【摘要】：隨著全球地震勘探行業(yè)的發(fā)展,國內外油氣田勘探逐漸進入到巖性勘探和深部勘探階段。油氣勘探程度的提高使得發(fā)現新的構造油氣藏變得越來越困難,而巖性勘探中出現的復雜斷塊、薄互層、小構造識別等問題對地震資料分辨率提出更高的要求。在實際野外采集工作中,常規(guī)動圈式檢波器的自然頻率在10Hz左右,因此采用常規(guī)動圈式檢波器獲取地震資料時,受到檢波器靈敏度的制約,使得接收到的10Hz以下低頻信號常常被檢波器畸變,造成地震信號的低頻信息很難被校正和使用,地震數據如果缺失可信的低頻成分,將會增加子波的旁瓣,降低地震數據的分辨率,增加資料解釋的多解性。另外,地震信號中的低頻成分可以有效地穿透地層,改善地震深部成像的質量和成像精度,因此低頻地震數據在人工地震勘探中的重要作用日益凸顯。將常規(guī)動圈式檢波器全部替換為寬頻帶檢波器,能夠獲得真實可靠的寬頻帶地震數據,但是也會造成實驗周期長,野外施工難度大等實際問題,增加高額的施工成本。為解決常規(guī)動圈式檢波器接收低頻信號時產生畸變的問題,本論文提出一種陸地動圈式檢波器低頻數據增強技術,利用動圈式檢波器和寬頻帶檢波器自然頻率的差異,以寬頻帶檢波器的低頻信息為標準,對同源共點布置的常規(guī)動圈式檢波器接收到的低頻信息進行匹配校正。首先確定常規(guī)動圈式檢波器的最低有效頻率,然后對低頻段內兩種檢波器接收到的地震數據進行時頻變換,在頻率域或者時頻域內進行匹配濾波,完成對常規(guī)動圈式檢波器數據的低頻增強。對這種技術的研究當前還僅限于測試常規(guī)動圈式檢波器和寬頻帶檢波器一一對應布置的條件,理論上這種方法也能夠適用寬頻帶檢波器作為稀疏約束的情況,提高本技術的實際應用可行性。該技術可以有效地增強動圈式檢波器數據的低頻信息,拓寬地震資料的有效頻帶范圍,提高地震資料的時間分辨率,為更加準確的速度分析、全波形反演等工作提供寬頻帶的數據體,有助于降低地震資料解釋的多解性。由于在低頻增強過程中所應用的子波匹配和匹配濾波容易受到隨機噪聲的影響,因此還需要研究與低頻數據增強相匹配的隨機噪聲壓制預處理方法。疊前地震記錄中的隨機噪聲是不可避免的,總是會影響到地震資料的信噪比。采用常規(guī)隨機噪聲消減方法進行去噪的同時,往往會衰減相當一部分有效信號的低頻能量,不利于低頻成分的增強和使用。因此,本次研究提出了一種基于混合類小波變換的隨機噪聲消減方法。由于無法有效地表征地震平面波數據,傳統的小波閾值去噪方法處理后的地震同相軸附近往往模糊嚴重,并且存在一定數量的殘留噪聲。Seislet變換是一種專門針對地震數據開發(fā)的類小波變換方法,對地震數據具有更好的稀疏表征特性,其可以在空間方向上有效地壓縮地震數據。地震數據經過seislet變換后,滿足小波變換所需的分片平滑假設。因此,本論文在seislet變換域內引入時間方向上的離散小波變換,對seislet變換壓縮后的變換域系數在時間方向上作進一步壓縮,形成混合類小波變換方法。在混合類小波變換域內,有效信號的能量主要分布在大尺度變換系數上,通過選取合適的信噪分離閾值函數,對地震數據進行隨機噪聲壓制,可以避免有效低頻成分的損失,最大程度地保留有效低頻信息。最終形成一套相對完整的動圈式檢波器低頻數據增強處理方案。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P631.436
【圖文】：

信號和噪聲之間的正交化模型對已去除的噪聲和去噪結果進行信號噪交化處理，從噪聲中提取同相軸等有效信息，利用局部正交權重對軟閾果中的信號能量進行提取，從而恢復去噪過程中損失的有效信號的能量模型分析檢驗本章去噪方法的效果，將提出的方法應用于理論模型。建立一個簡地震反射模型（圖 2.1a），其地震子波主頻為 10Hz，道間距為 20m，，然后在其中加入均勻分布并進行帶通濾波的隨機色噪聲，得到低信噪圖 2.1b）。對低信噪比模型進行傾角估計，得到局部地震傾角剖面（圖 2.2到，盡管存在隨機噪聲的干擾，利用平面波分解濾波器（PWD）計算仍然能夠比較準確地表征有效反射同相軸的局部斜率信息，為后期構造波變換提供高精度的地震同相軸壓縮方向。用所求取的地震同相軸傾角據應用本論文提出的混合類小波變換方法進行壓縮處理，得到對應的變，如圖 2.2b 所示。

（a） （b）圖 2.2 混合類小波變換（a）地震同相軸局部傾角；（b）混合類小波變換系數從圖 2.2 可知，經混合類小波變換方法處理后，局部平面波信號能量主要集中在左上角位置（圖 2.2b），有效地震數據得到極大的壓縮。僅選取 6%較大的混合類小波系數進行數據重建，得到重建后的地震數據（圖 2.3a）。圖 2.3b為去除的噪聲部分（剖面右上角由于沒有反射波數據，為了更好地比較而進行了切除處理，下同）。觀察發(fā)現：混合類小波變換軟閾值方法可以消除絕大多部分的隨機噪聲，但去噪后的同相軸存在少量的模糊現象。這是由于去噪過程僅采用了少量的變換域系數進行有效信號重建，存在一些低能量的有效信號隨噪聲被壓制而無法參與重建。為進一步提升消噪效果，采用信號噪聲正交化模型對噪聲與去噪結果進行正交化處理，利用最小二乘法解出局部正交權重對去噪結果（圖 2.3a）進行能量補償，圖 2.3d 為正交化后的結果，圖 2.3f 為正交化處理以后的噪聲剖面�？梢钥吹接行盘柕哪芰康玫揭欢ǔ潭鹊幕謴�。采用

（e） （f）圖 2.3 去噪結果及局部正交化前后對比a）混合類小波方法去噪結果；（b）已去除的噪聲；（c）a 和 b 的相似圖；（d）正交化后去噪結果；（e）正交化后的噪聲；（f）d 和 e 的相似圖表 2.1 局部正交化前后信噪比對比 /dB.6 實際數據處理進一步通過實際數據來驗證本論文提出的混合類小波變換方法的適用性。選墨西哥灣某地區(qū)二維疊前CMP道集數據來評估本文提出方法，地震記錄中存類型 信噪比原始記錄 2.592混合類小波變換去噪后的結果 12.2正交化后的結果 12.63

【參考文獻】

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本文編號：2772189