發(fā)布時間：2018-02-24 00:03

  本文關鍵詞： 寬頻地震 鬼波壓制 譜元法 格林函數法 上下纜 雙檢 變深度拖纜 起伏雙纜　出處：《吉林大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：受鬼波、地層衰減、頻散等影響,常規(guī)海洋拖纜采集存在明顯的低頻缺失、陷波現(xiàn)象、高頻衰減等問題,難以準確獲取海底目的層的有效反射信息。為了實現(xiàn)高精度、高分辨率成像,本文對海洋寬頻地震勘探進行了深入研究,從海洋寬頻地震正演模擬、常規(guī)拖纜原始數據鬼波壓制、低頻信號重構、高頻振幅衰減補償、海洋寬頻地震勘探新方法等方面,相應提出了幾種解決方案,模擬算例和實際數據驗證了我們方法的有效性。本文結合偽譜法精度高和有限元法能靈活處理復雜地質結構的優(yōu)點,提出了復雜構造網格剖分及其高精度譜元正演模擬方法。在空間上基于Delaunay三角網格剖分方法對模型區(qū)域進行剖分,再分別使用間接法和波前法在邊界處和模型區(qū)域內部將三角形網格重組為四邊形單元,進而利用等參變換實現(xiàn)網格規(guī)則化。復雜構造網格剖分方法能靈活地適應速度邊界的變化,且網格大小均勻、剖分質量較高,譜元法正演模擬有效提高了海洋地球物理數值模擬精度,為海洋寬頻地震處理與解釋提供正演算子和理論基礎。對于常規(guī)拖纜原始數據,本文研究了反褶積、逆散射級數法等鬼波壓制技術,并提出了基于格林函數理論的鬼波壓制方法。根據菲涅爾原理,通過求解“Double Dirichlet”格林函數,可對壓力波場和垂直速度波場進行預測,進而壓制檢波點鬼波。基于格林函數理論的鬼波壓制方法作為一種數據驅動的鬼波壓制方法,無需地下介質的任何信息,可有效拓寬地震資料頻帶,尤其是低頻端;并且,在疊加過程中,隨機噪聲得到有效壓制,提高了信噪比,具有實際意義。由于地下介質的吸收作用,地震波在傳播過程中會產生高頻衰減和擴散,降低了資料分辨率,本文研究了反Q濾波、譜白化等振幅補償方法,并提出基于壓縮小波變換(Synchrosqueezing wavelet transform,SWT)的頻率補償方法。壓縮小波變換沿頻率方向對小波變換復數譜進行重排,拓寬了資料的有效頻帶寬度,同時能保持地震剖面同相軸之間的能量關系不變,提高了時頻分辨率。對于鬼波和地層吸收、衰減導致的低頻能量降低,本文結合稀疏反演和壓縮感知原理,在頻率域利用有限帶寬恢復全局帶寬能量,對地震資料的低頻信息進行重構,從而提升低頻端能量。除高精度、高分辨率寬頻處理之外,本文重點研究了上下纜、雙檢、變深度拖纜等寬頻地震勘探方法,從源頭出發(fā),獲得寬頻帶的地震原始資料。上下纜采集技術綜合利用上纜的頻帶寬,分辨率高和下纜的低頻能量強、信噪比高優(yōu)勢,通過波場分離獲得不含鬼波的上行波場。上下纜采集原始數據合并處理中,研究了“dephase and sum”(DPS)、“Optimized deghosting”(ODG)、“Shift and subtract”等合并算法,進行鬼波壓制。利用上下纜不同深度組合的等效陷波頻率特征,本文提出了尋找陷波影響最小的纜深沉放組合方法,優(yōu)化觀測系統(tǒng),有效提高采集效率。雙檢采集技術綜合利用水檢(壓力檢波器)和陸檢(速度檢波器)輸出信號存在頻率、振幅、相位等方面的差異,進行鬼波壓制,作為唯一一種直接測量原始壓力波場和垂直速度波場的采集方式,雙檢采集對結果更具有說服力。雙檢采集原始數據處理過程中,本文提出了基于格林函數的雙檢數據合并方法,無需地下介質信息,即可實現(xiàn)雙檢合并,能夠適應復雜海洋地形和地質情況。變深度拖纜采集技術允許檢波器隨著偏移距增大有不同的沉放深度,這種變化特性在數據采集過程中引入了大量多樣化的地震鬼波,鬼波壓制后的地震剖面比常規(guī)拖纜采集有更大的帶寬。變深度拖纜采集技術低頻信息能量強,構造成像好,結構邊界清晰,同相軸更連續(xù)。本文最先提出了頻率域起伏雙纜合并策略,通過合并起伏雙纜地震記錄,能獲得豐富的低頻信息,有效的拓寬頻帶,與傳統(tǒng)的上下纜合并方法相比,可以最小化纜深起伏對合并數據的影響,并最大利用檢波點信息以獲得高信噪比和高分辨率,對于實際計算中鬼波算子存在奇異的情況,通過引入白噪因子,提高了計算的穩(wěn)定性。在此基礎上,引出利用常規(guī)淺纜采集約束補償變深度拖纜高頻端能量的采集方法,即變深度拖纜、常規(guī)纜的聯(lián)合勘探模式,在很好保留變深度拖纜豐富低頻信息的同時,有效提高高頻能量。
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本文編號：1528110