Сигнатурная деконволюция в морской сейсморазведке

1. Сигнатурная деконволюция в морской сейсморазведке

СИГНАТУРНАЯ ДЕКОНВОЛЮЦИЯ В
МОРСКОЙ СЕЙСМОРАЗВЕДКЕ
Володин Георгий 409

2. Деконволюция в морской сейсморазведке

ДЕКОНВОЛЮЦИЯ В МОРСКОЙ
СЕЙСМОРАЗВЕДКЕ
Деконволюция
Цели
Статистическая
Детерминистическая
Импульса
источника
Оценка статистических
параметров импульса
источника
Лабораторные оценки
Извлекается из сейсмограммы
Подавление
волнспутников
Оператор для спутникаприёмника/источника
Три проблемы на следующей странице
Детерминистическая деконволюция так или иначе реализуют решение прямой
задачи, в результате которой получают форму сигнала, искаженную спутником, а
затем производят расчет фильтра, позволяющего ослабить влияние спутника.
В то время как статистическая деконволюция не требует знания формы импульса.

3. Искажения спектра от волн-спутников

ИСКАЖЕНИЯ СПЕКТРА ОТ ВОЛНСПУТНИКОВ
Сигнал без спутников
Сигнал + спутники
Уровень шумов
1) Вибрации буксировки постоянно изменяют глубину источника/приёмника,
что влечёт колебания позиции провалов в амплитудном спектре волны,
осложнённой спутником
2) Усиление амплитудного спектра в окрестностях провала повлечёт
увеличение помехи
3) Волнения моря изменяют по латерали коэффициент отражения
границы вода/воздух

4. Задача оценки сигнатуры

ЗАДАЧА ОЦЕНКИ СИГНАТУРЫ
Сигнатура = импульс источника
1) Нахождение импульса источника
с помощью Z-преобразования
сводится к перебору всех
возможных комбинаций диполей.
Большие вычислительные затраты.
2) Оценка сигнатуры источника из
статистических данных. Используется
теорема Робинсона:
Усл.
G(w) =>
• Содержит все
гармоники
• Стационарна
• Случайная
Утв.
|G(w)|^2 = σ^2
3) Подробная теория оценки сигнатуры сейсмических данных: Г. Н. Гогоненов 1987

5. Алгоритм сигнатурной деконволюции

АЛГОРИТМ СИГНАТУРНОЙ
ДЕКОНВОЛЮЦИИ
Стационарное поле
Идея:
• w(t) – оценка сигнатуры
• f(t) – искомый оператор преобразования
• g(t) – желаемый импульс
Решение в
частотной области:
r – параметр
регуляризации
*Радиус корреляции всего сигнала будет
соответствовать характеристикам
наиболее энергоёмких “всплесков”.
Нестационарное поле
*Область нестационарного сигнала
может рассматриваться как
стационарная
• Не выполняется аддитивная
модель сигнала
• Не стационарность спектральнокорреляционных характеристик
Чтобы выйти из области не
стационарности, производится
расчёт коэффициентов фильтра в
скользящем окне.

6. Есть вопросы?

ЕСТЬ ВОПРОСЫ?

7. Пример сигнатурной деконволюции - сигналы

ПРИМЕР СИГНАТУРНОЙ
ДЕКОНВОЛЮЦИИ - СИГНАЛЫ

8. Пример сигнатурной деконволюции - спектры

ПРИМЕР СИГНАТУРНОЙ
ДЕКОНВОЛЮЦИИ - СПЕКТРЫ

9. Пример сигнатурной деконволюции – сейсмограмма

ПРИМЕР СИГНАТУРНОЙ
ДЕКОНВОЛЮЦИИ – СЕЙСМОГРАММА
На больших удалениях
спектр сигнала сильно
искажается из-за эффекта
поглощения.
Для трасс больших
удалений величина
запаздывания спутника
меняется.
Так, трассы ближних и
только удалений, если они
характеризуются малыми
углами выхода луча из
источника и подхода к
приемнику, имеют
провалы в амплитудном
спектре примерно на тех
же частотах, на которых их
имеет теоретическая
сигнатура.

10. Адаптивная фильтрация

АДАПТИВНАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ
1) По значениям сейсмотрассы
вычисляется АКФ
A
Алгоритм фильтрации, настраивающейся на
изменения спектрально-корреляционных
характеристик сигнала непосредственно в
процессе фильтрации
=> адаптивный фильтр
r
r
t
2) Выбирается размер окна
фильтрации по значению
радиуса корреляции R=1.2r
3) В скользящем окне расчёты
нормируются и корректируются
(пороговый алгоритм)
D(w) – полученная оценка
импульса в данном положении
окна
Нормировка
Нахождение помехи
- Тогда её нет

11. Примеры Адаптивной устойчивой сигнатурной деконволюции - сейсмограмма

ПРИМЕРЫ АДАПТИВНОЙ
УСТОЙЧИВОЙ СИГНАТУРНОЙ
ДЕКОНВОЛЮЦИИ - СЕЙСМОГРАММА

12. Примеры Адаптивной устойчивой сигнатурной деконволюции - спектры

ПРИМЕРЫ АДАПТИВНОЙ
УСТОЙЧИВОЙ СИГНАТУРНОЙ
ДЕКОНВОЛЮЦИИ - СПЕКТРЫ

13. 3 вопроса

3 ВОПРОСА
• Каким образом проявляется искажение спектра сигнала осложнённого
волнами-спутниками?
• Почему сигнатурная деконволюция хорошо работает только на малых
удалениях?
• Чем сигнатурная деконволюция отличается от аддитивной устойчивой
сигнатурной деконволюции.

14. Литература

ЛИТЕРАТУРА
• Алгоритм устойчивой адаптивной сигнатурной деконволюции – М. С.
Денисов (Основная статья)
• ОПТИМИЗАЦИОННАЯ ПРОЦЕДУРА ПОДАВЛЕНИЯ ВОЛНЫ –СПУТНИКА
М.С. Денисов, А.Е. Фирсов
• Деконволюция: сигнатурная или аддитивная? – М. С. Денисов
• О задачах деконволюции сейсмических записей и возможностях контроля
искажений формы сигнала - Д. Б. Фиников
• SEISMIC WAVELET ESTIMATION WITHOUT THE INVALID WHITENESS
ASSUMPTION - Anton Ziolkowski (Рекомендую)