基于多路径Radon变换的地震数据噪声压制和波型分离方法研究 被引量：7

1

作者 唐欢欢 毛伟建 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期333-348,共16页

Radon变换是一种稀疏变换,被广泛应用于地震数据处理,其中线性Radon和抛物Radon最为常用.在实际地震数据中,直达波和面波的同相轴形态为线性,反射波为双曲型,单独使用线性Radon或抛物Radon变换时,不能确保所有同相轴在变换域的系数都是... Radon变换是一种稀疏变换,被广泛应用于地震数据处理,其中线性Radon和抛物Radon最为常用.在实际地震数据中,直达波和面波的同相轴形态为线性,反射波为双曲型,单独使用线性Radon或抛物Radon变换时,不能确保所有同相轴在变换域的系数都是稀疏的,影响地震数据处理效果.本文提出的多路径Radon变换联合了线性Radon变换和抛物Radon变换,每个同相轴都有两种不同的变换参数来与积分路径相适应,能够兼顾不同形态的同相轴;然后利用最小二乘稀疏反演方法对不同形态同相轴匹配最佳积分路径,使其自动分离到两个不同的Radon域剖面且保持系数同时稀疏.从多路径Radon域剖面上,能够很容易地识别不同系数所对应的同相轴形态、时间截距以及速度,这些特征有利于提高利用Radon变换方法进行随机噪声压制、面波压制以及波型分离等技术的处理效果,该变换在模型数据和实际数据中的应用结果证明了本文方法有效性. 展开更多

关键词 多路径Radon变换 稀疏反演 噪声压制 波型分离

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应用STGCN时空建模的地震波阻抗反演方法

2

作者 王泽峰 赵海波 +3 位作者 杨懋新 王团 许辉群 毛伟建 《石油地球物理勘探》 北大核心 2025年第1期43-53,共11页

现今,深度学习地震波阻抗反演方法通常是通过低维度的时序建模,忽略了空间构造拓扑结构信息,导致反演精度较低。针对此问题,提出了一种基于STGCN(时空图卷积神经网络)时空建模的地震波阻抗反演方法。该方法考虑到地震数据的空间构造拓... 现今,深度学习地震波阻抗反演方法通常是通过低维度的时序建模,忽略了空间构造拓扑结构信息,导致反演精度较低。针对此问题,提出了一种基于STGCN(时空图卷积神经网络)时空建模的地震波阻抗反演方法。该方法考虑到地震数据的空间构造拓扑结构及互相关性,使用马氏距离对地震数据进行空间邻近度的加权处理建立邻接矩阵;进一步通过切比雪夫多项式扩大空间感受野的同时减少参数量,高效地提取地震数据的空间构造特征,同时利用门控循环单元捕获其时序相关性;最后构建时空图卷积单元实现基于STGCN的地震数据与波阻抗在时间和空间两个维度的映射。模型测试及实际资料反演结果表明,该方法在提高反演精度的同时对噪声具有一定的适应性,并可以很好的体现地层的横向变化。 展开更多

关键词 地震波阻抗反演 深度学习 时空建模 时空图卷积神经网络

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基于密度扰动的点扩散函数计算与三维深度域模拟成像 被引量：7

3

作者 段伟国 毛伟建 +2 位作者 张庆臣 石星辰 张建磊 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1402-1415,共14页

点扩散函数(point spread function,简称PSF)是成像系统对单位强度点散射体的响应,基于PSF的反演方法为直接在深度域进行储层参数反演提供了新的方向.本研究旨在提出一种切实可行的PSF计算方法,并利用PSF得到深度域模拟成像.本文从扰动... 点扩散函数(point spread function,简称PSF)是成像系统对单位强度点散射体的响应,基于PSF的反演方法为直接在深度域进行储层参数反演提供了新的方向.本研究旨在提出一种切实可行的PSF计算方法,并利用PSF得到深度域模拟成像.本文从扰动理论出发,分析了速度和密度扰动对散射场的影响,在前人工作的基础上提出了基于密度扰动的两步正演法来计算PSF.然后,深入研究了如何去除模拟成像过程中的结构信息污染,如何进行相位匹配以及空间褶积的实现细节等问题,并提出了相应的有效解决方案.模型测试表明采用本文提出的计算方法得到的PSF具有准确、污染小的特点,并且基于PSF得到的深度域模拟成像剖面在振幅和相位上都与实际偏移成像结果匹配良好. 展开更多

关键词 点扩散函数 深度域 模拟成像 相位匹配

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基于标准化流的地震偏移噪声压制和不确定性量化

4

作者 孙昌潇 毛伟建 石星辰 《世界地质》 CAS 2024年第4期541-550,共10页

为了定量评估地震成像结果的不确定性,同时减少成像伪影、提高成像分辨率,笔者采用了机器学习领域中的一种可逆神经网络—标准化流,实现高精度成像,并进行成像结果的后验估计。通过对估计的后验分布进行采样及其统计分析,笔者量化了成... 为了定量评估地震成像结果的不确定性,同时减少成像伪影、提高成像分辨率,笔者采用了机器学习领域中的一种可逆神经网络—标准化流,实现高精度成像,并进行成像结果的后验估计。通过对估计的后验分布进行采样及其统计分析,笔者量化了成像过程中存在的不确定性。与传统的抽样方法,例如马尔科夫链蒙特卡罗相比,标准化流法能够直接预测后验分布,而不是依赖于随机采样,因此在计算效率和适应性方面展现出显著的优势。笔者将该方法应用于稀疏数据成像的去噪与增强,并在合成数据上进行了测试。测试结果表明,稀疏海底节点采集数据的偏移成像结果得到了改善,成像噪声减少,同相轴的连续性以及深度照明得到了加强。另外,不确定性量化通过统计后验成像结果生成。 展开更多

关键词 贝叶斯推断 标准化流 不确定性量化 地震成像

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基于深层神经网络压制多次波 被引量：16

5

作者 宋欢 毛伟建 唐欢欢 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2795-2808,共14页

有效压制多次波一直是地震勘探中的难点问题.尽管已发展了多种多次波压制方法,但仍存在多次波压制不全、计算耗时长等缺陷,使得应对复杂地质地震数据多次波压制具有挑战性.为了突破现有多次波压制方法的局限性,本文提出了一种基于深层... 有效压制多次波一直是地震勘探中的难点问题.尽管已发展了多种多次波压制方法,但仍存在多次波压制不全、计算耗时长等缺陷,使得应对复杂地质地震数据多次波压制具有挑战性.为了突破现有多次波压制方法的局限性,本文提出了一种基于深层神经网络的多次波压制方法,采用的深层神经网络是一种改进的具有卷积编码器和卷积解码器的U-net网络.不同于常规方法依赖于滤波或波动理论,该方法仅依赖于大量训练数据.训练数据以含多次波的原始地震数据作为输入,不含多次波的地震数据作为输出,通过最小化损失函数来优化神经网络参数.训练成功的网络模型具备较好地分离多次波和一次波的能力,可直接用来快速压制地震数据中的多次波,避免了常规方法涉及的大规模计算.工业界模型数据测试结果表明,本文提出的深层神经网络方法能有效压制复杂地质地震数据中的多次波,同时还具有较高的泛化能力和多次波压制效率. 展开更多

关键词 多次波压制 深层神经网络 深度学习

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3D高阶抛物Radon变换在不规则地震数据保幅重建中的应用 被引量：11

6

作者 唐欢欢 毛伟建 詹毅 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期3452-3464,共13页

3D地震数据不规则采样缺失重建是地震勘探数据处理流程中的重要问题.本文提出了一种基于具有保幅特性的非均匀高阶抛物Radon变换(NHOPRT)地震数据重建方法.在最小二乘反演方程中引入Delaunay三角网格剖分来计算空间不规则加权系数,从而... 3D地震数据不规则采样缺失重建是地震勘探数据处理流程中的重要问题.本文提出了一种基于具有保幅特性的非均匀高阶抛物Radon变换(NHOPRT)地震数据重建方法.在最小二乘反演方程中引入Delaunay三角网格剖分来计算空间不规则加权系数,从而获得最接近完整规则数据的高阶抛物Radon变换域系数.在用SVD求解反演方程过程中,利用高阶抛物Radon变换算子在频率域为指数函数,具有线性可分解特性,将二维空间的高阶抛物Radon变换算子分解为两个独立的一维空间变换算子,减小了变换算子的矩阵大小,从而很大程度地提高了计算效率.理论模型和实际地震数据重建测试证明了本文方法的有效性以及实用性. 展开更多

关键词 不规则地震数据 3D高阶Radon变换 指数函数分解 保幅重建

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基于分数阶时间导数的黏弹性衰减VTI介质中平面波传播 被引量：4

7

作者 程时俊 毛伟建 欧阳威 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期965-981,共17页

目前在地震勘探频带范围内通常假设品质因子Q与频率无关,且呈衰减各向同性.事实上,相比较速度各向异性,介质的衰减各向异性同样不可忽视.本文将衰减各向异性和速度各向异性二者与常Q模型相结合,建立了黏弹性衰减VTI介质模型,并基于分数... 目前在地震勘探频带范围内通常假设品质因子Q与频率无关,且呈衰减各向同性.事实上,相比较速度各向异性,介质的衰减各向异性同样不可忽视.本文将衰减各向异性和速度各向异性二者与常Q模型相结合,建立了黏弹性衰减VTI介质模型,并基于分数阶时间导数理论,给出了对应的本构关系和波动方程.利用均匀平面波分析和Poynting定理,推导出准压缩波qP、准剪切波qSV和纯剪切波SH的复速度、相速度、能量速度以及品质因子的解析表达式.对模型的正确性进行了数值验证,并分析了qP,qSV和SH波在介质中的传播特性.数值试验结果表明:本模型能够实现理想的恒定Q行为,表现了品质因子和速度的各向异性特征,显示出黏弹性增强将导致能量速度和相速度的频散曲线变化剧烈;速度和衰减各向异性参数与传播角度之间的耦合效应对qP,qSV和SH波的速度和能量影响明显;qP,qSV和SH波的频散曲线和波前面随着衰减各向异性强度的改变发生显著变化,其中耦合在一起的qP和qSV波变化趋势相同,而SH波与它们呈现相反的变化规律.本研究为从常Q模型角度分析地震波在衰减各向异性黏弹性介质中的传播特征奠定了理论基础. 展开更多

关键词 黏弹性 衰减各向异性 分数阶时间导数 平面波理论 波传播

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基于上下行波分解的分数阶拉普拉斯算子黏滞声波逆时偏移成像方法 被引量：5

8

作者 王喜鹏 张庆臣 毛伟建 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期872-882,共11页

地下介质通常存在黏滞性,使地震波在传播过程中产生能量衰减及(相位)频散效应,降低了偏移成像照明能量。采用互相关成像条件的双程波动方程逆时偏移技术,当速度模型精度不高或存在较强速度梯度时,可能会产生低频噪声和假象。为此,提出... 地下介质通常存在黏滞性,使地震波在传播过程中产生能量衰减及(相位)频散效应,降低了偏移成像照明能量。采用互相关成像条件的双程波动方程逆时偏移技术,当速度模型精度不高或存在较强速度梯度时,可能会产生低频噪声和假象。为此,提出一种基于上下行波分解的解耦分数阶拉普拉斯算子黏滞声波逆时偏移成像(Q补偿逆时偏移)方法,采用解耦的分数阶拉普拉斯算子黏滞声波方程分别对震源波场和检波点波场进行外推,在此过程中校正地下介质对地震波产生的衰减效应;引入自适应稳定因子应对地震波衰减补偿过程中数值不稳定问题;采用时间解析波场外推方法,在时间切片上分别对震源、检波点波场的传播方向进行分解;最终运用互相关成像条件对下行的震源波场和上行的检波点波场进行成像。数值测试结果表明,所采用的Q补偿逆时偏移方法可校正由地下介质黏性特性引起的地震波振幅衰减和(相位)频散效应,该成像方法能显著减少传统逆时偏移成像中的低频噪声与假象。 展开更多

关键词 Q补偿逆时偏移 波场分解 低频噪声 分数阶

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基于Contourlet域自适应Wiener阈值的同时震源波场分离 被引量：2

9

作者 王坤喜 毛伟建 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期263-278,共16页

同时震源数据包含了多炮之间的串扰噪声,不能直接用于常规数据处理流程.因此,需要对混叠的波场进行分离得到常规采集的单炮记录.本文基于稀疏迭代反演分离,提出了一种具有尺度与空间自适应的Wiener阈值选取方法.该阈值选取方法能够根据... 同时震源数据包含了多炮之间的串扰噪声,不能直接用于常规数据处理流程.因此,需要对混叠的波场进行分离得到常规采集的单炮记录.本文基于稀疏迭代反演分离,提出了一种具有尺度与空间自适应的Wiener阈值选取方法.该阈值选取方法能够根据不同迭代环境计算不同尺度下串扰噪声的方差和不同空间位置有效信号的方差,从而自适应调整阈值大小,最终通过对变换域系数进行收缩来达到去除串扰噪声的目的.理论模型数据和实际数据测试结果表明,本文方法能够快速有效地压制串扰噪声和保护弱有效信号,取得了比Contourlet域子带一致Wiener阈值方法和Curvelet域指数衰减阈值方法更好的分离效果. 展开更多

关键词 同时震源 稀疏反演 CONTOURLET变换 自适应阈值 WIENER滤波

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三维最小二乘弹性高斯束叠前深度偏移 被引量：2

10

作者 孙昌潇 毛伟建 +1 位作者 张庆臣 石星辰 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期4181-4195,共15页

与声波高斯束成像相比,弹性波高斯束偏移更适用于复杂油气藏多波多分量地震勘探.但是由于观测系统的局限性和深部构造的复杂性,该方法同样存在成像分辨率低、照明不均衡等问题.本文结合最小二乘偏移和弹性高斯束偏移的优势,提出了一种... 与声波高斯束成像相比,弹性波高斯束偏移更适用于复杂油气藏多波多分量地震勘探.但是由于观测系统的局限性和深部构造的复杂性,该方法同样存在成像分辨率低、照明不均衡等问题.本文结合最小二乘偏移和弹性高斯束偏移的优势,提出了一种通过弹性高斯束叠加构建Born正演(反偏移)算子和偏移算子的三维最小二乘叠前深度偏移方法.依据最小二乘反演理论,建立基于反偏移数据与实际观测数据残差的目标函数,采用共轭梯度算法迭代更新来建立地下真实的反射率.与传统弹性高斯束偏移方法相比,该方法不仅提高了成像分辨率,而且使复杂构造特别是陡倾角地层的成像照明也得到了补偿.理论模型测试结果证明了本文方法的可行性和有效性. 展开更多

关键词 弹性高斯束 最小二乘偏移 Born正演 共轭梯度法

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地震逆散射偏移与反演综述 被引量：3

11

作者 毛伟建 李武群 欧阳威 《地球与行星物理论评》 2021年第1期27-44,共18页

随着油气勘探领域逐渐向深层、复杂型、隐蔽性油气藏转移,油气资源的勘探难度越来越大,传统反射地震勘探技术难以满足日益增长的油气勘探需求,亟需发展适合复杂地质构造的地震波偏移反演新技术.针对地球深部非均匀结构体引起的地震散射... 随着油气勘探领域逐渐向深层、复杂型、隐蔽性油气藏转移,油气资源的勘探难度越来越大,传统反射地震勘探技术难以满足日益增长的油气勘探需求,亟需发展适合复杂地质构造的地震波偏移反演新技术.针对地球深部非均匀结构体引起的地震散射波,发展地震逆散射偏移反演理论和技术将有可能解决复杂构造成像反演的技术难题.本文回顾地震波逆散射偏移反演理论的发展历史和基本原理,以逆广义Radon变换求解线性化逆散射问题为基础,介绍逆散射理论在介质结构成像、物性参数反演、多次波衰减等方面的技术延伸,同时将其应用到合成数据和实际数据资料,探讨地震勘探逆散射方法的技术优势和应用潜力. 展开更多

关键词 逆散射 广义Radon变换 偏移 反演

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VTI介质速度与δ参数qP波全波形反演 被引量：4

12

作者 孙史磊 毛伟建 +1 位作者 任志明 李振春 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2020年第6期2203-2210,共8页

获取准确的速度与各向异性参数模型,是全波形反演的主要目标.由于各向异性参数的敏感性较差,常规全波形反演方法很难同时得到满意的速度和各向异性参数模型.本文提出一种新的VTI介质qP波全波形反演方法.采用动校正速度参数化方式得到新... 获取准确的速度与各向异性参数模型,是全波形反演的主要目标.由于各向异性参数的敏感性较差,常规全波形反演方法很难同时得到满意的速度和各向异性参数模型.本文提出一种新的VTI介质qP波全波形反演方法.采用动校正速度参数化方式得到新的VTI介质qP波方程,改善各向异性参数δ对近偏移距数据的敏感性.在新的方程中,推导了VTI介质全波形反演梯度公式.基于敏感核分析设计了合理的分步反演策略,来缓解不同参数之间的串扰,进而提高速度和各向异性参数的反演精度.模型算例表明,新的反演策略能够有效提高速度和δ参数的反演精度.分步反演方法在非线性更强的各向异性反演中,能够得到更接近真实值的反演结果. 展开更多

关键词 各向异性 多参数反演 全波形反演 分步反演策略

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