本文關(guān)鍵詞：稀疏變換反褶積和高精度子波提取方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著地震勘探程度的不斷深入，目前構(gòu)造簡(jiǎn)單的油氣藏已經(jīng)勘探完畢，利用分辨率較低的地震資料，已經(jīng)很難發(fā)現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、規(guī)模較小以及埋藏較深的隱蔽油氣藏。迫切需要提高地震資料的分辨率，通過高分辨率地震資料能有效地進(jìn)行層位標(biāo)定、識(shí)別小構(gòu)造或斷層等。因此，本文研究了提高地震縱向分辨率的反褶積方法以及針對(duì)子波提取的限制條件研究了基于高階統(tǒng)計(jì)的子波提取方法。 論文首先對(duì)反褶積方法以及子波提取方法的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)，并分析了這些方法存在的一些缺點(diǎn)。反褶積方法作為提高地震縱向分辨率的主要方法之一，傳統(tǒng)的方法主要有最小平方法（Least Square Deconvolution）、脈沖反褶積（Spike Deconvolution）、預(yù)測(cè)反褶積（Predictive Deconvolution）、同態(tài)反褶積（Homomorphic Deconvolution）以及稀疏脈沖反褶積（Sparse SpikeDeconvolution）等，這些方法都必須在某種假設(shè)條件才能使用，而且它們受噪音的干擾較大，在增強(qiáng)有效信號(hào)的同時(shí)使得噪音也增強(qiáng)了。常規(guī)反褶積法多是以單道循環(huán)的方式進(jìn)行處理，破壞了地震剖面同相軸的連續(xù)性。為此，論文在分析了多尺度變換的特性后，提出利用Curvelet變換來表示地震的反射信號(hào)，該方法不需要假設(shè)反射信號(hào)是稀疏的，通過利用稀疏的Curvelet系數(shù)來表達(dá)反射信號(hào)的稀疏性，而且利用多維空間變換，以多維反褶積的方式代替了傳統(tǒng)單道反褶積方式，理論上保持了地震反射信號(hào)的連續(xù)性。 在此基礎(chǔ)之上，我們將反褶積問題歸結(jié)為一個(gè)l1范數(shù)最優(yōu)化問題，并介紹了該問題的求解方法，最后選取軟閾值迭代（IST）算法來進(jìn)行計(jì)算。論文利用了理論數(shù)據(jù)分析了基于Curvelet變換反褶積方法的分辨能力，發(fā)現(xiàn)該方法在噪音干擾較弱時(shí)能準(zhǔn)確計(jì)算出大于8ms的地層厚度，，在噪音干擾較大時(shí)也能取得令人滿意的效果，對(duì)于小于8ms的地層厚度，該方法計(jì)算的結(jié)果略小于地層真實(shí)厚度，總體效果要優(yōu)于地震視厚度。除此之外，論文還利用理論數(shù)據(jù)分析了基于Curvelet變換反褶積方法保持同相軸連續(xù)性能力以及對(duì)噪音的敏感性，并與傳統(tǒng)的稀疏脈沖反褶積方法進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明基于Curvelet變換反褶積能有效地保持同相軸的連續(xù)性，并且提高分辨率的同時(shí)壓制了噪音。最后，論文利用了實(shí)際地震數(shù)據(jù)對(duì)基于Curvelet變換反褶積方法的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。 論文針對(duì)軟閾值迭代（IST）算法計(jì)算參數(shù)選擇問題，做了理論數(shù)據(jù)試驗(yàn)，給出了一個(gè)選擇計(jì)算參數(shù)的參考原則，即：在選擇迭代次數(shù)時(shí)，如果迭代次數(shù)較少，剖面的分辨率會(huì)比較低，增加迭代次數(shù)可改善，但會(huì)增加計(jì)算時(shí)間，當(dāng)?shù)螖?shù)到達(dá)一定值后，剖面的分辨率從也不會(huì)再提高；在選擇閾值時(shí)，可根據(jù)數(shù)據(jù)的噪音的強(qiáng)弱來設(shè)定相應(yīng)的閾值，噪音較強(qiáng)時(shí)就設(shè)定保留較少的Curvelet系數(shù)，噪音較弱時(shí)可設(shè)定保留較多的Curvelet系數(shù)。 地震反褶積的目的是壓縮地震子波，如果我們能夠準(zhǔn)確地提取子波，那么就能更好地消除子波的影響提高地震分辨率，傳統(tǒng)的方法是通過假設(shè)子波最小相位和反射系數(shù)是白噪序列，以地震道自相關(guān)代替子波自相關(guān)求得反褶積算子，但這是不準(zhǔn)確的，或者在復(fù)賽譜域?qū)ψ硬ê头瓷湎禂?shù)進(jìn)行分離。隨著高階統(tǒng)計(jì)量在地震數(shù)據(jù)處理中的廣泛應(yīng)用，利用高階統(tǒng)計(jì)量來提取地震子波的方法得到了較大的發(fā)展。利用高階統(tǒng)計(jì)量可分別從時(shí)間域和頻率域來提取子波，本文主要研究了基于高階統(tǒng)計(jì)的復(fù)賽譜子波提取方法，重點(diǎn)介紹了復(fù)倒雙譜以及復(fù)倒三譜的提取原理。首先，將子波分解為最小相位和最大相位分量后，然后利用地震道信號(hào)的高階累積量與子波高階累積量在復(fù)賽譜域的關(guān)系，建立一個(gè)方程組，分別計(jì)算出子波的最小相位和最大相位分量，進(jìn)而可求得子波。該方法不需要子波最小相位的假設(shè)，可提取任意相位的子波，從而擺脫了子波最小相位的限制條件。論文還討論了高斯噪音對(duì)于復(fù)倒雙譜以及復(fù)倒三譜子波提取方法的影響，理論實(shí)驗(yàn)表明，由于高斯噪音的高階累積量恒為零，該方法可抑制任何強(qiáng)度的高斯噪音。 考慮到子波在傳播過程中會(huì)不斷衰減，在一定時(shí)間段內(nèi)，子波作用是不一樣的，因此，需要對(duì)地震數(shù)據(jù)進(jìn)行分段提取子波。這就要求子波提取方法在數(shù)據(jù)量較少時(shí)也能準(zhǔn)確的提取出子波。論文提出了采用平滑窗函數(shù)來改善高階累積量的估計(jì)，并討論了數(shù)據(jù)長(zhǎng)度對(duì)子波估計(jì)的影響。 最后，論文結(jié)合兩種方法，對(duì)實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，驗(yàn)證了兩種方法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：反褶積 子波提取 分辨率 信噪比
【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】：2012
【分類號(hào)】：P631.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-19
• 1.1 論文研究的背景及意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 反褶積方法研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 地震子波提取方法研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 論文研究?jī)?nèi)容、創(chuàng)新點(diǎn)以及結(jié)構(gòu)17-19
• 1.3.1 論文的研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)17-18
• 1.3.2 論文的結(jié)構(gòu)18-19
• 第2章 反褶積方法原理概述19-28
• 2.1 地震記錄模型19-20
• 2.2 反褶積基本原理20-21
• 2.3 常用反褶積方法21-28
• 2.3.1 最小平方反褶積21-23
• 2.3.2 預(yù)測(cè)反褶積23-26
• 2.3.3 同態(tài)反褶積26-28
• 第3章 基于稀疏變換反褶積方法28-49
• 3.1 Curvelet 變換理論28-32
• 3.1.1 Curvelet 理論28-31
• 3.1.2 Curvelet 稀疏逼近原理31-32
• 3.2 基于稀疏變換反褶積原理32-33
• 3.3 l 1最優(yōu)化求解算法33-35
• 3.4 理論數(shù)據(jù)分析35-41
• 3.4.1 楔形模型實(shí)驗(yàn)35-37
• 3.4.2 薄層模型及噪音敏感性試驗(yàn)37-41
• 3.5 計(jì)算參數(shù)的影響41-44
• 3.5.1 迭代次數(shù)的影響41-43
• 3.5.2 閾值的影響43-44
• 3.6 實(shí)際數(shù)據(jù)分析44-48
• 3.7 小結(jié)48-49
• 第4章 高精度地震子波提取方法49-72
• 4.1 地震信號(hào)高階統(tǒng)計(jì)特性分析49-52
• 4.1.1 高階累積量以及高階譜定義49-50
• 4.1.2 地震信號(hào)高階統(tǒng)計(jì)特性50-52
• 4.2 混合相位地震子波分解52
• 4.3 復(fù)倒雙譜提取子波方法52-56
• 4.3.1 復(fù)倒雙譜提取子波原理52-55
• 4.3.2 復(fù)倒雙譜提取子波計(jì)算方法55-56
• 4.4 復(fù)倒三譜提取子波方法56-58
• 4.4.1 復(fù)倒三譜子波提取原理56-57
• 4.4.2 復(fù)倒三譜提取子波計(jì)算方法57-58
• 4.5 利用平滑窗改進(jìn)高階累積量估計(jì)58-60
• 4.6 子波估計(jì)步驟60-63
• 4.6.1 復(fù)倒雙譜估計(jì)子波步驟60-62
• 4.6.2 復(fù)倒三譜估計(jì)子波步驟62-63
• 4.7 理論數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)63-68
• 4.7.1 合成理論數(shù)據(jù)63-64
• 4.7.2 子波估計(jì)實(shí)驗(yàn)64-67
• 4.7.3 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度對(duì)子波估計(jì)的影響67-68
• 4.8 實(shí)際地震資料處理68-71
• 4.9 小結(jié)71-72
• 第5章 論文結(jié)論與展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-80
• 作者簡(jiǎn)介及在攻讀學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果80-81
• 致謝81

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本文編號(hào)：301037