基于高精度时频分析的动态反褶积方法研究

发布时间：2020-03-20 04:47

【摘要】：反褶积理论是数学反问题方法在地震勘探中的成功应用,也是地震资料高分辨处理中常用的方法。在地震勘探中,地震资料的分辨率是制约勘探精度的关键因素。随着勘探技术的不断发展,对高分辨率地震资料的需求越发强烈,而如何获取高分辨率地震资料却一直是勘探技术中的一大难题。为了满足对高分辨率地震资料的需求,本文对传统反褶积方法进行改进,提出一种新的高分辨处理方法来提升地震资料的分辨率,为资料解释人员解读地震资料中丰富的地质信息提供有力支持。本文的主要研究内容和研究成果如下:(1)引入动态褶积模型。本文系统的分析了高分辨处理中常用的反褶积方法,其中有:最小二乘反褶积、脉冲反褶积、预测反褶积以及f-x反褶积等。这些常用的反褶积方法都是基于平稳褶积模型的,而该褶积模型假设地震波在地下介质中传播时子波波形维持不变。这种假设与地震波在地下介质中实际的传播特性是相违背的。因此,在传统平稳褶积模型的基础上,本文引入了动态褶积模型,使得本文所提出的反褶积方法更切合地震波的真实传播特性。(2)引入四参数广义S变换。反褶积方法所处理的地震信号是典型的非平稳信号。而时频分析是分析非平稳信号的有力工具,它能清晰地刻画非平稳信号中频率随时间变化的特征。因此,在对地震信号做反褶积处理时,需要借助具有高精度特性的时频分析方法。本文通过对短时傅里叶变换、连续小波变换、S变换以及四参数广义S变换四种时频分析方法对比发现,四参数广义S变换可以更好的兼顾被分析信号的时间分辨率和频率分辨率,具有良好的多分辨特性。同时四参数广义S变换和傅里叶变换密切相关,利用傅里叶反变换可以直接实现完全无损的广义S逆变换。这些特点不仅增加了其在实际地震资料处理中的灵活性,而且大大提高了地震资料分析处理的精度。(3)提出四参数广义S变换动态反褶积处理方法。本文选择具有高精度多分辨率特性的四参数广义S变换,结合可以表征地震波具有时变特性的动态褶积模型,在反褶积思想的基础上,提出了基于四参数广义S变换的动态反褶积处理方法。该方法将非平稳地震信号的广义S谱等价替换为动态子波频谱和地层反射系数序列广义S谱(类似于频率域褶积模型)的乘积,再在时频域对地震信号作反褶积处理,然后对反褶积处理后得到的结果做无损S逆变换,最后与给定子波进行褶积得到高分辨处理后的地震记录。(4)通过利用四参数广义S变换动态反褶积方法进行理论模型测试和实际资料处理发现,该方法在尽可能保持原地震资料特征的情况下可以有效地提高地震资料的分辨率,同时还可以较好的补偿地震波在地下介质传播过程中被吸收衰减的能量,证明本文所提出的动态反褶积方法在地震资料处理中具有很高的可行性和实用性。
【图文】：

雷克子波,零相位,地震子波

2008）。子波的获取是地震勘探技术中异常关键所在。因为在正演问题波和地层反射系数序列利用褶积模型合成模拟地震信号。而要通过地震道提取地震子波再做反褶积处理，而且不同的地震积的结果产生不同的影响。生产中地震子波一直是一个非常难解决的问题，但由于研究的波进行数学模拟，目前被大家广泛接受的数学模型由 Ricker 位地震子波的数学模型表达式，如下：位子波表达式：( )222cos 2mftrmw t e f tππ = mf 代表子波的中心频率，r 代表子波的宽度，随着子波宽度量向后移动。位雷克子波的波形图如下图所示。

效果图,褶积模型,效果,反射系数序列

图 2-2 褶积过程利用图 2-2 所示的简易褶积过程，我们可以利用式（2-1）所表示的零相位子波和一个随机反射系数序列合成一道简单的单道地震记录模型，，如图2-3所示。（a）（b）（c）图 2-3 褶积模型效果（a）地震子波；（b）随机反射系数序列；（c）合成地震记录从图 2-3（c）代表的单道合成地震记录来看，得到的合成地震记录的波形幅
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P631.4

【参考文献】