發(fā)布時(shí)間：2020-11-22 09:10

　　 地震數(shù)據(jù)是地球物理學(xué)家和油藏地質(zhì)工程師認(rèn)識(shí)地下地質(zhì)構(gòu)造,尋找油氣儲(chǔ)藏的重要信息源。信號(hào)處理方法內(nèi)容豐富,在地震數(shù)據(jù)處理和解釋中有廣泛的應(yīng)用,它能輔助油藏地質(zhì)工程師處理、分析和解釋地震數(shù)據(jù),準(zhǔn)確高效地從地震數(shù)據(jù)中提取地質(zhì)構(gòu)造信息,識(shí)別有利于油氣儲(chǔ)藏的地質(zhì)目標(biāo)。論文重點(diǎn)研究Gabor小波及其變換和S變換在疊后地震數(shù)據(jù)處理和解釋中的一些應(yīng)用,進(jìn)行了以下幾方面的研究工作:第一,構(gòu)造了一個(gè)Gabor小波變換的逆變換。Gabor小波變換在地震數(shù)據(jù)分析中有廣泛應(yīng)用,但是Gabor小波不是容許小波,因此沒有容許小波特有的逆變換,而且研究人員一直未能找到Gabor小波變換的逆變換。這制約著Gabor小波變換在某些方面的應(yīng)用。論文改進(jìn)了Gabor小波,并在此基礎(chǔ)上構(gòu)造了一個(gè)Gabor小波逆變換,使Gabor小波理論趨于完善,為拓展Gabor小波的應(yīng)用范圍提供了理論支持。將Gabor小波的正逆變換相結(jié)合提出了一個(gè)提高疊后地震數(shù)據(jù)分辨率的方法,實(shí)例證明用新方法處理的地震數(shù)據(jù)有更高的分辨率和保真性。第二,研究了S變換及各種廣義S變換,提出了廣義S變換的一般形式。一般形式的廣義S變換有兩個(gè)重要參數(shù)——主頻率和分辨率因子,其中,變換主頻率是變換時(shí)頻窗的中心頻率,分辨率因子用以控制變換的分辨率,它是變換主頻率的函數(shù)。在應(yīng)用中,分辨率因子函數(shù)可根據(jù)需要選取。實(shí)驗(yàn)證明用一般形式的廣義S變換對(duì)信號(hào)時(shí)頻分析時(shí)能靈活地控制變換的分辨率,有更準(zhǔn)確的時(shí)頻定位性能。第三,研究了地震數(shù)據(jù)的濾波方法,認(rèn)識(shí)到方法與處理對(duì)象的物理模型相適應(yīng)是方法取得良好效果的前提條件。地震道是地震數(shù)據(jù)的基本組成單位,是反映地層垂向變化的一維時(shí)間序列。把地震剖面看成二維圖像進(jìn)行濾波不完全契合其物理結(jié)構(gòu)。用二維平滑濾波方法濾波時(shí)會(huì)平滑掉一些類似噪音的、反映地層橫向不整合性邊緣的信息,而邊緣保持濾波方法會(huì)強(qiáng)化虛假的邊緣信息。以地震道為單位的地震數(shù)據(jù)濾波策略契合地震數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu),在濾除當(dāng)前地震道的噪音時(shí)不影響近鄰地震道,為保持地震數(shù)據(jù)的橫向變化信息提供可能。如何在地震道濾波的前提下實(shí)現(xiàn)地震數(shù)據(jù)濾波的邊緣保持是值得深入研究的問題�；�于此目標(biāo),論文在這方面做了初步探索,構(gòu)造了Gabor小波濾波器、Gabor小波積分濾波器和Gabor小波時(shí)頻濾波器等三個(gè)一維時(shí)域?yàn)V波器,其中Gabor小波積分濾波器在地震數(shù)據(jù)濾波中有良好的邊緣保持性能。第四,改進(jìn)了一些地震屬性的提取方法。首先,瞬時(shí)地震屬性提取需要對(duì)地震數(shù)據(jù)做Hilbert變換。由于Hilbert變換對(duì)噪音敏感,從低信噪比數(shù)據(jù)中提取的瞬時(shí)屬性誤差較大,不利于數(shù)據(jù)解釋。論文用Gabor小波積分濾波器替代Hilbert變換,有效地改善了瞬時(shí)地震屬性的品質(zhì)。其次,第三代相干體屬性算法性能穩(wěn)定,但運(yùn)算量大�；�于地層連續(xù)性假設(shè),改進(jìn)了第三代相干體計(jì)算時(shí)迭代初值的選取方法,提高了運(yùn)算的收斂速度。第三,研究了譜分解和分頻屬性。由于Gabor小波變換是有自適應(yīng)的分辨率因子的線性零相位濾波器,因此,與幾種常用時(shí)頻分析方法比較,它具有更準(zhǔn)確的時(shí)頻定位和靈活的帶寬控制性能。理論證明Gabor小波變換提取的子帶信號(hào)的主頻率諧波與原信號(hào)中該頻率的諧波完全相同,因此它是具有保真性的譜分解和分頻工具。最后,研究了地震屬性在地震數(shù)據(jù)解釋中的應(yīng)用,提出用分頻瞬時(shí)相位識(shí)別小斷層的方法,仿真和實(shí)例驗(yàn)證了方法的正確性和有效性。第五,系統(tǒng)地研究了提高疊后地震數(shù)據(jù)分辨率的方法,提出了兩個(gè)基于時(shí)頻譜能量補(bǔ)償?shù)奶岣叩卣饠?shù)據(jù)分辨率的方法。論文分析了地震數(shù)據(jù)分辨率偏低的原因,并在此基礎(chǔ)上研究了通過數(shù)學(xué)物理方法提高地震數(shù)據(jù)分辨率的可能性。利用基于地震道褶積模型建立的地震數(shù)據(jù)時(shí)頻譜、地震數(shù)據(jù)頻譜與地層衰減函數(shù)之間的關(guān)系,分別提出基于S變換和Gabor小波變換時(shí)頻譜補(bǔ)償兩個(gè)提高地震數(shù)據(jù)分辨率的方法。通過正演模型和工程實(shí)例驗(yàn)證新方法的合理性和保真性,且工程實(shí)例證明新方法的處理效果優(yōu)于傳統(tǒng)高分辨率方法。
【學(xué)位單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：P631.44
【部分圖文】：

地震道進(jìn)行類似處理，提出另一個(gè)基于Gabor小波變換譜的高分辨率方法。這兩個(gè)新的高分辨率方法已在工程實(shí)踐中得到驗(yàn)證。全文結(jié)構(gòu)如圖1-1所示，內(nèi)容安排如下：圖 1-1 論文結(jié)構(gòu)圖

靜校正是將所有震源炮點(diǎn)與接收點(diǎn)的位置校正到一個(gè)公共基準(zhǔn)面之上，用來消除由高程，低降速帶以及井深等因素對(duì)旅行時(shí)間的影響。對(duì)于某些地震資料，因近地表速度的不規(guī)則性，產(chǎn)生靜校正畸變，剩余靜校正可以消除這種畸變。圖2-3是一個(gè)單炮記錄靜校正前后的比較，從圖2-3(b)中可看到通過折射波靜校正處理基本可解決野外地表低降速帶變化所導(dǎo)致的長(zhǎng)波長(zhǎng)靜校正問題，靜校正后單炮初至變得較光滑且提高了信號(hào)的信噪比[76]。(a) 靜校正前單炮記錄 (b) 靜校正后單炮記錄圖 2-3 折射波靜校正處理前后單炮記錄對(duì)比[76]地震反褶積技術(shù)通過壓縮地震子波達(dá)到提高地震數(shù)據(jù)縱向分辨率的目的，反褶積在疊前和疊后都能做。疊前反褶積是把地震子波壓縮為尖脈沖以提高地震數(shù)據(jù)的時(shí)間分辨率；疊后的預(yù)測(cè)反褶積其主要目的是消除海上鳴震等多次波干擾。反褶積的基礎(chǔ)是傳統(tǒng)的維納濾波方法。李慶忠先生認(rèn)為在反褶積處理中最好使用多道反褶積方法[74]。圖2-4是反褶積前后單炮記錄的結(jié)果對(duì)比，從圖中可以看出，反褶積后單炮數(shù)據(jù)分辨率增強(qiáng)。(a) 反褶積前的單炮記錄 (b) 反褶積后的單炮記錄圖 2-4 反褶積前、后炮點(diǎn)記錄比較

多道反褶積方法[74]。圖2-4是反褶積前后單炮記錄的結(jié)果對(duì)比，從圖中可以看出，反褶積后單炮數(shù)據(jù)分辨率增強(qiáng)。(a) 反褶積前的單炮記錄 (b) 反褶積后的單炮記錄圖 2-4 反褶積前、后炮點(diǎn)記錄比較
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本文編號(hào)：2894463