局部时频变换域地震波吸收衰减补偿方法

基于Radon变换的地震数据多次波衰减方法调研姓名：董雅竹学号：SA170070062017.12.06目录背景理论基础方法原理分辨率优化结论背景Radon变换可以有效的实现多次波的衰减。

减轻多次波对一次有效波能量的干扰，增强地震数据的可靠性及地震成像的真实性。

为后续的地震成像、反演解释和钻井定位等提供良好的数据基础。

1234多次波是一种在强反射界面之间进行多次反射的干扰波。

多次波衰减方法的研究经历了从一维到二维、三维空间，从研究简单的层状介质到研究复杂的地下构造，从需要大量的先验信息到不需要先验信息的发展过程。

迄今为止，多次波的衰减方法主要可以分为两大类：一类是滤波法，另一类是波动方程预测相减法（如SRME 法）。

Radon 变换属于滤波法的一种，运算效率高，容易拓展到三维空间，对于远炮检距的地震数据压制效果好。

123理论基础线性Radon变换线性Radon正变换线性Radon反变换（1）（2）（3）（4）线性Radon变换线性Radon正变换示意图抛物线型Radon变换抛物线型Radon正变换抛物线型Radon反变换（1）（3）（2）（4）抛物线型Radon变换抛物线型Radon正变换示意图方法原理抛物线型Radon变换衰减多次波1234再将频率域数据进行Radon变换转换到Radon域，预测出对应的地震波中多次波的部分并去除。

反变换回到时空域，得到衰减多次波后的地震数据。

对动校正后的数据进行傅里叶变换，将其由时空域转化到频率域。

抛物线型Radon变换衰减多次波CMP道集Radon域预测出的多次波压制多次波后的CMP道集在实际中，由于是在有限范围内进行离散运算，进行Radon变换时存在端点效应以及截断效应。

Radon 变换的分辨率问题端点效应是由同相轴的两个端点产生的。

截断效应是由于Radon 变换在沿着不同的积分路径进行积分时，每一个反射同相轴对于所有不同的路径都有贡献而产生的。

1 2 3 这两种效应会严重影响变换的精度，导致变换后在 Radon 域中的能量发散严重，形成“剪刀状尾巴”，分辨率降低。

基于连续小波变换的时频域地震波能量衰减补偿杨学亭;刘财;刘洋;罗腾;周寅;张鹏;李继龙【摘要】为提高地震资料的分辨率,对地层吸收衰减进行补偿是地震资料处理的一项重要内容.大地滤波算子是时间、频率和品质因子的函数,因此也可以在时频域内进行衰减补偿.相对于固定时窗的短时傅里叶变换(STK)和Gabor变换,小波变换对于处理非平稳地震信号具有更好的局部时频分析能力.利用基于一维连续小波变换的时频分析方法(time-frequency continuous wavelet transform,TFCWT)和基于Kolsky衰减模型的大地滤波算子,在时频域内实现了地震波能量的衰减补偿.理论模型和实际资料试算结果表明,相较于小波域(时间-尺度域)内的衰减补偿方法,基于一维连续小波变换的时频域地震波能量补偿方法能够更好地补偿深层衰减地震信号,提高地震资料的分辨率.【期刊名称】《石油物探》【年(卷),期】2014(053)005【总页数】8页(P523-529,602)【关键词】非平稳信号;衰减补偿;小波变换;时频分析【作者】杨学亭;刘财;刘洋;罗腾;周寅;张鹏;李继龙【作者单位】吉林大学地球探测科学与技术学院,吉林长春130026;吉林大学地球探测科学与技术学院,吉林长春130026;吉林大学地球探测科学与技术学院,吉林长春130026;吉林大学地球探测科学与技术学院,吉林长春130026;吉林大学地球探测科学与技术学院,吉林长春130026;吉林大学地球探测科学与技术学院,吉林长春130026;吉林大学地球探测科学与技术学院,吉林长春130026【正文语种】中文【中图分类】P631.4地震波在地下介质中传播时，由于地层的非弹性性质，使其能量有一定的衰减损耗。

国内外专家学者已经对地震波衰减机理和补偿方法进行了大量的研究。

应用比较早的有谱白化处理和反Q滤波。

谱白化是通过展平信号的振幅谱来实现对衰减频率的补偿，可分别在时间域和频率域进行。

基于广义S变换的地层吸收补偿马见青;李庆春;王美丁【摘要】广义S 变换是一种新的非平稳信号时频分析方法.广义S 变换的反变换与傅立叶变换有直接的联系,是无损变换;线性变换保证其不存在交叉项;时频分辨率与信号的频率有关;基本小波不必满足容许性条件;尺度性质使得广义S 变换有很好的频率聚集能力.基于广义S 变换的特点和优势,进行地层吸收补偿.通过对实际二维叠后地震数据进行地层吸收补偿处理,结果表明,提高了地震反射层的分辨率,改善了地震资料的品质,而且无需知道地层的Q 值.【期刊名称】《煤田地质与勘探》【年(卷),期】2010(038)004【总页数】4页(P65-68)【关键词】广义S变换;时频分析;吸收补偿;地震分辨率【作者】马见青;李庆春;王美丁【作者单位】长安大学地质工程与测绘学院,陕西,西安,710054;长安大学地质工程与测绘学院,陕西,西安,710054;西北有色地质勘查局物化探总队,陕西,西安,710068【正文语种】中文【中图分类】P631地震信号属于典型的非平稳信号。

为了更好地了解它的频率随时间变化的关系，需要使用时频分析方法。

目前在傅立叶变换的基础上，提出并发展了一系列时频分析方法[1-2]，例如线性的短时傅立叶变换(STFT)、连续小波变换(CWT)等。

它们的算法简单，且无交叉干扰，但受海森堡测不准原则(Heisenberg Uncertainty Principle)的限制，时频分辨率不能同时达到最好。

二次型(双线型)时频表示，主要包括Cohen类时频分布、Wigner分布等，这类时频分布在满足时频边缘分布的条件下，可以理解为能量密度分布，其时频分辨率一般比较高，但交叉项干扰严重。

美国地球物理学家Stockwell等人于1996年提出了S变换(ST) [3-4]，与STFT和CWT相比，它有许多独特的优势，比如ST的反变换与傅立叶变换有直接的联系，保证其是无损变换；线性变换保证其不存在交叉项；时频分辨率与信号的频率有关；基本小波不必满足容许性条件等。

地震波吸收衰减属性在新北油田油气检测中的应用摘要：地层含油气后对高频成分吸收增强、吸收系数增大，因此利用地震波的吸收衰减属性可间接地检测储层含流体发育特征。

针对新北油田馆上段IV砂组发育的河流相砂岩，利用地震波的吸收衰减属性对该区储层的含油气性进行识别，其结果与实钻井有较好的吻合度，取得了很好的应用效果。

关键词：吸收衰减属性；新北油田；油气检测新北油田位于沾化凹陷与黄河口凹陷之间的大型潜山披覆带，主力含油层系为馆陶组上段IV砂组一套曲流河沉积。

由于该区储层与围岩的速度存在较大的阻抗差，依据河流相砂体“亮点”的反射特征取得了良好的勘探效果。

但随着勘探的深入，相继部署的滚动开发井效果不理想。

由于地层含油气后对高频成分吸收增强、吸收系数增大，因此在该地区利用地震吸收衰减属性进行了储层含油气检测的应用探索，取得了很好的应用效果。

1 理论基础理论研究表明，与致密的地质体相比，当地质体中含流体（如水或油、气）时，会引起地震波的散射和地震能量的衰减。

当储层中孔隙比较发育而且包含流体时，地震波中高频能量衰减比低频能量衰减大。

因此通过提取高频段的衰减梯度属性，可以间接地检测储层含流体发育特征。

目前，衰减梯度的求取方法主要基于傅里叶变换、小波变换等。

但是基于傅里叶变换的频谱比法计算的衰减梯度，小的振幅值可能会产生大的奇异值，使算法不稳定，同时，傅里叶变换的时窗效应也严重影响结果的可信度。

而基于小波变换的瞬时谱分析技术（ISA）是一种连续的时间频率分析技术，它能提供地震道每个时间采样的频谱，获得最优化的时间和频率位置，避免常规傅里叶分析的复杂的分时窗问题，提高算法的稳定性和对储层的分辨能力，增强地震信号的局部特性。

ISA技术的核心是基于小波变换的匹配追踪频谱分解方法。

图1为利用小波时频分析进行振幅衰减梯度因子计算的示意图。

对地震道进行小波变换后，在频率域对每个样点进行振幅能量衰减分析。

首先将检测到的最大能量频率作为初始衰减频率；然后再分别计算65%和85%的地震波能量对应的频率；最后在这个频率范围内根据频率对应的能量值拟合出能量与频率的衰减梯度，得到振幅衰减梯度因子。

爆破地震波衰减参数的提取摘要：工程爆破是矿山开采的重要环节，施工爆破诱发的爆破地震波会影响或危害建(构)筑物及有关设施的安全，在许多场合，爆破震动往往成为确定施工方案及钻爆方法最重要的影响因素之一，因此如何预测震动并反馈爆破生产至关重要。

文章结合小波分析理论，通过分析爆破地震波在黏弹性介质中传播的吸收衰减规律，采用修正后的复Morlet小波，从爆破震动信号中提取地层的品质因子，然后估算出萨道夫斯基公式中的衰减指数。

结果表明：监测地段的品质因子估计值约为15.63，衰减指数估计值为1.62，结果与萨道夫斯基经验公式理论值相符。

关键词：小波分析；爆破震动；品质因子；衰减指数1 引言爆破震动是爆破作业过程中不可避免的现象。

炸药爆炸释放出的能量，在岩体内激发出一种波峰压力值很高的冲击波作用于药包周围的岩壁，引起周围岩体的挤压、拉伸破碎，形成爆破空腔。

由于岩体对能量的损耗，随传播距离的增大冲击波急剧衰减，无法再引起岩体破碎，其余能量则以应力波的形式继续传播、衰减，同时引起地表的震动。

工程上一般用质点震动速度来表示爆破震动的强度，目前国内比较通用的预测地表质点振速的公式是前苏联的萨道夫斯基[1]公式：，（1）式（1）中，V为质点振动速度，cm/s；Q＇为单响药量（齐发爆破时为总装药量，延发爆破时为最大一段装药量），kg；R为质点到爆源中心的距离，m；K、α均为与爆破方法、地质、地形条件有关的待定系数，又称K为场地系数，α为衰减指数。

在地震学领域，地震波的衰减特征由地震品质因子Q表征。

而在工程爆破领域，吸收介质的衰减常用衰减指数α表示。

α和Q间的关系为[2]：，（2）式（2）中，α(ω)为衰减参数；c为岩体波速；ω为圆频率。

通常品质因子由岩石的微观性质决定，诸如岩石内部裂纹的密度、分布、构造以及所含流体的相互作用。

（2）式表明衰减参数α与圆频率ω关于Q成线性关系。

估算品质因子Q值的方法，以前的学者做了大量的研究，主要有频谱比法[2]，质心频移法[8]等，大部分的研究使用了傅里叶变换。

基于改进的广义S变换的地层吸收衰减补偿张固澜;熊晓军;容娇君;张彦斌;蔡志东【摘要】广义S变换采用时窗宽度随频率呈反比例变化的高斯窗函数,而改进的广义S变换采用宽度可变的高斯窗函数,其时窗宽度随频率呈正比例变化,即在低频段时窗较窄,获得较高的时间分辨率;高频段时窗较宽,获得很高的频率分辨率.此法更有利于进行地震波吸收衰减补偿.该方法能进行无损的广义S反变换,并能提取时变Q 值,避免了传统方法中利用Q值补偿造成的欠补偿或过补偿问题.补偿后各时刻的时频谱变化趋势完全相同,地震记录的频带相同.此法用于实际VSP数据处理,结果表明利用该法进行吸收衰减补偿效果明显,有利于提高地震资料的分辨率,改善资料的品质.【期刊名称】《石油地球物理勘探》【年(卷),期】2010(045)004【总页数】4页(P512-515)【关键词】吸收衰减补偿;高频;高频分辨率;广义S变换;无损反变换;VSP【作者】张固澜;熊晓军;容娇君;张彦斌;蔡志东【作者单位】东方地球物理公司井中地震中心,河北涿州,072751;成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都,610059;东方地球物理公司井中地震中心,河北涿州,072751;东方地球物理公司井中地震中心,河北涿州,072751;东方地球物理公司井中地震中心,河北涿州,072751【正文语种】中文地层对地震波的吸收是造成震源子波时变、资料分辨率降低的主要因素。

特别是在深层,经过较长传播路径衰减的地震资料不能反映地层的真实情况,使处理、解释遇到很多难题。

现有的吸收衰减补偿技术主要依赖于反Q滤波方法,但此法需已知地层的Q值,且应用效果受处理人员的处理水平及经验限制较大;另外,现有的大多数子波估计及反褶积都假设子波时不变,这对子波估计及各种反褶积均会造成很大的影响。

因此,有关吸收衰减的研究一直是地球物理学家最为关注的问题之一。

短时傅里叶变换（STFT）虽然具有快速傅里叶变换的优点,但因时窗固定、时频网格等宽、不能随频率的改变而变化,不利于对低频和高频信号检测。