【摘要】：陸上近地表對地震有效信號有很強的衰減作用,由于近地表的Q值估計相對困難以及現(xiàn)行Q值估計與補償方法存在的適應(yīng)性問題,目前對地震波的衰減估計和補償處理并未有效地考慮近地表的衰減影響。本論文利用具有高分辨率時頻譜特征的廣義S變換,結(jié)合基于整形正則化反演的對數(shù)譜比法實現(xiàn)了較為準確的近地表Q值估計;其中廣義S變換保證了較高的時頻分析精度,有利于頻率域Q值估計的準確性。然后,通過實際數(shù)據(jù)建立了層Q值和層速度的統(tǒng)計關(guān)系,進而實現(xiàn)了近地表三維Q值建模。最后,基于建立的近地表Q值模型,利用時變Q值的衰減補償算法實現(xiàn)近地表地震資料衰減補償,在保持地震記錄信噪比與頻譜相對特征的情況下,有效提高了地震資料的縱向分辨率。在眾多Q值估計方法中,對數(shù)譜比法(LSR)具有較高的理論精度,但是由于抗噪性較弱,在實際問題的處理中穩(wěn)定性較差,獲得的Q值的可靠性不高,而對數(shù)譜面積差(LSAD)法則擁有較好的抗噪性。通過分析對比兩種方法的優(yōu)缺點,我們發(fā)現(xiàn)其本質(zhì)區(qū)別在于權(quán)重因子的選擇。因此,本論文又提出了一個Q值估計的新方法,即廣義對數(shù)譜比(GLSR)法,其結(jié)合了LSR和LSAD的優(yōu)勢,因而準確度更高,并且對噪聲的敏感度更低。模型資料和實際資料的處理試驗與分析均表明了本論文研究方法的有效性。
【圖文】：

(1) 巖性：相對于深部地層，淺層低速帶處的巖性突變更為劇烈，疏松和致密程度變化不一，速度的不規(guī)律變化導(dǎo)致了Q值的波動，使得吸收衰減量的確定更加困難。(2) 非完全彈性性質(zhì)：由于近地表地層的非均質(zhì)性和粘滯性更為突出，導(dǎo)致對地震波的吸收衰減更為劇烈，這些都嚴重影響了地震資料的頻譜分析、地震資料的處理以及構(gòu)造和巖性解釋。(3) 激發(fā)和接收到的地震波都會受到近地表的影響。由于近地表激發(fā)和接收的距離相對深部地層短，加之巖性、地層壓實或者人為原因等，炮點和接收點與地層的耦合程度對地震資料有著較嚴重的影響，使得后續(xù)處理工作的難度加大。圖 2.1(a)是微測井井底激發(fā)，井口至井底不同深度接收的地震波記錄，圖 2.1(b)是井底井口分別接收的頻譜對比圖。分析發(fā)現(xiàn)，井底到井口僅僅60米的距離，近地表對地震波的吸收衰減就已經(jīng)相當嚴重了：波形和相位被劇烈改造，，振幅譜能量降低，高頻分量的衰減尤為嚴重。

(a) (b) (c)圖 3.1 (a) 含 20%隨機噪聲的合成衰減信號；(b) 廣義 S 變換時頻譜；(c) S 變換時頻譜Fig. 3.1 (a) Synthetic attenuated record contaminated with random noise; (b) Time-frequencyspectrum based on GST; (C) Time-frequency spectrum based on ST圖 3.2(a)-(b)是分別從兩個時頻譜中提取的有效信號的瞬時振幅譜，由于 S 變換的時間分辨率低，其在振幅譜上不能成功分離干擾波，導(dǎo)致陷頻的出現(xiàn)，降低了瞬時振幅譜的分析精度，也必然會影響后續(xù) Q 值計算的精度。然而廣義 S 變換能夠通過提高時間分辨率成功地分離干擾波，獲得有效信號的瞬時振幅譜，繼而結(jié)合整形正則化穩(wěn)定地反演頻譜比值，求得的 Q 值更加準確可靠。圖 3.2(c)-(d)是分別基于兩種時頻分析得到的對數(shù)譜比曲線和線性擬合結(jié)果，基于廣義 S 變換結(jié)合整形正則化獲得的對數(shù)譜比曲線更穩(wěn)定，而基于 S 變換結(jié)合整形正則化獲得的對數(shù)譜比穩(wěn)定性較差，不利于 Q 值的估計�；趶V義 S 變換和標準 S 變換最終求得的 Q 值分別為 28.9629 和 19.2781。因此，模型測試結(jié)果初步表明，本文方法對近地表情況下的 Q 值求取是準確有效的，為實際近地表 Q 值估計提供了有力的理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P631.4

【參考文獻】

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本文編號：2620942