Рейтинг@Mail.ru
Навигация

Курс лекций

Кинематическая фильтрация как способ разделения волн и подавления помех

Лектор: Михаил Сергеевич Денисов (д.ф.-м.н.)

Продолжительность: 4 часа

Тематика: геофизика

Уровень сложности: средний

Краткое описание курса

Излагаются различные способы кинематической фильтрации. Описываются процедуры, которые хорошо себя зарекомендовали в массовой обработке данных сейсморазведки в самых разнообразных сейсмогеологических условиях. Рассматриваются методы разделения регулярных волн и подавления помех, которые основаны исключительно на их кинематических характеристиках. В лекции даётся теоретическое обоснование алгоритмов, а также приводятся многочисленные примеры обработки модельных и реальных данных, подтверждающие их эффективность.

Описание

Волновое поле, получаемое в сейсморазведке, представляет собой интерференцию полезных сигналов и шумов, причём последние могут быть как некогерентными так и когерентными. Одним из наиболее эффективных подходов к решению задачи подавления шумов обоих видов является алгоритм двумерной фильтрации, получивший в русскоязычной литературе название веерной фильтрации сейсмограмм, выделяющий сигнальную компоненту на основе априорных кинематических представлений.

Если в результате предварительного анализа получены, по крайней мере приблизительно, годографы полезных волн, фильтр пропустит без искажения эти волны, а также все волны, наклоны годографов которых лежат в некоторой окрестности (веере). Остальные волны, которые, возможно, присутствуют в сейсмограммах, рассматриваются как шум и подлежат подавлению. Такая задача может решаться при помощи направленного пространственного суммирования исходных трасс в диапазоне направлений, принадлежащих вееру с выбранным раствором. Затем производится суммирование самих направленных сумм. При этом регулярные волны, наклон годографов которых принадлежит вееру, пропускаются, а волны, наклон годографов которых лежит за пределами веера, ослабляются. Эффективность ослабления зависит от параметров алгоритма, в первую очередь, от размера базы пространственного суммирования. Такое преобразование неизбежно приводит к искажению формы импульса, поэтому необходимо применять специальные корректирующие фильтры.

Если наряду с кинематикой полезных волн получена оценка кинематики когерентного шума, и при этом стоит задача построения алгоритма, подавляющего такой шум, то её можно решить при помощи модификации фильтра, подразумевающей соответствующий выбор границ веера.

Иногда могут возникать сложности с точным оценивание кинематики сигнала или регулярной помехи. Такие затруднения обычно вызваны сильной зашумленностью данных, негиперболичностью годографов и т.п. В данном случае хорошо помогает применение адаптивного фильтра, который в каждой точке самостоятельно анализирует волновое поле на предмет наличия или отсутствия сигнала или помехи.

При решении некоторых задач ослабления когерентного шума, в частности при подавлении кратных волн, может быть известна модель поля помех. В этом случае появляется возможность применения адаптивного фильтра-маски, кинематически анализирующего модель шума и принимающего решения о наличии или отсутствии регулярной помехи в каждом отсчете исходных данных. Такой фильтр не требует точного соответствия динамики полученной модели реально наблюденному полю.

Независимо от режима кинематической фильтрации, возникают искажения импульса, обусловленные дискретностью данных, кривизной годографа, несимметричностью веера и другими причинами. Это требует разработки и применения специальных средств, направленных на сохранение динамики сигнала.

Приводятся результаты обработки модельных и реальных данных.

Цели курса

По окончании курса слушатели будут ориентироваться в методах кинематической фильтрации и круге задач, которые уверенно решаются с привлечением таких подходов. Будет показано, как можно разделять волновые поля, при этом сохраняя динамику сигнала. При помощи такой обработки данных можно добиться более достоверных результатов. Приводятся методические рекомендации по применению соответствующих процедур. Изложение сопровождается демонстрацией результатов обработки, полученных на модельных и реальных сейсмограммах.

Краткое содержание

  1. Геофизическая и математическая постановки задачи.

  2. Определение кинематических параметров полезных волн и регулярных помех.

  3. Реализация кинематических фильтров в t-x области.

    3.1.  Кинематические фильтры, ориентированные на пропускание сигнала.

    3.2.  Фильтр, компенсирующий искажение формы сигнала.

    3.3.  Кинематические фильтры, ориентированные на пропускание сигнала и подавление регулярного шума.

    3.4.  Адаптивные кинематические фильтры.

    3.5.  Адаптивный фильтр-маска.

    3.6.  Коррекция амплитуд полезных отражений, искаженных кинематической фильтрацией (коррекция за кривизну годографа, коррекция методом пространственного сглаживания,  коррекция за несимметричность веера).

    3.7.  Фильтрация разрезов равных удалений, суммарных и мигрированных разрезов.

  4. Реализация кинематических фильтров в x-w области.

    4.1.  Шумы преобразования (случай морских данных, случай наземных данных).

    4.2.  Возможные способы оценивания амплитудного спектра импульса.

    4.3.  Компенсация искажения импульса.

  5. Веерный фильтр в задаче подавления когерентного шума.

  6. Примеры обработки реальных данных.

Кому адресован этот курс

Курс адресован геофизикам, интересующимся вопросами обработки сейсмических данных.

Необходимая начальная подготовка

Базовые представления о сейсмической разведке и способах обработки результатов наблюдений.

О лекторе

Михаил Сергеевич ДенисовДенисов Михаил Сергеевич — директор по науке ООО ГЕОЛАБ (компания-резидент фонда Сколково). Доктор физико-математических наук. Член Редакционных коллегий журналов «Геофизика» и «Технологии сейсморазведки», входящих в перечень ВАК ведущих российских периодических научных изданий. В 1993 году окончил Московский инженерно-физический институт (МИФИ) по специальности Физика высоких энергий, но в этом же году начал трудовую деятельность в должности геофизика-исследователя в Центральной Геофизической Экспедиции (ЦГЭ). В период работы в компаниях Геотехсистем и ГЕОПРАЙМ (группа компаний «ИНТЕГРА») участвовал в разработке алгоритмов, реализованных в отечественных программных продуктах VELINK и PRIME, предназначенных для обработки и интерпретации результатов сейсмических наблюдений 2D и 3D. В 1994 году защитил диссертацию на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук. Тема работы — оригинальные алгоритмы фильтрации, деконволюции и спектрального оценивания. В 2006 году защитил диссертацию на соискание учёной степени доктора физико-математических наук. Тема работы — продолжение сейсмических волновых полей и устойчивые способы подавления помех в сейсморазведке. Имеет более 80 научных публикаций, посвящённых вопросам, связанным с изучением алгоритмов обработки данных геофизических наблюдений, и их использованию на практике. Обладает большим практическим опытом обработки сейсмических данных со всех регионов мира.


Яндекс цитирования
Журнал First Break и материалы всех мероприятий EAGE направляются на индексацию в систему Scopus.
Журналы Basin Research, Geophysical Prospecting, Near Surface Geophysics и Petroleum Geoscience направляются на индексацию в системы Scopus и Web of Science.