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基于振幅控制的Q补偿方法研究及其应用

作　者: 李导
导　师: 贺振华；黄德济
学　校: 成都理工大学
专　业: 地球探测与信息技术
关键词: 地层吸收振幅衰减相位畸变 Q补偿振幅控制
分类号: P631.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

地震波在地下介质中传播,由于地层吸收、散射等各种原因,地震波的能量会衰减,地震波传播时不同频率的波,传播速度不一致,高频相对于低频传播快而引起速度频散,而速度频散导致地震子波的相位畸变。随着地震资料处理的高分辨的要求,振幅的高保真性的技术受到关注,Q补偿技术是一种能精确的进行振幅恢复和相位衰减补偿的方法。本论文从地震波传播衰减原理,首先讨论了地震波的球面扩散,非弹性衰减,品质因子Q和衰减系数α的相互关系;然后对地震波Q补偿的各种方法的进行了研究,实现了基于Hargreaves波动方程精确解的吸收地震记录的正演模拟,这种方法所合成的带吸收的地震记录包含了完整的波场信息,其不足之处在于计算量比较大。此外,本文开展了常规Q补偿的算法的对比研究,通过研究发现:对于延续时间较短的信号,Hargreaves方法和变型的Hale算法均可以取得较好的补偿效果,但是Hargreaves方法运用傅里叶变换和波场延拓原理,在频率域进行叠加成像,其计算量较大;变型的Hale算法通过目标信号与反滤波因子的褶积计算,同时补偿了振幅和相位,计算速度较快。在实际运用中我们发现Q值补偿方法在补偿过程中时常会出现有效信息淹没在背景噪声中。即使输入数据没有噪声也是如此。因此,我们对Q值补偿过程不稳定性的进行了分析,通过分析得出了Q值补偿的噪声是随着旅行时间的增加而增加,且Q值的大小直接影响补偿结果,也影响旅行时传播距离。因此,我们给出的建议是在实际处理结果中,Q值的选取应当采取“宁大勿小”的原则,即使选择的Q值过大,造成补偿不足,我们也可以再次进行Q补偿来弥补补偿不足。若选择Q值过小,不仅会造成补偿过量,还会导致随着旅行时的增加,噪声过早的出现,掩盖有效信息。针对Q值补偿出现的问题,提出了一系列的基于振幅控制的解决方法。并进行了一系列的数值模拟,通过数值模拟,取得了良好的效果,通过稳定性条件,达到压制深层噪声的目的。并提出另一种先Q值补偿,再进行一个带通滤波的方法,同样也达到了压制噪声凸显有效信息的效果,并对两种方法做出比较,指出其中的优略性,并说明了对资料的不同,我们应当选取不同的方法,使得处理效果达到最好,而不是选取传统认为的最好的方法。最后,运用Q值补偿对实际资料中的单炮,叠加剖面进行处理,并进行对比,振幅谱,相位谱,处理前后的对比效果。验证了本文提出的基于振幅控制的Q值补偿方法是一种使地震资料高频振幅和速度频散得到补偿的行之有效的方法。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-9
第1章引言  9-13
  1.1 Q 补偿研究的目的和意义  9-10
  1.2 地震资料Q 补偿的国内外研究进展  10-11
  1.3 Q 补偿研究的基本思路和内容  11-13
第2章地震波传播的衰减特性  13-18
  2.1 地震波的球面扩散特性  13-14
  2.2 地震波的非弹性衰减  14-15
  2.3 品质因子 Q 与衰减系数 α 的相互关系  15-16
  2.4 衰减与频率的关系  16-18
第3章地震波场Q 吸收补偿方法研究  18-36
  3.1 Q 值吸收模拟方法原理  18-22
  3.2 Hargreaves 方法的 Q 值补偿方法原理  22-26
  3.3 变型的 Hale 算法的 Q 值补偿方法原理  26-29
  3.4 串联Q 值补偿方法原理  29-32
  3.5 Q 补偿数值模拟  32-36
    3.5.1 Q 值吸收数值模拟  32
    3.5.2 Hargreaves 方法波场数值模拟  32-33
    3.5.3 变型的 Hale 算法波场数值模拟  33-35
    3.5.4 串联 Q 值补偿数值模拟  35-36
第4章基于振幅控制的Q 补偿方法研究  36-44
  4.1 Q 补偿过程中的不稳定分析  36-39
  4.2 基于振幅控制方法研究  39-44
第5章实际资料的Q 补偿  44-51
  5.1 实际资料工区简介  44-45
  5.2 实际资料品质分析  45-47
  5.3 实际资料Q 补偿处理及对比分析  47-51
结论  51-53
致谢  53-54
参考文献  54-58
攻读学位期间取得的学术成果  58

基于振幅控制的Q补偿方法研究及其应用

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