地震勘探沙漠地区风成环境系统建模

发布时间：2017-11-04 14:17

  本文关键词：地震勘探沙漠地区风成环境系统建模

  更多相关文章： 地震勘探 风成环境系统建模 随机风序列 初至前噪声 杜芬(Duffing)方程

【摘要】：地震勘探是开采油气等地下资源的主要方法。在实际地震勘探中,存在着各种不利因素,如地下环境未知,地表结构复杂以及地面上各种噪声干扰等等。这些不利因素最终将会以随机噪声的形式反映在地震勘探资料的数据中,降低了地震勘探数据的质量,进而无法准确定位油气等地下资源的位置,浪费人力和物力。因此,如何有效提高地震勘探数据资料的质量,对地震勘探数据资料进行消噪处理成为地震勘探中的难点问题。在实际地震勘探中,总会伴随着各种各样随机噪声的干扰,其中,除人为噪声和工业噪声之外,风成环境噪声是其主要成分。因此,对于风成环境系统的研究与分析具有重要的科学意义和应用价值。本文以沙漠地区为例,将所在勘探地区的地形、地表和地质等条件以及勘探位置与检波器的耦合程度作为影响因子,构成风成环境系统;随机风序列视为该系统的输入,初至前噪声(或称背景噪声)视为该系统的输出;经验证该系统具有混沌特性,因此,利用具有混沌性质的杜芬(Duffing)方程模型对沙漠地区风成环境系统进行建模分析,并验证了模型的可行性。最后证明了沙漠地区地震勘探环境噪声主要是由风引起的,从而补充了现有环境噪声的认识,为以后分析噪声性质以及提高消噪技术能力提供了参考依据。本文主要从以下三个方面进行研究。首先,因为沙漠勘探地区勘探时刻所对应风序列的风速数据未知,因此采用自回归滑动平均(ARMA)模型对随机风序列进行模拟,并将模拟得到结果的功率谱与达文波特(Davenport)谱进行拟合,以验证模拟的精确程度,若模拟结果有效,将其视为沙漠地区风成环境系统的输入;然后,为准确建立系统模型,对沙漠地区风成环境系统的性质进行分析。对该系统的性质先定性分析,再定量分析;根据非参数模型系统辨识法并结合脉冲响应方法可求取系统的脉冲响应,结果表示其相态图是具有混沌性的,即证明勘探地区所耦合成的系统具有混沌特性;最后,根据上述系统性质分析结果,采用具有混沌性质的杜芬(Duffing)方程模型对该地区进行建模,将模拟得到的随机风序列输入到系统中,将输出信号与沙漠地区初至前噪声记录分别从时域波形,相态图以及频谱图三个方面进行对比;根据参数对杜芬(Duffing)方程输出结果的影响,从上述三个方面对模型参数进行调试,即可确定杜芬(Duffing)方程的各个参数,得到预期的拟合效果。结果显示,我们所建立的沙漠地区风成环境系统模型是可行且有效的。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P631.4

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