地震数据处理 反褶积
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地震盲源反褶积方法及其应用摘要:反褶积是地震信号处理中的重要环节之一。
本文采用的地震盲源反褶积方法将独立分量分析这一信号处理工具引入到地震信号处理中,可以实现地震子波和反射系数的同时估计,消除传统反褶积方法受假设条件的限制。
实际资料的处理结果表明,方法能较好地适应非最小相位系统,得到原始反射系数的最优估计,算法稳定,收敛速度快,是提高地震资料分辨率的有效手段。
关键词:反射系数非最小相位盲源反褶积独立分量分析1 引言反褶积技术是地震信号处理中提高分辨率的主要手段。
传统的反褶积方法对地震子波和反射系数序列做了一定的限制,即假设反射系数是白噪序列,地震子波是最小相位的,从而用地震记录的自相关代替地震子波的自相关来估计子波特性,进而进行子波压缩处理。
基于这些假设条件的反褶积方法在实际应用中取得了一定的效果,但是往往不符合地下介质的实际情况。
近几十年来,很多学者把注意力集中在反射系数序列的随机性上[1],反射系数序列的非高斯性使反射系数和地震子波在一定条件下具备独立分量分析褶积混合模型的特点,从而可以利用独立分量分析进行盲源反褶积处理[2]。
与传统反褶积方法相比,盲源反褶积方法弱化了对子波和反射系数的先验条件,克服了传统反褶积方法对最小相位子波和高斯白噪反射系数假设的依赖[3]。
2 地震盲源反褶积方法的基本理论和实现过程作为信号非高斯程度的度量,负熵是任意概率密度函数和具有同样方差的高斯型概率密度函数间的KL散度,负熵值越大表示信号距离高斯分布越远。
3 实际资料应用从图2到图4实际资料处理的对比看,盲源反褶积处理有效提高了地震记录的分辨率,微构造信息更加清晰,同时较好的保持了地震资料的振幅相对关系。
从剖面窗口部位的频谱分析看,相较于传统反褶积方法,盲反褶积能更有效的拓宽地震资料的频带。
4 结论从盲源反褶积方法的实际应用看,方法能够有效的拓宽地震资料的频带,突出细节部位的地质信息,在地震资料处理中有很好的应用前景。
第一章概述1.1 地震数据处理的目的是对地震采集数据做各种处理提高反射波数据的信噪比、分辨率和保真度以便于解释。
地震数据处理主要包括地震反褶积、叠加和偏移成像三大技术。
地震反褶积是通过压缩地震子波提高地震时间分辨率;叠加的目的是压制随机噪声提高地震信噪比;偏移成像包括射线偏移和波动方程偏移两大类,主要目的是实现反射界面的空间归位和恢复反射界面空间的波场特征、振幅变化和反射系数,提高地震空间分辨率和地震保真度。
1.2地震数据处理包括预处理、常规处理和特殊处理三个阶段。
常规处理包括反褶积、叠加和偏移三大技术。
预处理是把野外数据格式转换成适合计算机处理的格式并对数据做相应编辑和校正。
它包括数据解编、格式转换、编辑、几何扩散校正、建立野外观测系统和野外静校正等。
数据解编:把按时分道的数据记录方式变换成按道分时的数据记录方式。
道编辑:噪音道、带有瞬变噪音的道或单频信号道都要删除;极性反转的道要改正。
几何扩散校正:通过给数据加一增益恢复函数,以校正波前(球面)扩散对振幅的影响。
野外静校正:对路上资料,把所有炮点和接收点位置均校正到一个公共基准面上,以消除高程、低降速带和井深对旅行时的影响。
反褶积的基础是最佳维纳滤波。
特殊处理主要包括T-P变换、小波变换、三维叠前深度偏移、子波处理、属性分析和反演等。
T-P变换:将偏移距-时间域变换到射线参数-截距时间域,可用来压制面波和多次波。
小波变换:小波变换与多尺度分析可用于去噪、数据压缩、提高分辨率处理、信号增强和解波动方程等。
第二章数字滤波2.1 滤波器可以分为模拟滤波器和数字滤波器采样定理时域实参数的滤波器,其频率振幅谱是偶对称的,而相位谱是奇对称的。
一个滤波器如果是稳定的,这是指当输入信号为有限信号时,其输出也是有限信号。
最小相位,在时间域中也称最小能量延迟,在频率域则常称为最小相位滞后。
纯振幅滤波器也称零相位滤波器。
又称为理想滤波器。
2.2 理想滤波器常设计成四种类型:低通滤波器、带通滤波器、带陷滤波器和高通滤波器。
论反褶积的概念及类型论文提要地震勘探技术在油气田勘探开发中起着重要作用。
地震勘探包括地震采集、处理和解释三大部分。
地震采集是利用野外地震采集系统获取地震数据处理所需的反射波数据;地震数据处理的目的是对地震采集数据做各种处理提高反射波数据的信噪比、分辨率和保真度以便于解释;地震解释分为构造和岩性解释,目的是确定地震反射波数据的地质特征和意义。
地震数据处理依赖于地震采集数据的质量,处理结果直接影响解释的正确性和精确度。
探讨地震处理的基本原理和基本方法有助于全面利用采集数据,充分利用处理方法,为地震解释提供可靠的处理成果剖面。
正文地震数据处理主要包括地震反褶积、叠加和偏移成像三大技术。
地震反褶积是通过压缩地震子波提高地震时间分辨率;叠加的目的是压制随机噪声提高地震信噪比;偏移成像包括射线偏移和波动方程偏移两大类,主要目的是实现反射界面的空间归位和恢复反射界面空间的波场特征、振幅变化和反射系数,提高地震空间分辨率和地震保真度。
反褶积是地震资料最常用和最重要的处理方法之一。
反褶积可在叠前做也可在叠后做。
叠前反褶积的目的是把地震子波压缩成尖脉冲来改进时间分辨率。
叠后的预测反褶积主要是消除海上鸣震(交混回响)等多次波干扰,突出有效波,提高地震资料的信噪比。
在常规处理中反褶积的基础是最佳维纳滤波。
反褶积后要用某种类型的道均衡,以使数据达到通常的均方根振幅水平。
一、反褶积的概念(一)反褶积问题的提出实际地震记录由于受复杂子波的作用和干扰的影响,分辨能力较低,地质界面上各反射波互相叠加、彼此干涉,成为一复杂的形式,不能通过地质资料的解释,得到准确的地质界面。
反褶积的目的就是要通过某种数学方法,压缩地震子波,使地震记录分辨率提高,从而近似反射系数剖面,得到地下介质精确的反射结构。
假定地震记录不含干扰,何以得到x(t)=b(t)*ξ(t) (1-1)对应的频率域形式X(ω)=B(ω)×Ξ(ω)(1-2)令A(ω)=1/ B(ω)(1-3)则可得到Ξ(ω)= A(ω)×X(ω)(1-4)写成时间域形式ξ(t)=a(t)* x(t)(1-5)由x(t)=b(t)* ξ(t) 和ξ(t)=a(t)* x(t)可以看到:前者由子波和反射系数得到地震记录,是一褶积过程;后者则反过来,由一函数与地震记录褶积得到反射系数,这一过程可被称为反褶积。
地震子波处理的二步法反褶积方法研究
地震子波处理的二步法反褶积方法研究
针对玛湖斜坡区三块三维地震资料和赛汉塔拉凹陷二块三维地震资料连片处理中的特点,结合地质任务和处理目标要求,提出了地震数据连片处理中的地震子波处理的方法.该方法主要体现了两次反褶积,一次是采用地表一致性反褶积,将不同震源的频带拓宽到一个标准上;再一次采用相位校正反褶积,将不同震源的数据校正到相同相位上.为了保证提取的相位校正反褶积算子稳定,采用叠后地震道提取(主要考虑到叠后地震道信噪比高,算子稳定性强),然后将该算子应用到叠前地震道,进行相位校正.
作者:王西文胡自多田彦灿王红旗王述江肖明图马建华WANG Xi-wen HU Zi-duo TIAN Yan-can WANG Hong-qi WANG Shu-jiang Xiao Ming-tu Ma Jian-hua 作者单位:中国石油勘探开发研究院西北分院,兰州,730020 刊名:地球物理学进展ISTIC PKU英文刊名:PROGRESS IN GEOPHYSICS 年,卷(期):2006 21(4) 分类号:P631 关键词:连片处理子波处理地表一致性反褶积相位校正。