發(fā)布時間：2017-09-20 18:08

  本文關(guān)鍵詞：地震波場數(shù)據(jù)壓縮感知重建理論及方法研究

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【摘要】：在對石油和天然氣資源開采之前,施工人員首先需要正確探明其在地下的分布位置,即需要進行油氣勘探。而地震勘探作為油氣勘探的重要手段之一,在油氣勘探中發(fā)揮著巨大的作用。但是隨著油氣勘探范圍的不斷擴大,勘探工作區(qū)地上以及地下的環(huán)境越來越復(fù)雜,再加上人為等其它因素的影響,使得地震勘探不能采集到完整的地震數(shù)據(jù),這嚴重影響了地震數(shù)據(jù)的精確成像,從而給地震勘探正確探明油氣資源的分布位置帶來了困難。因此,針對上述問題,設(shè)想可以用人工方法對不完整的地震數(shù)據(jù)進行重建,使其恢復(fù)出完整的地震數(shù)據(jù)。本文就是從這一問題出發(fā),將信號處理領(lǐng)域新發(fā)展的壓縮感知理論應(yīng)用到地震勘探中,對采集到的地震波場數(shù)據(jù)進行稀疏表示,選取合適的測量矩陣及重構(gòu)算法對缺失的地震數(shù)據(jù)進行重建,并且最終獲得了理想的處理效果。壓縮感知理論克服了傳統(tǒng)奈奎斯特采樣定理的不足之處,它在對信號壓縮的過程中也融入了采樣的過程,即壓縮和采樣同時進行,且只需較低的采樣率對信號進行采樣,就能夠重構(gòu)出滿足一定精度的原始信號。根據(jù)壓縮感知的基本流程,本文的研究重點是地震波場數(shù)據(jù)的稀疏變換以及稀疏優(yōu)化重構(gòu)算法。在稀疏變換方面,鑒于Curvelet變換局部性、多尺度性和多方向性的特點在處理非穩(wěn)態(tài)地震波場數(shù)據(jù)具有較大的優(yōu)勢,因此選取Curvelet變換對地震波場數(shù)據(jù)進行稀疏變換,并通過實驗說明曲波變換不僅能夠?qū)Φ卣鸩▓鰯?shù)據(jù)進行較好的稀疏表示,而且還能夠達到對地震數(shù)據(jù)去噪以及去除同相軸干擾的作用。在稀疏優(yōu)化重構(gòu)算法方面,稀疏優(yōu)化是通過求解一個0l范數(shù)優(yōu)化問題來得到對原始信號的精確重構(gòu),0l范數(shù)優(yōu)化為一個欠定問題,不容易求解,通常情況下以1l范數(shù)逼近0l范數(shù)作為一個可解的凸優(yōu)化問題,研究采用凸集投影理論(POCS)解決1l范數(shù)優(yōu)化問題,對缺失地震波場數(shù)據(jù)進行重建。研究中設(shè)計了一套基于壓縮感知的地震波場數(shù)據(jù)重建方法,并通過實驗加以驗證其實用性。研究發(fā)現(xiàn),迭代次數(shù)和閾值模型是影響重建效果的兩大因素,因此,著重討論了它們對重建效果的影響。在閾值模型方面,設(shè)計了線性閾值模型以及指數(shù)閾值模型的數(shù)學(xué)表達式,并對指數(shù)閾值模型進行改進,提出了一種新的指數(shù)衰減型閾值模型,且利用該閾值模型進行迭代提升了運算速度,也達到了較好的重建效果。
【關(guān)鍵詞】：壓縮感知 曲波變換 凸集投影理論 閾值模型
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P618.13;P631.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 引言9-17
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 壓縮感知理論研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 地震波場數(shù)據(jù)重建方法研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.3 基于壓縮感知地震數(shù)據(jù)重建方法研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容及安排15-17
• 第二章 地震波場數(shù)據(jù)的稀疏變換17-32
• 2.1 概述17
• 2.2 壓縮感知理論知識17-20
• 2.3 曲波變換基本原理20-24
• 2.4 地震波場數(shù)據(jù)Curvelet變換24-31
• 2.4.1 Curvelet變換的優(yōu)勢24-25
• 2.4.2 Curvelet變換模擬實驗分析25-28
• 2.4.3 Curvelet變換實際數(shù)據(jù)處理28-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章 地震波場數(shù)據(jù)壓縮感知重建方法32-45
• 3.1 概述32
• 3.2 傳統(tǒng)地震道插值方法32-35
• 3.2.1 問題的引出32-34
• 3.2.2 地震道插值原理34-35
• 3.3 凸集投影算法基本原理35-38
• 3.4 地震波場數(shù)據(jù)壓縮感知重建算法38-41
• 3.5 模擬實驗41-43
• 3.6 本章小結(jié)43-45
• 第四章 地震波場數(shù)據(jù)壓縮感知重建效果分析45-59
• 4.1 引言45
• 4.2 迭代次數(shù)對重建效果的影響45-49
• 4.3 閾值模型對重建效果的影響49-58
• 4.3.1 閾值模型49-52
• 4.3.2 閾值模型的設(shè)計52-55
• 4.3.3 數(shù)值實驗55-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論59-61
• 參考文獻61-65
• 致謝65-66

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 苗永康,綦忠,單聯(lián)瑜,王修田;穩(wěn)定波束法地震波場模擬技術(shù)[J];石油物探;2002年04期

2 李智宏,胡中平,王輝明,張明,錢菊華,薛詩桂;含高速層地震物理模型的廣角地震波場研究[J];勘探地球物理進展;2005年05期

3 羅斌,王寶彬;隨鉆地震波場空間傳播特征研究及應(yīng)用[J];石油地球物理勘探;2005年01期

4 李洪奇,劉洪,李幼銘;井間電磁場偽地震波場成像方法[J];測井技術(shù);1999年02期

5 張永剛;地震波場數(shù)值模擬方法[J];石油物探;2003年02期

6 謝桂生;劉洪;李幼銘;胡潤苗;;界面起伏條件下反射/透射算子+單程波方程的地震波模擬方法[J];地球物理學(xué)報;2005年05期

7 熊忠;;分裂步傅里葉法地震波場數(shù)值模擬[J];內(nèi)蒙古石油化工;2008年02期

8 邊立恩;賀振華;黃德濟;;飽含流體介質(zhì)的地震波場特征及頻率分布[J];巖性油氣藏;2008年03期

9 劉志偉;王忠仁;裴海俠;;基于邊界元法的地震波方程時間域數(shù)值模擬[J];西華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年01期

10 楊紹國,周熙襄;區(qū)域分解地震波場數(shù)值模擬算法[J];石油地球物理勘探;1996年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李洪奇;劉洪;李幼銘;;井間電磁場偽地震波場成像方法[A];寸丹集——慶賀劉光鼎院士工作50周年學(xué)術(shù)論文集[C];1998年

2 曹靜杰;王彥飛;楊長春;;基于壓縮感應(yīng)的地震波場重建方法研究(英文)[A];中國地球物理·2009[C];2009年

3 楊祥森;;粘彈介質(zhì)中有限差分法地震波場數(shù)值模擬[A];中國地球物理·2009[C];2009年

4 王華忠;馬在田;;三維地震波場深度外推消除與地面有關(guān)的噪音[A];1997年中國地球物理學(xué)會第十三屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];1997年

5 周紅;陳曉非;;地震波場的地形校正[A];中國地球物理.2003——中國地球物理學(xué)會第十九屆年會論文集[C];2003年

6 徐果明;沈玉松;朱良保;翟永波;;用譜元法計算地震波場[A];中國地球物理第二十一屆年會論文集[C];2005年

7 曹靜杰;王彥飛;;地震波場稀疏重建的信賴域算法[A];中國地球物理2013——第二十專題論文集[C];2013年

8 陶毅;符力耘;孫偉家;孫秋霞;;地震波干涉法研究進展綜述[A];中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所第十屆（2010年度）學(xué)術(shù)年會論文集(上)[C];2011年

9 平萍;徐義賢;張煜;;二維復(fù)雜地形地震波場譜元法模擬[A];中國地球物理學(xué)會第二十七屆年會論文集[C];2011年

10 邵志剛;傅容珊;黃建華;劉財;;線性粘彈介質(zhì)中地震波場數(shù)值模擬[A];紀(jì)念中國地球物理學(xué)會成立60周年專輯[C];2007年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 實習(xí)生 高敏;張偉：捕捉地震波軌跡的人[N];科技日報;2014年

2 孫開峰;南京石油物探研究所地震波場參數(shù)化技術(shù)獲獎[N];中國礦業(yè)報;2004年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 全紅娟;裂縫介質(zhì)地震波場特征研究[D];長安大學(xué);2015年

2 紀(jì)彤洲;多元地震波信息的構(gòu)造和儲層響應(yīng)及在油田勘探中應(yīng)用的研究[D];中國地震局地質(zhì)研究所;2006年

3 姜_";基于相控震源的地震波定向方法研究[D];吉林大學(xué);2006年

4 王月英;地震波有限元集中質(zhì)量矩陣及并行算法模擬研究[D];中國石油大學(xué);2007年

5 廉玉廣;廬樅盆地金屬礦地震波場精細模擬及屬性應(yīng)用研究[D];吉林大學(xué);2011年

6 勾福巖;疊前復(fù)雜地震波場插值重建與噪聲衰減技術(shù)[D];吉林大學(xué);2015年

7 丘磊;正交曲線坐標(biāo)系下的地震波數(shù)值模擬技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2012年

8 王雪秋;復(fù)雜近地表地震波響應(yīng)特征研究[D];吉林大學(xué);2009年

9 陳常樂;地震波場構(gòu)造導(dǎo)向濾波關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用[D];吉林大學(xué);2015年

10 唐啟軍;裂隙單斜介質(zhì)地震波場正演模擬及AVO特征研究[D];吉林大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 俞偉哲;基于層狀彈性介質(zhì)的全波地震波場數(shù)值模擬[D];中國海洋大學(xué);2015年

2 黃磊;復(fù)雜局部場地對地震波的散射間接邊界積分方程-有限元耦合分析[D];天津城建大學(xué);2016年

3 滿建彬;地震波場數(shù)據(jù)壓縮感知重建理論及方法研究[D];東北石油大學(xué);2016年

4 張夏陽;煤礦巷道前方中小型斷層地震波特征及應(yīng)用研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2016年

5 孫玉萍;基于地震波場瞬時相干屬性的疊前去噪方法研究[D];大慶石油學(xué)院;2008年

6 王鵬;隨鉆地震波場數(shù)值模擬研究[D];中國地震局地球物理研究所;2009年

7 黃元元;深埋隧道中地震波場特征的數(shù)值模擬研究[D];西南交通大學(xué);2010年

8 彭菲;人工源和隨機源激發(fā)地震波的時域有限差分模擬研究[D];中國地震局地震預(yù)測研究所;2008年

9 廖煙開;隧道前方不良地質(zhì)體復(fù)雜地震波場數(shù)值模擬研究[D];西南交通大學(xué);2011年

10 馮雷;隧道超前預(yù)報地震波模擬研究[D];鄭州大學(xué);2009年

，

本文編號：889584