地震子波提取方法研究进展

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地震子波提取方法论文

地震子波提取方法论文摘要：在信噪比较高的情况下最小相位和混合子波相位均适应性良好。

在信噪比降低后，混合相位提取子波受影响较大。

通过对实际模型的处理，表明了该方法的有效性和实用性。

1 子波基本理论子波包括最小相位子波、最大相位子波、混合相位子波。

子波的Z变换是一个多项式。

若此多项式的全部零点均在单位圆外，则为最小相位子波；在单位圆内为最大相位子波，零点在单位圆的内外都有，则为混合相位子波。

2 复赛谱域提取子波法复赛谱域提取子波法研究的是一种非线性系统，或者说是一种线性滤波的推广。

对于一个线性系统，它可以满足以下迭加原理：T[ax1+bx2]=aT[x1]+bT[x2]（1）式中a、b为常数，T为表示函数。

一个信号是由多个信号相加合成的，利用线性滤波的方法，就能有效地把它们分开。

如果一个信号不是由多个信号相加，而是由多个信号中褶积合成的，那么，用这种线性滤波的方法就不能将其分开。

对于这种信号的处理，我们仍可利用（2）式的基本思想，把它推广到褶积合成的信号。

为此我们需要一个称为同态系统的变换系统D，它具有把一个褶积关系转变为相加关系的特征系统。

从（2）式可见，线性系统特别适用于分开相加合成的信号；也就是说，一个系统可以这样处理：D[（a）x1*（b）x2]=aD[x1]+bD[x2]（2）上式中（a）表示标量乘，（a）x1表示x1与自身褶积a次，（b）也是如此。

系统L是一个一般的线性系统，满足：L[ax1+bx2]=aL[x1]+bL[x2] L[x·？啄（t±？子）]=L[x]？啄（t±？子）（3）系统D-1为D的逆变换特征系统，是把经过处理的相加关系转化为褶积关系输出，即：D-1[ax1+bx2]=（a）D-1[x1]*（b）D[x2]（4）系统定义为这种D→L→D-1的标准格式，其突出的优点是，只要确定了特征系统D之后，它在整个反褶积过程中保持不变，并将一个非线性过程转化为线性运算。

谱比法求取地震子波

振幅
0 5 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 时间 (s) 0.14 0.16 0.18 0.2
0.2
0
0
50
100
150
200
250
雷克子波，反射系数序列及合成的地震记录
原始子波（红色）、合成记录（蓝色）、提取的子波（绿色）振幅谱
绿色的是雷克子波的振幅谱，蓝色的是合成记录的振幅谱，红色的是用二次谱模拟方法提取的子波的振幅谱图，提取的子波振幅谱和原始的雷克子波振幅谱几乎相同
0
100
200
300
400
500
600
700
选取250m处与0m处的子波振幅谱通过谱比法拟合得到的直线
7
2.3 谱比法存在的问题不同时刻的子波的振幅谱难以确定
两种解决办法： 1.地震记录的振幅谱直接作为子波振幅谱进行计算（王秋成 2011） 2. 从地震记录的振幅谱中近似模拟出子波振幅谱（Rosa 1985,1991)
谱模拟法模拟子波（Rosa 1985,1991）
8
2.4 研究思路
基于谱比法，利用二次谱模拟法来提取不同时刻的地震子波振幅谱, 进而可以估算Q值
1.模拟不同类型子波在地层中传播情况 2.进行二次谱模拟方法的分析与应用
3.Q值的实际应用：反Q滤波
9
2.5 衰减子波波传播模拟
B( f , t ) A(t ) B0 ( f ) exp(
15
2.8 二次谱模拟方法的分析与应用（1）实际地震资料的不同时刻子波提取
-2 0
-1.5
பைடு நூலகம்
-0.5
0.5
1.5
-1

地震子波提取研究

ｔ为截取窗口的大小，往往通过试算确定。
（４）对ｂ（ｔ）计算傅里叶变换，得到Ｂ（ｗ）＋ｉＱ（ｗ），（ｗ）为需【４］牟永光．地震勘探资料数字处理方法【Ｍ］．北京ｔ石油工业出版社，１９８１．要的相位谱。［５】刘财等．分时窗提取地震子波及在合成地震记录中的应用［Ｊ】．地球物理学
１￡－００７０２０４０６０８０
图２：Ｃｌａｅｒｂｏｕｔ法提取子波
非常重要。本试验提取子波采用了Ｃｌａｅｒｂｏｕｔ提出的算法进
行求解。
从上述测试效果可以看出，Ｃｌａｅｒｂｏｕｔ法提取的子波与原始雷克子波很相似，但经过测试，若窗口函数长度选取为不同
【１】梁光河．地震子波提取方法研究．石油物探，１９９８，３７（１）：３１－３９．［２】查中圻．提取子波的一种算法．石油地球物理勘探，１９８１，１６（４）：２７．３６．
【３］ＲｉｅｔｓｃｈＥ．ＥｕｃｌｉｄａｎｄｔｈｅａｒｔｏｆｗａｖｅｌｅｔｅｓｔｉｍａｔｉｏｎＰａｒｔ１：Ｒｏｂｕｓｔａｌｇｏｒｉｔｈｍ
（５）对Ｂ（ｗ）＋ｉ（ｗ）求取指数得到最小相位信号的频谱，
由于直接使用Ｈｉｅｒｂｏｕｔ算子在零点处是奇异的，没有定算法得出的子波与原始子波较为吻合，实际应用中可以考虑义的，可以先变换到时间域，再反变换回来。但Ｃｌａｅｒｂｏｕｔ（１９９２）用这种方法来提取子波，但提取过程中对窗口的选择直接决

地震属性提取技术研究

地震属性提取技术研究X李巧梅1,王献杰2,朱　丽1(1.中原油田分公司勘探开发科学研究院;2.中原油田分公司物探研究院,河南濮阳　457001) 摘　要:地震数据信号中包含了地下岩石、流体的物理特征以及地质体构造情况。

地震属性是指地震数据经过数学变换而得出的有关地震波的几何形态、运动学、动力学和统计学等的特征量。

近年来,地震属性提取技术发展迅速,在油田勘探开发中应用广泛,并起到越来越重要的作用。

随着提取地震属性技术的不断发展,地震属性种类也在不断地增加。

关键词:地震属性;属性提取;属性分析中图分类号:P 631.4+1 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)07—0094—02 地震属性技术可以从地震资料中提取隐蔽其中的有用信息,充分挖掘地震资料中的潜力,因而是一项值得深入研究的课题。

地震属性技术近年来发展迅速,解决了许多油田开发中的问题,已成为油藏地球物理的重要研究内容。

随着油田开发的需要,地震属性技术有以下五个方面的研究方向:三维地震数据体界面、体积属性计算拾取方法研究;地震属性与储层参数之间物理、统计关系及储层参数转换方法研究;地震属性体全三维可视化储层解释技术研究;地震属性分析与标定方法的软件开发集成;叠前属性的发展将为地震属性的应用带来新的活力。

1　地震属性的分类及物理意义1.1　地震属性的分类地震属性分类的依据很多,按提取方式、应用领域可以分为两类:建立在运动学、动力学基础上的地震属性类型。

包括:振幅、波形、频率、衰减特性、相位、相关分析、能量等;以油藏特征为基础的地震属性类型。

包括表征亮点、暗点、AVO 特征、不整合圈闭或断块隆起异常、含油气异常、薄层油藏、构造不连续等的地震属性。

1.2　地震属性的物理意义一般地说,反映与储层含油气有关的地震信息主要包括以下几类:振幅类信息。

振幅的突然增强或减弱通常与储层的含油气情况有关。

频率类信息。

当地震波通过含油气储层时,地震波频率往往会有更加明显的降低。

地震子波提取方法研究

. .
.
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(2 ) 谱除法这种方法遇到的一个问题是可能被零除因反射系数谱中有零值或接近于零 l n 的值 A T w a d e (1 9 8 4 )川用谱平滑和加时窗的方法对提高子波提取精度进行了详细的研
,
、
、
最近发展起来的利用地震记录的高阶累积量估算地震子波的方法进行了理论分析将上述确定性
,
方法和统计性方法结合起来发展了一种约束外推地震子波的新方法 ; 最后用实际资料进行了试
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1无n g 如n g 2 5 7 0 6 2
本文于
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月 3 日收到修改稿于 1 9 9 年 5 月 1 9 7
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37
卷
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(l 传统的维纳滤波法它是在时间域内通过解一线性方程组估算子波 A W H B ) E w h t e (1 9 8 5 [ 3 〕究了用不同长度的时窗提取子波时所产生截断误差的变化情况 i 研 )
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地震图中地震波形的自动提取方法研究_匡丕东

第4卷(A 版)　第9期1999年9月中国图象图形学报Journal of Imag e and GraphicsV o l.4(A ),N o.9Sept.1999收稿日期:1998-06-15;收到修改稿日期:1998-09-16地震图中地震波形的自动提取方法研究匡丕东　刘政凯　余能海(中国科学技术大学电子工程与信息科学系,合肥　230027)摘　要　讨论了地震图中地震波形的自动提取方法,提出了一种适用性较强的水平校正和水平消除算法,以及一种利用峰值与零点进行波形校正的算法,归纳了波形提取中的各种波形模式并给出了智能化的波形搜索规则。

关键词　地震波　水平消除　波形校正　波形跟踪0　引　言从古至今大多数地震信号都是通过模拟地震仪记录在地震图纸上的,随着科学技术的发展,数字地震仪将取代古老的模拟地震仪。

但是,这些记录在地震图纸上的数据是十分宝贵的历史数据,为了充分利用这些数据,便于利用现代化的处理手段进行研究,需要把地震图进行数字化。

由于地震图纸数据量大,记录质量不好,因此探讨地震图中地震波形的自动提取方法具有重要的理论研究意义和实用价值。

地震图纸数字化过程包括地震图纸的扫描输入、图纸校正、地震波形自动提取和数据库录入等,本文主要探讨地震波形自动提取中的关键技术。

1　地震波形数字化1.1　地震波形水平校正地震图纸中的水平线代表了波形的时间标准,然而由于扫描的原因,进入计算机的图象有一定程度的倾斜,为了正确提取波形必须对地震图象进行水平校正。

由于在地震图象中存在大量的水平线,因此可以通过检测这些水平线的倾角进行水平校正。

由于图象中存在大量平行线段,因此本文采用对图象的边缘进行Hough 变换[1]来检测图象的倾斜角度。

为了减少Ho ugh 变换的计算量,我们在保证算法稳定的基础上使用随机Ho ugh [2]变换。

实验的结果表明,这种方法的效果很好。

1.2　水平线位置提取以及水平线的消除为了提取地震波形需要从图象中消除水平线,消除的效果将直接影响到波形提取模块的结果。

地震反演系统中的子波提取方法

第32卷第2期物探化探计算技术2010年3月基金项目:国家重点基础研究发展规划(2007CB209400);国家自然基金(40874054)收稿日期:2009-07-29 改回日期:2009-12-31文章编号:1001)1749(2010)02)0120)06地震反演系统中的子波提取方法孙学凯1,冯世民2(1.中国矿业大学煤层气探测理论与方法教育部重点实验室,江苏徐州 221008;2.河北煤田地质局物测地质队,河北邢台 540000)摘要:在地震反演过程中,子波质量至关重要,它将直接影响着最终的反演结果。

这里详细地讨论了S trata 地震反演系统中提取子波的几种常用方法,并对它们的特点做了简要分析。

最后,提出了一种新的提取子波方法,利用反演误差对子波进行相位校正,使误差图上的相关能量尽可能达到最小,用校正后的最佳子波进行地震反演,在淮南张集煤矿西三采区地震反演中,获得了满意的地质效果。

关键词:地震反演;子波提取;误差图中图分类号:P 63114 文献标识码:A0 前言地震反演就是利用观测数据恢复地下地质结构和岩石性质的方法,狭义地说,反演就是从有限频带宽度的地震数据中恢复出宽带波阻抗,因此地震反演通常特指波阻抗反演。

波阻抗反演技术是岩性地震勘探的重要手段之一,它可以把具有高纵向分辨率的测井资料,与连续好的地震资料联系起来,实现优势互补,从而大大提高了三维地震资料的纵向、横向分辨率和对地下地质情况的勘探研究程度[1~3]。

当前,Strata 地震反演系统是煤田地震反演中应用最广泛的地震反演系统[4~9]。

在地震反演过程中,子波提取是最复杂的问题之一。

Strata 地震反演系统中提供了以下三种提取子波的方法:(1)利用地震资料提取子波。

(2)利用测井资料提取子波。

(3)利用地震资料与测井资料联合提取子波[10、11]。

但在大多情况下,这三种方法提取的子波很少能真正符合或接近正确的地震子波,因而会造成不小的计算误差。

地震资料处理中子波的有效提取和反褶积计算

地震资料处理中子波的有效提取和反褶积计算孔维新【摘要】提取地震子波是数据分析和处理的关键,采用不同的子波提取计算方法,比较不同算法求取子波同原始子波间的差异,分析其原因和问题所在；另外通过反褶积获取新的地震记录,对比剖面分辨率的变化情况.其主要目的是提供相关处理参数的算法,比较之间的差异和优劣,寻求最佳匹配算法,计算精度是本文的重点.【期刊名称】《工程地球物理学报》【年(卷),期】2011(008)005【总页数】9页(P579-587)【关键词】反褶积;子波;算法【作者】孔维新【作者单位】中国石化西南石油局第五物探大队,湖南湘潭411104【正文语种】中文【中图分类】P631.3地震波在传播中，受到地层介质的滤波作用，使得垂向分辨率极大降低；而反褶积（deconvolution）又称反滤波（inverse filter），是能消除这种滤波作用，尽量恢复激发信号波的处理方法，它是一种通过压缩基本子波来提高地震数据垂向分辨率的处理过程。

在理想情况下，反褶积能压缩子波长度并衰减多次波，最后在地震道上仅仅保留地下反射系数（Yilmaz，1987）［1］。

而反褶积的实现需要知道反滤波因子，而这得先知道其地震子波，但地震子波的准确求取是个难点。

本文就提取子波的不同算法进行介绍，并对这些算法提取的子波进行对比分析，得出Claerbout提取子波法较合适的结论。

同时本文的论证过程也可为实际地震资料处理提供一些计算思路和办法。

目前提取子波的方法主要有直接观测法（只适用于海上勘探）、自相关法（Wold －Kolmogorov法）［2］、Claerbout算法、多项式求根法（无法处理单位圆上的根）、同态滤波法［3］（抗噪声能力弱，但没有苛刻的假设条件，只要求子波的对数谱和反射系数的对数谱序列在时间上可分，本试验采用同态滤波的递归实现方式）以及利用测井资料提取子波（只适应于有井区域，可通过谱除法和最小平方法求解）等方法。

微地震测井记录子波提取方法及应用

微地震测井记录子波提取方法及应用张栋;徐雷良;贾静敏;姜子强;任宏沁【摘要】本文提出的徽地震测井记录子波提取法，综合考虑了直流分量和截断效应的影响，比常规的最小二乘法能够获取更为精确的子波。

据此提取的近地表子波形态可以更好地反映近地表地层的激发岩性，就是说，通过微地震测井资料提取的子波可实现对近地表激发条件的监控和选择。

此法在胜利油田东部探区的实际应用中取得了较好的效果。

【期刊名称】《石油地球物理勘探》【年(卷),期】2012(047)004【总页数】5页(P519-523)【关键词】微地震测井;子波;子波提取;激发频率【作者】张栋;徐雷良;贾静敏;姜子强;任宏沁【作者单位】毕节学院,贵州毕节551700;胜利石油管理局地球物理勘探开发公司,山东东营257000;胜利石油管理局地球物理勘探开发公司,山东东营257000;胜利石油管理局地球物理勘探开发公司,山东东营257000;胜利石油管理局地球物理勘探开发公司,山东东营257000【正文语种】中文【中图分类】P631微地震测井是地震勘探中一项基础工作，尤其在近地表结构调查、激发因素选取等地震勘探环节中起着十分重要的作用。

以往微地震测井初至解释法，主要应用微测井初至波查找近地表高速层，选择最佳激发位置，对于如何应用微地震测井资料提高地震资料的主频、频带的拓宽却研究甚少。

基于上述原因，本文对微地震测井记录子波提取法进行了研究，以近地表子波形态、振幅等变化反映近地表不同地层的激发效果。

地震子波［1］是地震记录褶积模型的一个分量，确切地说，地震子波就是由震源激发的地震能量通过复杂的地下路径传播到接收器所记录下来的质点位移（陆上检波器）或压力（海上检波器）的远场时间域响应。

子波的正确提取［2］直接关系到地震反褶积处理的成败，对研究地震波激发条件的选择和空间传播规律同样至关重要。

地震记录是地层的反射系数与子波的褶积。

要从地震记录中反演出地层信息，必须要有精度较高的子波。

地震子波提取方法综述

Subspace method
前言
1地震子波是地震勘探中一个非常关键的问题 [1]，在正演问题中，需要通过波动方程或褶积模型结合地震子波来形成正演模拟地震数据，在反演和反褶积问题中，也需要通过地震道提取一个的子波，不同的子波往往对反演结果会有不同的影响。地震子波是一段具有确定的起始时间、能量有限且有一定延续长度的信号，它是地震记录中的基本单元，一般认为，地震震源激发时所产生的地震波仅是一个延续时间极短的尖脉冲，随着尖脉冲在粘弹性介质中传播，尖脉冲的高频成分很快衰减，波形随之
(4)
其中 rbb (τ ) 为子波的自相关， rxx (τ ) 为地
震道的自相关，对其做 Z 变换：
M
∑ Rbb (z) = B(z)B(z−1) = Rxx (z) = rxx (τ ) ⋅ z−τ (5) τ =−M
对上式因式分解，一般可以得到 2M 个互为倒数的零点，设单位圆内的零点为
zm ,
minf (w) = (r*w-d )(r*w-d )+Q(w) (1) 其中，w 为待求的地震子波，r 为地层反射系数，d 为地震数据，Q(w) 为对子波的先验约束。
1.4 贝叶斯法[6]
该方法运用贝叶斯公式将地震子波、反射系数、地震道噪声的先验信息与似然函数相结合从而得到各个参数的后验概率密度。
通过最大后验估计(maximum posteriori, MAP)或马尔可夫链-蒙特卡罗(Markov chain Monte Carlo，MCMC)模拟方法得到地震子波。
1.5 循环迭代法[7]
方法考虑到地震子波在空间变化的特点，首先由多道相关法提取初始的地震子波的振幅谱，然后结合测井资料确定初始地震子波的相位谱，然后根据离散反演理论迭代求取精细的井旁地震子波。

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犚犲狊犲犪狉犮犺狆狉狅狉犲狊狊狅犳狊犲犻狊犿犻犮狑犪狏犲犾犲狋犲狓狋狉犪犮狋犻狅狀犵
１２２１２，，，ＧＡＯＳｈａｏｗｕＨＡＯＢｏｈｅｎｈｕａｕｎｉｎＺＨＥＺＭＡＯＹｇ，
收稿日期２００８１２２０；００９０３２２．修回日期２作者简介高少武，陕西周至人，高级工程师，博士研究生，发表论文２申请发明专利７项，现在东方地球物理公司从事物１９６５年生，０余篇，探方法研究与软件开发工作．（：）Ｅｍａｉｌａｏｓｈａｏｗｕｎｃ．ｃｏｍ．ｃｎ＠ｃｇｐ
第２４卷第４期页码：）２００９年８月（１３８４～１３９１
地球物理学进展
ＰＲＯＧＲＥＳＳＩＮＧＥＯＰＨＹＳＩＣＳ
Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．４Ａｕ．２００９ｇ
高少武，赵波，贺振华，等．地震子波提取方法研究进展．地球物理学进展，：：／２００９，２４（４）１３８４～１３９１，ＤＯＩ１０．３９６９．ｉｓｓｎ．ｊ１００４２９０３．２００９．０４．０２８．），ＧａｏＳＷ，ＺｈａｏＢ，ＨｅＺＨ，犲狋犪犾．Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｒｅｓｓｏｆｓｅｉｓｍｉｃｗａｖｅｌｅｔｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ．犘狉狅狉犲狊狊犻狀犌犲狅犺狊．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ２００９，ｇ犵狆狔（）：：／２４４１３８４～１３９１，ＤＯＩ１０．３９６９．ｉｓｓｎ．１００４２９０３．２００９．０４．０２８．ｊ
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４期
高少武，等：地震子波提取方法研究进展
１３８５
序列是最小相位的，则可求得一个零相位或者最小相位地震子波序列；另外一种情况就是高阶统计量假设：假设反射系数序列为一个非高斯、平稳和统计独立的随机过程，假设子波为一个非因果、非最小相位系统，加性噪声为高斯噪声，则可求得一个混合相在利用地震记录的统计信息进行位地震子波序列．子波估计时，二阶统计量中没有相位信息，只有振幅而高阶统计量不仅能保留地震子波相位信息，信息；而且能较好地压制高斯噪声．
在有测井数据的情况下，利用的关键制约因素之一．测井数据计算出反射系数序列，基于褶积模型，利用井旁地震道，可以估算出地震子波．在没有测井数据的情况下，使用统计性子波提取方法，首先对反射系数序列的分布做某种假设，然后利用地震数据的统计特征进行子波估计．在没有任何先验知识的情况下，一种情况就是通常的地震褶积模型假设（二阶统：假设反射系数序列是白噪的，地震子波计量假设）
（１．犆犺犲狀犱狌犝狀犻狏犲狉狊犻狋犲犮犺狀狅犾狅犆犺犲狀犱狌６１００５９，犆犺犻狀犪；犵狔狅犳犜犵狔，犵２．犌犲狅犺狊犻犮犪犾犜犲犮犺狀犻狌犲犚犲狊犲犪狉犮犺犆犲狀狋犲狉，犅犌犘，犆犖犘犆，犣犺狌狅狕犺狅狌０７２７５０，犆犺犻狀犪）狆狔狇
０引言
随着地震勘探数据处理技术和解释技术的不断发展，从地震记录中提取地震子波已经成为地震勘探数字信号处理的经典研究课题之一，尽管人们提出了许多子波提取方法技术，但是由于实际地震资料往往很难满足子波提取的一些基本假设，使得子波提取技术成为影响地震资料处理质量进一步提高
反褶积的根本目的就是波压缩或者消除处理过程．在地震反射数据已知条件下，如果已知地震子波，那么根据褶积模型，确定地震反射系数的过程，这就是确定子波反褶积；如果不知地震子波，那么根据褶积模型，对反射系数或者／和地震子波相位做出某种假压缩地震子波，提高地震数据分辨率的过程，这设，就是未知子波反褶积．常规地震反演：常规的地震反根据褶演就是在地震反射数据和地震子波已知时，积模型震波阻抗的过程．根据地震褶积模型（和（，一个方程三个变１）２）如果知道其中两个变元，那么就可以确定另外一元，这是一个确定问题，正演模拟、确定子波反个变元，褶积、确定子波提取就是这种情况．如果仅仅知道一个变元，且需要确定一个变元，这是一个欠定问题，那么就需要对第三个变元和／或者待确定变元做出未知子波地震反褶积和估计子波提取就某种假设，是这种情况．常规地震反演与地震反褶积的情况类似，在反褶积的基础上确定地震波阻抗．
地震子波提取方法研究进展
２高少武１，，赵波２，贺振华１，马玉宁２
（成都理工大学，成都６东方地球物理公司物探技术研究中心，涿州０）１．１００５９；７２７５０２．
摘要地震数据子波提取，是地震资料反褶积处理、波阻抗反演以及正演模拟的基础工作．准确的地震子波估计技术对于高分辨率、高信噪比、高保真度的地震勘探数据处理具有极为重要的意义．在过去的二三十年中，数字信号处非线性理论、优化理论得到了很大发展，这些为地震子波提取技术和方法注入了新的巨大活力．本文首先简理理论、要地说明了与地震子波紧密相关的褶积模型，然后对地震子波提取现状进行了概括阐述，最后给出了地震子波提取前景展望．关键词地震子波，子波提取，褶积模型，研究进展：／．ｉｓｓｎ．１００４２９０３．２００９．０４．０２８中图分类号ＰＤＯＩ１０．３９６９６３１文献标识码Ａｊ