。 实际资料试算表明,基于匹配追踪算法的低频伴影方法能够有效检测深层碳酸盐岩含气储层。     

复数道动态匹配追踪算法的改进

针对复数道动态匹配追踪算法中采用瞬时频率求取的匹配原子的主频经常是没有物理意义的负数,且很不稳定的问题,在匹配原子主频的求取过程中,提出了基于连续相位的瞬时频率求取方法。该方法摒弃了主值相位,引入连续相位,解决了主值相位存在不连续突变点的问题;而且瞬时频率并不是直接由相位求导获得,而是通过阻尼最小二乘反演的方法求得。实验结果表明,利用连续相位求取的瞬时频率准确度高,且不存在无物理意义的负频率值。模型和实际资料表明改进的匹配追踪算法具有很好的稳定性,能够适应复杂地震信号的分解和重构。     

基于匹配追踪的谱分解方法及其应用

谱分解技术作为一项新颖的地震解释技术,在储层预测等方面得到越来越多的应用。准确刻画地震信号在时频空间分布特征是谱分解技术的关键。短时傅里叶变换的时频分辨率受时窗长度限制,不同的时窗参数对结果有较大的影响。小波变换以其多分辨率的特点能够得到更好的时频分布,但其在时间-尺度概念下的时频分解难以理解,而具有自适应特征的匹配追踪方法时频概念相对明确,模型和实际应用表明匹配追踪谱分解具有较好的时频分辨率,更适用于复杂的地震信号。