地震弱信号增强方法研究
发布时间：2021-07-13 08:10
近年来,随着油区勘探的进一步加大,勘探目标已经由常规油气藏逐渐转移到薄互层,小砂体、微裂缝等隐蔽性油气藏。地震反射弱信号的研究是不可避免的,地震弱信号的增强方法研究成为一种新的课题。本文提出了三种地震弱信号增强方法:第一种方法通过结合独立变量分析理论和卡尔曼最优估计理论,求取出地震资料的反射系数信息,提高地震资料的分辨率,增强地震弱反射信号;第二种方法应用了压缩感知理论求取反射系数信息,进行地震弱信号的增强;第三种方法通过求取瞬时属性,反映地下地层信息,达到增强弱信号的目的。本文研究的第一种方法:基于独立变量分析理论和卡尔曼最优估计理论的地震弱信号增强方法。该方法结合了两种重要理论:独立变量分析理论和卡尔曼最优估计理论。独立变量分析理论可以将混合信号分解成为相互独立的源信号形式。卡尔曼最优估计理论可以对估计值进行递推计算,使其无限接近实际值,结果变得更加准确。结合两者的优点得到的方法,在不同工区数据的应用效果显著。本文研究的第二种方法为基于压缩感知理论的地震弱信号增强方法,该方法将压缩感知理论应用于地震勘探弱信号处理领域。压缩感知理论作为一种新的采样定理,相比于奈奎斯特定理,其在信号处...
【文章来源】：中国石油大学(华东)山东省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
单道数据模型
卡尔曼估计理论可以概况为“预测-改正”，通过实测值来消从而提高资料的分辨率，达到增强弱信号的目的。结合独立变量分优估计理论，研究新的弱信号增强方法。变量分析理论量分析（ICA）是一个从复杂混合信号求解简单独立的源信号的过程个相互独立的成分，通过观测系统后，得到一系列混合信号，混合信源信号通过不同的组合，不同的比例组合得到的。我们的目的就是解信号。独立变量分析系统的数学模型如下图所示，首先将源信号 s（混合系统 A 中，得到由 s（t）组合而成的混合信号 x（t），再通过盲的源信号 y，当 y 无限接近 s 时，我们就得到了无法观测得到的源信是独立分量分析过程[9-11]。
(1)反射系数 (2) 合成记录 (3) 提取结果(1) reflection coefficients (2) synthetic seismogram (3) the extracting result图 3-2 理论模型处理结果对比Fig.3-2 The result of theoretical model对合成地震记录进行加噪处理，仍然应用本章方法进行处理，验证分析方法的抗噪能力。如图3所示，图3-3（1）为不含噪声的合成地震记录图，图3-3（2）为含噪的合成地震记录，反射系数反映模糊，无法识别弱小信号。图3-3（3）为基于卡尔曼最优估计的弱信号增强方法的提取结果。通过比较提取结果与原始反射系数可以发现，在含有噪音的情况下，该方法依然提取出了地震记录中被掩盖的弱反射信息，且提取位置准确。
【参考文献】：
期刊论文
[1]卡尔曼最优估计下独立变量分析地震反射系数提取方法[J]. 刘菲菲,宋维琪,喻志超,吴彩端. 地球物理学进展. 2016(06)
[2]基于经验模态分解和小波变换的地震瞬时频率提取方法及应用[J]. 张猛,王华忠,隋志强,王兴谋,张云银. 石油地球物理勘探. 2016(03)
[3]基于压缩感知归一化关联成像实现目标重构[J]. 郭树旭,张驰,曹军胜,钟菲,郜峰利. 光学精密工程. 2015(01)
[4]一种新的基于卡尔曼滤波的地震记录同相轴跟踪方法及性能分析[J]. 邓小英,胡健,李月,郑乐,毕锐锐. 地球物理学报. 2014(01)
[5]压缩感知中确定性测量矩阵构造算法综述[J]. 王强,李佳,沈毅. 电子学报. 2013(10)
[6]基于EMD与ICA的地震信号去噪技术研究[J]. 王维强,杨国权. 石油物探. 2012(01)
[7]贪婪算法与压缩感知理论[J]. 方红,杨海蓉. 自动化学报. 2011(12)
[8]基于Hilbert-Huang变换的地震瞬时属性提取方法及应用（英文）[J]. 黄亚平,耿建华,钟广法,郭彤楼,蒲勇,丁孔芸,麻纪强. Applied Geophysics. 2011(02)
[9]局部瞬时频率提取及其在大庆油田中的应用[J]. 张尔华,王晓凯,高静怀,沈加刚,吴晗冰. 地球物理学进展. 2011(03)
[10]四参数宽带B样条子波[J]. 刘兰锋,曹思远,王鲁. 石油地球物理勘探. 2011(02)
博士论文
[1]多尺度分析与压缩感知理论在图像处理中的应用研究[D]. 冯鑫.兰州理工大学 2012
[2]基于独立变量分析的盲反褶积研究[D]. 高伟.中国海洋大学 2011
[3]希尔伯特—黄变换局瞬信号分析理论的研究[D]. 钟佑明.重庆大学 2002
硕士论文
[1]基于最大熵原理的地震盲反褶积算法研究[D]. 刘浩.中国石油大学 2009
[2]地震数据的局域化瞬时频率和带宽的提取及应用[D]. 吴晗冰.长安大学 2009
本文编号：3281698
【文章来源】：中国石油大学(华东)山东省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
单道数据模型
卡尔曼估计理论可以概况为“预测-改正”，通过实测值来消从而提高资料的分辨率，达到增强弱信号的目的。结合独立变量分优估计理论，研究新的弱信号增强方法。变量分析理论量分析（ICA）是一个从复杂混合信号求解简单独立的源信号的过程个相互独立的成分，通过观测系统后，得到一系列混合信号，混合信源信号通过不同的组合，不同的比例组合得到的。我们的目的就是解信号。独立变量分析系统的数学模型如下图所示，首先将源信号 s（混合系统 A 中，得到由 s（t）组合而成的混合信号 x（t），再通过盲的源信号 y，当 y 无限接近 s 时，我们就得到了无法观测得到的源信是独立分量分析过程[9-11]。
(1)反射系数 (2) 合成记录 (3) 提取结果(1) reflection coefficients (2) synthetic seismogram (3) the extracting result图 3-2 理论模型处理结果对比Fig.3-2 The result of theoretical model对合成地震记录进行加噪处理，仍然应用本章方法进行处理，验证分析方法的抗噪能力。如图3所示，图3-3（1）为不含噪声的合成地震记录图，图3-3（2）为含噪的合成地震记录，反射系数反映模糊，无法识别弱小信号。图3-3（3）为基于卡尔曼最优估计的弱信号增强方法的提取结果。通过比较提取结果与原始反射系数可以发现，在含有噪音的情况下，该方法依然提取出了地震记录中被掩盖的弱反射信息，且提取位置准确。
【参考文献】：
期刊论文
[1]卡尔曼最优估计下独立变量分析地震反射系数提取方法[J]. 刘菲菲,宋维琪,喻志超,吴彩端. 地球物理学进展. 2016(06)
[2]基于经验模态分解和小波变换的地震瞬时频率提取方法及应用[J]. 张猛,王华忠,隋志强,王兴谋,张云银. 石油地球物理勘探. 2016(03)
[3]基于压缩感知归一化关联成像实现目标重构[J]. 郭树旭,张驰,曹军胜,钟菲,郜峰利. 光学精密工程. 2015(01)
[4]一种新的基于卡尔曼滤波的地震记录同相轴跟踪方法及性能分析[J]. 邓小英,胡健,李月,郑乐,毕锐锐. 地球物理学报. 2014(01)
[5]压缩感知中确定性测量矩阵构造算法综述[J]. 王强,李佳,沈毅. 电子学报. 2013(10)
[6]基于EMD与ICA的地震信号去噪技术研究[J]. 王维强,杨国权. 石油物探. 2012(01)
[7]贪婪算法与压缩感知理论[J]. 方红,杨海蓉. 自动化学报. 2011(12)
[8]基于Hilbert-Huang变换的地震瞬时属性提取方法及应用（英文）[J]. 黄亚平,耿建华,钟广法,郭彤楼,蒲勇,丁孔芸,麻纪强. Applied Geophysics. 2011(02)
[9]局部瞬时频率提取及其在大庆油田中的应用[J]. 张尔华,王晓凯,高静怀,沈加刚,吴晗冰. 地球物理学进展. 2011(03)
[10]四参数宽带B样条子波[J]. 刘兰锋,曹思远,王鲁. 石油地球物理勘探. 2011(02)
博士论文
[1]多尺度分析与压缩感知理论在图像处理中的应用研究[D]. 冯鑫.兰州理工大学 2012
[2]基于独立变量分析的盲反褶积研究[D]. 高伟.中国海洋大学 2011
[3]希尔伯特—黄变换局瞬信号分析理论的研究[D]. 钟佑明.重庆大学 2002
硕士论文
[1]基于最大熵原理的地震盲反褶积算法研究[D]. 刘浩.中国石油大学 2009
[2]地震数据的局域化瞬时频率和带宽的提取及应用[D]. 吴晗冰.长安大学 2009
本文编号：3281698
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