【摘要】：隨著全球地震勘探行業(yè)的發(fā)展,國內(nèi)外油氣田勘探逐漸進(jìn)入到巖性勘探和深部勘探階段。油氣勘探程度的提高使得發(fā)現(xiàn)新的構(gòu)造油氣藏變得越來越困難,而巖性勘探中出現(xiàn)的復(fù)雜斷塊、薄互層、小構(gòu)造識別等問題對地震資料分辨率提出更高的要求。在實(shí)際野外采集工作中,常規(guī)動圈式檢波器的自然頻率在10Hz左右,因此采用常規(guī)動圈式檢波器獲取地震資料時,受到檢波器靈敏度的制約,使得接收到的10Hz以下低頻信號常常被檢波器畸變,造成地震信號的低頻信息很難被校正和使用,地震數(shù)據(jù)如果缺失可信的低頻成分,將會增加子波的旁瓣,降低地震數(shù)據(jù)的分辨率,增加資料解釋的多解性。另外,地震信號中的低頻成分可以有效地穿透地層,改善地震深部成像的質(zhì)量和成像精度,因此低頻地震數(shù)據(jù)在人工地震勘探中的重要作用日益凸顯。將常規(guī)動圈式檢波器全部替換為寬頻帶檢波器,能夠獲得真實(shí)可靠的寬頻帶地震數(shù)據(jù),但是也會造成實(shí)驗(yàn)周期長,野外施工難度大等實(shí)際問題,增加高額的施工成本。為解決常規(guī)動圈式檢波器接收低頻信號時產(chǎn)生畸變的問題,本論文提出一種陸地動圈式檢波器低頻數(shù)據(jù)增強(qiáng)技術(shù),利用動圈式檢波器和寬頻帶檢波器自然頻率的差異,以寬頻帶檢波器的低頻信息為標(biāo)準(zhǔn),對同源共點(diǎn)布置的常規(guī)動圈式檢波器接收到的低頻信息進(jìn)行匹配校正。首先確定常規(guī)動圈式檢波器的最低有效頻率,然后對低頻段內(nèi)兩種檢波器接收到的地震數(shù)據(jù)進(jìn)行時頻變換,在頻率域或者時頻域內(nèi)進(jìn)行匹配濾波,完成對常規(guī)動圈式檢波器數(shù)據(jù)的低頻增強(qiáng)。對這種技術(shù)的研究當(dāng)前還僅限于測試常規(guī)動圈式檢波器和寬頻帶檢波器一一對應(yīng)布置的條件,理論上這種方法也能夠適用寬頻帶檢波器作為稀疏約束的情況,提高本技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用可行性。該技術(shù)可以有效地增強(qiáng)動圈式檢波器數(shù)據(jù)的低頻信息,拓寬地震資料的有效頻帶范圍,提高地震資料的時間分辨率,為更加準(zhǔn)確的速度分析、全波形反演等工作提供寬頻帶的數(shù)據(jù)體,有助于降低地震資料解釋的多解性。由于在低頻增強(qiáng)過程中所應(yīng)用的子波匹配和匹配濾波容易受到隨機(jī)噪聲的影響,因此還需要研究與低頻數(shù)據(jù)增強(qiáng)相匹配的隨機(jī)噪聲壓制預(yù)處理方法。疊前地震記錄中的隨機(jī)噪聲是不可避免的,總是會影響到地震資料的信噪比。采用常規(guī)隨機(jī)噪聲消減方法進(jìn)行去噪的同時,往往會衰減相當(dāng)一部分有效信號的低頻能量,不利于低頻成分的增強(qiáng)和使用。因此,本次研究提出了一種基于混合類小波變換的隨機(jī)噪聲消減方法。由于無法有效地表征地震平面波數(shù)據(jù),傳統(tǒng)的小波閾值去噪方法處理后的地震同相軸附近往往模糊嚴(yán)重,并且存在一定數(shù)量的殘留噪聲。Seislet變換是一種專門針對地震數(shù)據(jù)開發(fā)的類小波變換方法,對地震數(shù)據(jù)具有更好的稀疏表征特性,其可以在空間方向上有效地壓縮地震數(shù)據(jù)。地震數(shù)據(jù)經(jīng)過seislet變換后,滿足小波變換所需的分片平滑假設(shè)。因此,本論文在seislet變換域內(nèi)引入時間方向上的離散小波變換,對seislet變換壓縮后的變換域系數(shù)在時間方向上作進(jìn)一步壓縮,形成混合類小波變換方法。在混合類小波變換域內(nèi),有效信號的能量主要分布在大尺度變換系數(shù)上,通過選取合適的信噪分離閾值函數(shù),對地震數(shù)據(jù)進(jìn)行隨機(jī)噪聲壓制,可以避免有效低頻成分的損失,最大程度地保留有效低頻信息。最終形成一套相對完整的動圈式檢波器低頻數(shù)據(jù)增強(qiáng)處理方案。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P631.436
【圖文】：

信號和噪聲之間的正交化模型對已去除的噪聲和去噪結(jié)果進(jìn)行信號噪交化處理，從噪聲中提取同相軸等有效信息，利用局部正交權(quán)重對軟閾果中的信號能量進(jìn)行提取，從而恢復(fù)去噪過程中損失的有效信號的能量模型分析檢驗(yàn)本章去噪方法的效果，將提出的方法應(yīng)用于理論模型。建立一個簡地震反射模型（圖 2.1a），其地震子波主頻為 10Hz，道間距為 20m，，然后在其中加入均勻分布并進(jìn)行帶通濾波的隨機(jī)色噪聲，得到低信噪圖 2.1b）。對低信噪比模型進(jìn)行傾角估計，得到局部地震傾角剖面（圖 2.2到，盡管存在隨機(jī)噪聲的干擾，利用平面波分解濾波器（PWD）計算仍然能夠比較準(zhǔn)確地表征有效反射同相軸的局部斜率信息，為后期構(gòu)造波變換提供高精度的地震同相軸壓縮方向。用所求取的地震同相軸傾角據(jù)應(yīng)用本論文提出的混合類小波變換方法進(jìn)行壓縮處理，得到對應(yīng)的變，如圖 2.2b 所示。

（a） （b）圖 2.2 混合類小波變換（a）地震同相軸局部傾角；（b）混合類小波變換系數(shù)從圖 2.2 可知，經(jīng)混合類小波變換方法處理后，局部平面波信號能量主要集中在左上角位置（圖 2.2b），有效地震數(shù)據(jù)得到極大的壓縮。僅選取 6%較大的混合類小波系數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)重建，得到重建后的地震數(shù)據(jù)（圖 2.3a）。圖 2.3b為去除的噪聲部分（剖面右上角由于沒有反射波數(shù)據(jù)，為了更好地比較而進(jìn)行了切除處理，下同）。觀察發(fā)現(xiàn)：混合類小波變換軟閾值方法可以消除絕大多部分的隨機(jī)噪聲，但去噪后的同相軸存在少量的模糊現(xiàn)象。這是由于去噪過程僅采用了少量的變換域系數(shù)進(jìn)行有效信號重建，存在一些低能量的有效信號隨噪聲被壓制而無法參與重建。為進(jìn)一步提升消噪效果，采用信號噪聲正交化模型對噪聲與去噪結(jié)果進(jìn)行正交化處理，利用最小二乘法解出局部正交權(quán)重對去噪結(jié)果（圖 2.3a）進(jìn)行能量補(bǔ)償，圖 2.3d 為正交化后的結(jié)果，圖 2.3f 為正交化處理以后的噪聲剖面�？梢钥吹接行盘柕哪芰康玫揭欢ǔ潭鹊幕謴�(fù)。采用

（e） （f）圖 2.3 去噪結(jié)果及局部正交化前后對比a）混合類小波方法去噪結(jié)果；（b）已去除的噪聲；（c）a 和 b 的相似圖；（d）正交化后去噪結(jié)果；（e）正交化后的噪聲；（f）d 和 e 的相似圖表 2.1 局部正交化前后信噪比對比 /dB.6 實(shí)際數(shù)據(jù)處理進(jìn)一步通過實(shí)際數(shù)據(jù)來驗(yàn)證本論文提出的混合類小波變換方法的適用性。選墨西哥灣某地區(qū)二維疊前CMP道集數(shù)據(jù)來評估本文提出方法，地震記錄中存類型 信噪比原始記錄 2.592混合類小波變換去噪后的結(jié)果 12.2正交化后的結(jié)果 12.63

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2772189