【摘 要】
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地震勘探是获取地下油气藏图像的主要地球物理技术,油气藏图像的清晰度取决于地震数据分辨率。通过数据处理技术提高地震分辨率,获得尽可能清晰的油气藏图像是地震勘探技术发展的主线之一。几十年来,众多的高分辨率技术被提出,且各有优缺点。其中,单道反褶积或反射系数反演是应用最为广泛的高分辨率处理技术。但是,该类方法忽略了地层的横向结构关系,导致在反演结果中产生地质构造细节失真或丢失的现象,并且对噪声比较敏感,
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地震勘探是获取地下油气藏图像的主要地球物理技术,油气藏图像的清晰度取决于地震数据分辨率。通过数据处理技术提高地震分辨率,获得尽可能清晰的油气藏图像是地震勘探技术发展的主线之一。几十年来,众多的高分辨率技术被提出,且各有优缺点。其中,单道反褶积或反射系数反演是应用最为广泛的高分辨率处理技术。但是,该类方法忽略了地层的横向结构关系,导致在反演结果中产生地质构造细节失真或丢失的现象,并且对噪声比较敏感,在高分辨率处理结果中经常会出现“挂面条”现象。为了缓解这些问题,许多学者使用不同的数学表达去考虑横向几何结构关系,发展了一系列新的多道高分辨率处理方法。但是,主要受非线性问题、横向结构数学表达的精确程度和反演算法等影响,已有的多道高分辨率处理方法仍存在陷入次优解、局部解的大概率风险,而且横向结构的引入对改进地震分辨率的作用分析可能存在诸多因素的混合影响,仍缺乏基础性、统计性的认识。基于反射系数在纵向上满足稀疏假设,在横向一定范围内遵循空间线性结构关系,采用多个局部线性高分辨率同相轴叠加的数学描述进行表达建模。在反演算法上,利用粒子群全局优化算法对多个反射界面位置和倾角进行启发式搜索,且使用多次随机策略和聚类思想来避免陷入非线性反问题中的局部解,提出了一套新的考虑反射系数时空关系的高分辨率反演方法。本质上,该方法可看成是基于数据驱动学习地层倾角的组稀疏反演方法。此外,本论文聚焦空间几何结构对改进地震分辨率的数学物理作用研究。主要采用已知的数值模型,利用大量的统计性试验和与单道方法进行对比的角度,对该方法在收敛函数形态、搜索全局解能力、抗噪性以及提升分辨率等方面进行了系统测试和分析。研究表明,当地震数据品质较低时,加入空间几何结构约束能够更好地平衡地震资料分辨率与反演稳定性之间的关系,获得更清晰的横向连续的地震图像。此外,统计分析表明,随着数据品质的降低,提出的多道方法寻找到可靠解的概率很大(大约达到80%),且稳定。实际资料测试表明,提出的方法处理原始数据后能改善图像清晰度,增加细节,拓宽频谱。
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