Radon变换在混采地震数据处理中的应用研究

论文摘要

常规地震数据采集过程作业周期长,勘探成本高,而多源地震混合采集技术可以使勘探成本有效降低。但混采地震数据在进行炮分离后往往会出现重叠干扰的情况,且同常规数据一样,混采地震数据也会出现数据缺失的情况。Radon变换是一种常用的信号处理方法,在常规地震数据处理过程中有着广泛的应用,叠前去噪中用来压制噪声,将缺失的地震数据重建完整,包括海上数据处理中常见的多次波问题也可以用Radon变换解决。本文我们将研究Radon变换在混采地震数据中的应用,解决混采数据中产生的问题。在野外混采地震勘探作业同常规勘探数据采集一样,并不能保证每次数据采集完美的进行,同样会出现不规则采样问题以及数据缺失的情况。对地震数据处理过程而言,缺失地震数据会造成严重的影响,所以研究混采地震数据重建是很有意义的工作。在混采地震数据中往往需要炮分离的处理,炮分离之后的数据往往会有混叠噪声,有效的消除混叠干扰对炮分离的结果十分重要。Radon变换有很好的去噪和数据重建的作用,研究Radon变换在混采地震数据中的应用有十分重要的意义。Radon变换大致可分为三类,线性Radon变换、抛物Radon变换和双曲Radon变换。相比于抛物Radon变换,双曲Radon变换变换精度更高。地震数据同相轴满足双曲线的假设,双曲Radon变换可直接对原始地震数据进行处理,而抛物Radon变换则是对动校正后的地震数据进行处理。相比于常规地震数据重,混采地震数据重建更为复杂,首先要对混采地震数据进行炮分离,再针对分离的单炮数据进行重建。因此混采数据在分离和重建的过程中对精度要求更高,需要采用高精度分离方法和准确的重建方法。所以本文在混采地震数据炮分离中采用中值滤波法,在混采地震数据重建中选择双曲Radon变换进行处理。本文首先介绍了Radon变换的基本原理,并且在讨论Radon变换常规应用范围的基础上,重点研究了Radon变换在混采地震数据中的应用,特别是消除混采数据分离后的单炮混叠噪声和缺失地震道重建方面。混采地震数据量相对较大,计算效率问题显得尤为重要,在Radon变换处理过程中,算子求解使用常规的共轭梯度法计算效率低。为提高求解速度,本文在算子求解时引入FISTA算法,在实际数据处理中对比发现,FISTA算法速度更快,明显优于共轭梯度算法,有效的提高了计算效率。在提高重建精度方面,本文在双曲Radon变换的基础上引入了稀疏约束的方法,通过和普通双曲Radon变换的对比,发现稀疏约束可以提高数据在Radon域内的分辨率,得到精度更高的重建结果。对模拟数据和实际数据进行处理,结果表明Radon变换可以有效消除混采数据的混叠干扰,并且能准确的重建缺失地震道。

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摘要

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第1章绪论

1.1 研究目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容

第2章混采地震数据分离

2.1 混合震源采集原理

2.1.1 陆地混合震源采集

2.1.2 海洋混合震源采集

2.2 混合震源采集数据分离

2.2.1 混合震源数据分离研究现状

2.2.2 多级中值滤波法

第3章 Radon变换

3.1 线性Radon变换

3.2 抛物Radon变换

3.3 双曲Radon变换

3.4 稀疏约束Radon变换

3.4.1 稀疏约束原理

3.4.2 稀疏约束双曲Radon变换公式

第4章 Radon变换在混采地震数据中应用

4.1 应用Radon变换减小混叠效应

4.1.1 Radon变换消除混叠效应原理

4.2 Radon变换重建混采地震数据

4.2.1 混采数据的缺失重建

4.2.2 Radon变换曲率参数选取原则

4.3 Radon变换求解算法

4.3.1 共轭梯度算法基本原理

4.3.2 共轭梯度算法公式

4.3.3 FISTA算法原理

4.3.4 FISTA算法公式

第5章模拟数据与实际数据处理

5.1 理论模型重建效果分析

5.2 实际数据测试

第6章结论

参考文献

作者简介及在学期间所取得的科研成果

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王晗

导师: 韩立国

关键词: 双曲变换,混采地震数据,数据重建,稀疏约束

来源: 吉林大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,地球物理学,矿业工程

单位: 吉林大学

分类号: P631.4

总页数: 57

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