發(fā)布時(shí)間：2018-02-24 00:03

  本文關(guān)鍵詞： 寬頻地震 鬼波壓制 譜元法 格林函數(shù)法 上下纜 雙檢 變深度拖纜 起伏雙纜　出處：《吉林大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：受鬼波、地層衰減、頻散等影響,常規(guī)海洋拖纜采集存在明顯的低頻缺失、陷波現(xiàn)象、高頻衰減等問題,難以準(zhǔn)確獲取海底目的層的有效反射信息。為了實(shí)現(xiàn)高精度、高分辨率成像,本文對(duì)海洋寬頻地震勘探進(jìn)行了深入研究,從海洋寬頻地震正演模擬、常規(guī)拖纜原始數(shù)據(jù)鬼波壓制、低頻信號(hào)重構(gòu)、高頻振幅衰減補(bǔ)償、海洋寬頻地震勘探新方法等方面,相應(yīng)提出了幾種解決方案,模擬算例和實(shí)際數(shù)據(jù)驗(yàn)證了我們方法的有效性。本文結(jié)合偽譜法精度高和有限元法能靈活處理復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),提出了復(fù)雜構(gòu)造網(wǎng)格剖分及其高精度譜元正演模擬方法。在空間上基于Delaunay三角網(wǎng)格剖分方法對(duì)模型區(qū)域進(jìn)行剖分,再分別使用間接法和波前法在邊界處和模型區(qū)域內(nèi)部將三角形網(wǎng)格重組為四邊形單元,進(jìn)而利用等參變換實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格規(guī)則化。復(fù)雜構(gòu)造網(wǎng)格剖分方法能靈活地適應(yīng)速度邊界的變化,且網(wǎng)格大小均勻、剖分質(zhì)量較高,譜元法正演模擬有效提高了海洋地球物理數(shù)值模擬精度,為海洋寬頻地震處理與解釋提供正演算子和理論基礎(chǔ)。對(duì)于常規(guī)拖纜原始數(shù)據(jù),本文研究了反褶積、逆散射級(jí)數(shù)法等鬼波壓制技術(shù),并提出了基于格林函數(shù)理論的鬼波壓制方法。根據(jù)菲涅爾原理,通過求解“Double Dirichlet”格林函數(shù),可對(duì)壓力波場(chǎng)和垂直速度波場(chǎng)進(jìn)行預(yù)測(cè),進(jìn)而壓制檢波點(diǎn)鬼波。基于格林函數(shù)理論的鬼波壓制方法作為一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的鬼波壓制方法,無需地下介質(zhì)的任何信息,可有效拓寬地震資料頻帶,尤其是低頻端;并且,在疊加過程中,隨機(jī)噪聲得到有效壓制,提高了信噪比,具有實(shí)際意義。由于地下介質(zhì)的吸收作用,地震波在傳播過程中會(huì)產(chǎn)生高頻衰減和擴(kuò)散,降低了資料分辨率,本文研究了反Q濾波、譜白化等振幅補(bǔ)償方法,并提出基于壓縮小波變換(Synchrosqueezing wavelet transform,SWT)的頻率補(bǔ)償方法。壓縮小波變換沿頻率方向?qū)π〔ㄗ儞Q復(fù)數(shù)譜進(jìn)行重排,拓寬了資料的有效頻帶寬度,同時(shí)能保持地震剖面同相軸之間的能量關(guān)系不變,提高了時(shí)頻分辨率。對(duì)于鬼波和地層吸收、衰減導(dǎo)致的低頻能量降低,本文結(jié)合稀疏反演和壓縮感知原理,在頻率域利用有限帶寬恢復(fù)全局帶寬能量,對(duì)地震資料的低頻信息進(jìn)行重構(gòu),從而提升低頻端能量。除高精度、高分辨率寬頻處理之外,本文重點(diǎn)研究了上下纜、雙檢、變深度拖纜等寬頻地震勘探方法,從源頭出發(fā),獲得寬頻帶的地震原始資料。上下纜采集技術(shù)綜合利用上纜的頻帶寬,分辨率高和下纜的低頻能量強(qiáng)、信噪比高優(yōu)勢(shì),通過波場(chǎng)分離獲得不含鬼波的上行波場(chǎng)。上下纜采集原始數(shù)據(jù)合并處理中,研究了“dephase and sum”(DPS)、“Optimized deghosting”(ODG)、“Shift and subtract”等合并算法,進(jìn)行鬼波壓制。利用上下纜不同深度組合的等效陷波頻率特征,本文提出了尋找陷波影響最小的纜深沉放組合方法,優(yōu)化觀測(cè)系統(tǒng),有效提高采集效率。雙檢采集技術(shù)綜合利用水檢(壓力檢波器)和陸檢(速度檢波器)輸出信號(hào)存在頻率、振幅、相位等方面的差異,進(jìn)行鬼波壓制,作為唯一一種直接測(cè)量原始?jí)毫Σ▓?chǎng)和垂直速度波場(chǎng)的采集方式,雙檢采集對(duì)結(jié)果更具有說服力。雙檢采集原始數(shù)據(jù)處理過程中,本文提出了基于格林函數(shù)的雙檢數(shù)據(jù)合并方法,無需地下介質(zhì)信息,即可實(shí)現(xiàn)雙檢合并,能夠適應(yīng)復(fù)雜海洋地形和地質(zhì)情況。變深度拖纜采集技術(shù)允許檢波器隨著偏移距增大有不同的沉放深度,這種變化特性在數(shù)據(jù)采集過程中引入了大量多樣化的地震鬼波,鬼波壓制后的地震剖面比常規(guī)拖纜采集有更大的帶寬。變深度拖纜采集技術(shù)低頻信息能量強(qiáng),構(gòu)造成像好,結(jié)構(gòu)邊界清晰,同相軸更連續(xù)。本文最先提出了頻率域起伏雙纜合并策略,通過合并起伏雙纜地震記錄,能獲得豐富的低頻信息,有效的拓寬頻帶,與傳統(tǒng)的上下纜合并方法相比,可以最小化纜深起伏對(duì)合并數(shù)據(jù)的影響,并最大利用檢波點(diǎn)信息以獲得高信噪比和高分辨率,對(duì)于實(shí)際計(jì)算中鬼波算子存在奇異的情況,通過引入白噪因子,提高了計(jì)算的穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)上,引出利用常規(guī)淺纜采集約束補(bǔ)償變深度拖纜高頻端能量的采集方法,即變深度拖纜、常規(guī)纜的聯(lián)合勘探模式,在很好保留變深度拖纜豐富低頻信息的同時(shí),有效提高高頻能量。
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本文編號(hào)：1528110