深层地震波吸收机理及能量补偿方法研究

论文摘要

随着地震勘探领域向深层化发展,对深层地震资料的质量要求越来越高。为了提高深层地震资料的信噪比和分辨率,我们进行了深层地震波吸收机理,深层去噪和能量补偿方法的研究。本文首先研究了影响地震波衰减的主要因素,可归纳为以下几个方面:①与地下的地质情况有关的因素,如反射系数、反射界面形状引起的聚焦与发散、地层非弹性引起的地层吸收、薄互层引起的多次反射、地下不均匀体引起的散射等;②与近地表条件有关的因素,如震源强度和耦合情况、检波器灵敏度和耦合情况、近地表松散地层的强烈吸收等;③与炮检距有关的因素,如球面发散、传播路径不同引起的吸收变化等。要有效补偿深层能量,首先需要提高深层信号的信噪比。本文提出了分割法二维小波变换压制面波方法,较之常规的FK滤波能最大限度地保护了有效波。另外比较了KL变换,f-x预测预测去噪,小波阈值去噪等随机噪声压制方法的优缺点:KL变换去噪对于倾斜和弯曲同相轴压制噪声效果不好,去噪后损失部分信号能量,并降低了信号的分辨率;f-x预测去噪是假定同相轴是线性的,当同相轴不是线性延伸时,使同相轴发生部分畸变;二维小波变换阈值去噪在保持信号能量方面取得较好的效果,去掉的基本上全是噪声,且对信噪比比较低的资料效果也较显著。针对大地吸收衰减提出了时频分析法能量补偿技术。该方法的最大优点是不需要知道地层的品质因子,这就避开了求取地层吸收系数这一难题,从而使这一方法能够得到广泛应用。模型试算和实际资料试处理证明了这种方法的有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 国内外研究现状
• 1.2 研究内容
• 1.3 方法技术创新点
• 第二章 基于岩石物理的地震波衰减机理研究
• 2.1 影响地震波振幅衰减的因素
• 2.2 基于岩石物理地震波吸收机理分析
• 2.3 地震波吸收机理的定量表征
• 第三章 时频分析理论
• 3.1 傅立叶变换
• 3.2 短时傅立叶变换
• 3.2.1 短时傅立叶变换的思想及数学表示
• 3.2.2 短时傅立叶变换的特点
• 3.3 小波变换
• 3.3.1 小波变换的思想及数学表示
• 2.3.2 小波变换的特点
• 3.4 S 变换
• 3.4.1 S 变换及其与短时傅立叶变换和小波变换的比较
• 3.4.2 S 变换数值计算
• 3.5 广义S 变换
• 3.6 利用各种变换对信号处理后的比较
• 3.6.1 短时傅立叶变换与S 变换结果比较
• 3.6.2 S 变换和小波变换时频分析方法比较
• 3.6.3 高斯S 变换及双曲S 变换结果比较
• 3.6.4 高斯S 变换、短时傅立叶变换及Wigner-Villa 时频变换的结果比较
• 第四章 深层去噪技术研究
• 4.1 噪声的种类
• 4.1.1 相干噪声（规则干扰波）
• 4.1.2 随机噪声（不规则干扰波）
• 4.2 二维小波变换分离面波技术
• 4.2.1 二维小波变换分离面波理论基础
• 4.2.2 二维小波变换分离面波实例分析
• 4.3 随机噪声压制技术
• 4.3.1 KL（Karhunen-Loeve）变换去噪
• 4.3.2 f-x 域拟线性变换去噪技术
• 4.3.3 多项式拟合
• 4.3.4 分时分频相关去噪
• 4.3.5 阈值去噪
• 4.4 随机噪声压制技术模型试算对比及实际资料试算
• 4.4.1 KL 去噪模型试算
• 4.4.2 f-x 去噪模型试算
• 4.4.3 小波阈值去噪模型试算
• 4.4.4 实际资料处理
• 第五章 深层能量补偿方法研究
• 5.1 球面发散补偿
• 5.2 道均衡
• 5.3 地表一致性振幅补偿
• 5.4 中间界面的透射损失的振幅补偿
• 5.5 地层吸收补偿
• 5.5.1 反Q 滤波
• 5.5.2 时频分析法
• 5.6 多次振幅补偿的思路
• 5.7 模型试算及实际资料处理
• 5.7.1 三层模型
• 5.7.2 叠前资料能量补偿
• 5.7.3 叠后资料能量补偿
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢