本文關(guān)鍵詞：FCL算法在地震勘探資料去噪中的應(yīng)用研究

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【摘要】：目前,地震勘探技術(shù)是勘探地下石油、天然氣資源最重要的方法之一。在地震勘探資料的采集過程中,受自然環(huán)境、人為因素等的影響,采集到的攜帶地質(zhì)信息的有效地震波總會(huì)伴隨大量的隨機(jī)噪聲,更甚者,有效的地震信號(hào)會(huì)被噪聲湮沒,這對(duì)后續(xù)的地震資料的分析造成了嚴(yán)重的影響,因此對(duì)地震勘探資料中隨機(jī)噪聲的壓制是非常重要的。對(duì)地震勘探資料的處理,一方面,要最大限度壓制隨機(jī)噪聲,另一方面,還要避免有效信號(hào)的幅值在去噪處理中產(chǎn)生大幅衰減。針對(duì)此課題,目前學(xué)界提出了不少行之有效的方法,但是已有的方法在處理強(qiáng)隨機(jī)噪聲背景下的信號(hào)時(shí)效果不理想,去噪后信號(hào)的幅度會(huì)有不同程度的衰減。在此背景下,探索能夠成功壓制隨機(jī)噪聲,同時(shí)能夠有效保護(hù)信號(hào)的幅值,最終得到高信噪比,高分辨率,高保真的地震勘探資料處理方法,有著重大的意義。本文的研究工作主要包含兩方面內(nèi)容：第一,本文研究了基于分形守恒定律(Fractal Conversation Law, FCL)的隨機(jī)噪聲壓制方法,FCL是一種基于柯西問題的偏微分方程的濾波方法,這個(gè)偏微分方程含有一對(duì)矛盾項(xiàng)：經(jīng)典的拉普拉斯擴(kuò)散項(xiàng)和分形反擴(kuò)散項(xiàng)。在將該方程引入信號(hào)處理領(lǐng)域時(shí),分形反擴(kuò)散項(xiàng)起到信號(hào)增強(qiáng)的作用,而拉普拉斯擴(kuò)散項(xiàng)起到去噪的作用。通過改變分形指數(shù),擴(kuò)散與反擴(kuò)散的系數(shù)可實(shí)現(xiàn)濾波器的調(diào)節(jié)。經(jīng)證明,FCL算法是一個(gè)效果極佳的信號(hào)處理算法,利用FCL算法進(jìn)行去噪時(shí),能夠快速有效的壓制噪聲和保護(hù)有效信號(hào)的幅值。本文將應(yīng)用了FCL算法進(jìn)行地震信號(hào)處理,借此方法來有效壓制地震信號(hào)中的隨機(jī)噪聲。在本文中,我們分析了FCL的基本原理,并使用FFT實(shí)現(xiàn)了偏微分方程的求解,推導(dǎo)了該算法的頻率響應(yīng),并通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該算法的有效性。第二,本文首次提出了基于相關(guān)積分的徑向FCL算法。由于FCL濾波的效果主要取決于其頻率響應(yīng)的形狀,在傳統(tǒng)的FCL濾波中,參數(shù)一旦確定,在處理整個(gè)地震記錄的過程中濾波器的形狀是固定不變的。如果選取較小的截止頻率,那么FCL的去噪能力強(qiáng),保幅能力弱,反之,FCL的保幅能力強(qiáng),去噪能力卻較弱。因此,采用單一截止頻率的傳統(tǒng)FCL算法具有一定的局限性,為了提高FCL的去噪能力,本文提出了基于相關(guān)積分的徑向FCL濾波方法,通過對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行徑向道變換,然后在徑向域計(jì)算各道信號(hào)的相關(guān)積分值,以此來區(qū)分有效信號(hào)區(qū)域與噪聲區(qū)域,然后對(duì)不同的區(qū)域采用不同截止頻率的FCL算法進(jìn)行處理：不含有效信號(hào)區(qū)域采取較小的截止頻率,提高濾波器的去噪性能,而對(duì)有效信號(hào)部分采取適合于有效信號(hào)主頻的截止頻率,重點(diǎn)保護(hù)有效信號(hào)的幅度。這樣,FCL算法壓制隨機(jī)噪聲的能力得到了進(jìn)一步提高。本文介紹了利用相關(guān)積分在徑向道域區(qū)分有效信號(hào)區(qū)域與隨機(jī)噪聲區(qū)域的原理和方法,詳細(xì)論證了基于相關(guān)積分的徑向FCL算法的可行性,并在理論的基礎(chǔ)上,通過實(shí)驗(yàn)證明了該算法的有效性
【關(guān)鍵詞】：地震噪聲壓制 分形守恒定律(FCL) 相關(guān)積分 信號(hào)增強(qiáng)
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P631.44
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 選題背景及意義10-11
• 1.2 地震勘探記錄中噪聲的特點(diǎn)11-12
• 1.3 地震勘探資料噪聲消減的研究現(xiàn)狀12-15
• 1.4 本文的章節(jié)安排15-16
• 1.5 本章小結(jié)16-18
• 第2章 FCL算法的原理及性質(zhì)18-28
• 2.1 FCL算法的基本原理18-19
• 2.2 方程求解方案19-23
• 2.3 FCL頻率響應(yīng)分析及參數(shù)選擇23-27
• 2.3.1 FCL頻率響應(yīng)分析23-25
• 2.3.2 參數(shù)的選擇25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 FCL算法在地震勘探資料去噪中的應(yīng)用28-38
• 3.1 反射波雙曲時(shí)距方程28-30
• 3.2 模擬地震記錄實(shí)驗(yàn)30-35
• 3.3 實(shí)際地震數(shù)據(jù)處理35-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第4章 基于相關(guān)積分的徑向FCL消減地震勘探隨機(jī)噪聲38-56
• 4.1 基于相關(guān)積分的徑向FCL方法的提出38-39
• 4.2 基于相關(guān)積分的徑向FCL方法的基本原理39-51
• 4.2.1 相關(guān)積分的定義40-43
• 4.2.2 信號(hào)平穩(wěn)性的度量43-45
• 4.2.3 徑向道變換45-48
• 4.2.4 基于相關(guān)積分的徑向FCL方法的基本原理48-51
• 4.3 基于相關(guān)積分的徑向FCL消減地震勘探隨機(jī)噪聲51-55
• 4.3.1 模擬地震記錄實(shí)驗(yàn)51-53
• 4.3.2 實(shí)際地震數(shù)據(jù)處理與分析53-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第5章 總結(jié)與展望56-58
• 5.1 全文總結(jié)56-57
• 5.2 展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 導(dǎo)師及作者簡(jiǎn)介62-64
• 致謝64

【相似文獻(xiàn)】

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