舒国旭,吕公河,吕 尧,石太昆,邸志欣,霍守东

(1.油气资源研究院重点实验室,中国科学院地质与地球物理研究所,北京100029;2.中国科学院大学,北京100049;3.中国科学院地球科学研究院,北京100029;4.中石化石油工程地球物理有限公司,北京100020;5.中石化石油工程地球物理有限公司研发中心,北京100020)

传统的地震数据采集遵循Shannon-Nyquist采样定理,即:若要使采集到的数据能不失真地保持原信号中的信息,采样频率必须是原信号频带宽度的两倍以上。随着地震勘探目标日趋复杂,对于地震成像的精度要求越来越高,需要采集更高质量的地震数据。“两宽一高”地震数据采集技术在提高地震资料品质,改善复杂构造区成像质量方面有着明显的技术优势。然而,在应用该技术的同时也意味着激发点以及采集道数的急剧增加,在采集时间大大增加的同时也使得采集成本急剧增加。此外,由于勘探工区地表环境的影响,比如河流、村庄和道路等,使得我们往往无法根据设计的观测系统布置炮点及检波点,也就无法采集到完整的地震数据,进而影响后续的地震成像及解释。因此,“两宽一高”地震采集技术虽然是高精度成像的重要保证,但是要实现该技术的工业化应用,还面临着巨大的挑战。

近年来发展起来的压缩感知理论[1-2],为“两宽一高”采集技术的工业化应用难题提供了解决思路。压缩感知理论指出,在信号是可压缩的或者在某个变换域是稀疏的前提下,可采用随机非规则采样的方式将信号由高维空间投影至低维空间,之后通过求解一个稀疏约束的优化问题重构原始信号。……