First Arrival Picking of Zero-phase Seismic Data by Hilbert Envelope Empirical Half Window (HEEH) Method. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF (Masters Thesis) Masters_Thesis_pdf.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 19 June 2024. Download (8MB)

Arabic Abstract

يعد التحديد الدقيق لزمن وصول السفر الأولي للموجات الزلزالية حجر الزاوية لسير عمل دقيق لمعالجة البيانات الزلزالية. يولد الانتقاء الدقيق لزمن وصول السفر الأولي للموجات الزلزالية السرعات والسماكات المطلوبة لبناء نموذج السطح القريب. وفقًا لذلك، فإن غالبية تقنيات انتقاء زمن وصول السفر الأولي للموجات الزلزالية، والتي من الواضح أنها قابلة للتطبيق على البيانات ذات الأطوار المنخفضة، تبحث عن زيادة مفاجئة في الطاقة الزلزالية المسجلة. في هذه الأطروحة، أقترح طريقة جديدة لانتقاء زمن وصول السفر الأولي للموجات الزلزالية ذات الأطوار الصفرية باستخدام التحليل المعقد للأثر. من الناحية النظرية، فإن الطريقة المقترحة عبارة عن خوارزمية من أربع خطوات لانتقاء اللقطات الغير معالجة. تكمن الخطوة الأولى في تحويل هيلبرت للتحليل المعقد للأثر، متبوعًا باستخراج المظروف. بعد ذلك، يتم تقديم القاعدة التجريبية كخوارزمية كشف عن العناصر الشاذة في البيانات، والتي تتوافر في معظم خوارزميات البرامج. تلتقط القاعدة التجريبية بدقة الموجات ذات الاطوار الصفرية كنوافذ من الارقام واحد (للقيم الشاذة) والأصفار في أي مكان آخر. في النهاية، تحدد الخطوة الرابعة زمن وصول السفر الأولي للموجات الزلزالية في نصف النافذة الشاذة الأولى (خطوة نصف النافذة). في هذا العمل، قمت باختبار دقة الطريقة المقترحة على بيانات الاصطناعية بإضافة ضوضاء من نوع جاوسيان بانحراف معياري ٠٪ و١٠٪ و٢٠٪ و٣٠٪ و٤٠٪ و٥٠٪ من ذروة الإشارة. علاوة على ذلك، قمت باختبارين آخرين تم إجراؤهما على بيانات فيبروسيس حقيقية من مجموعة يلماز العالمية لسجلات اللقطات. نجحت الطريقة المستخدمة في تحديد السفر الأولي للموجات الزلزالية بدقة ٥٦٪ في غضون ١٠ مللي ثانية من أوقات وصولهم المختارة يدوياً.

English Abstract

Determining the exact first arrival travel time is the cornerstone of an accurate seismic data-processing workflow. The accurate picking of the first arrival travel time generates the velocities and thicknesses required for the near-surface model. Accordingly, the majority of first arrival picking techniques, which are mainly applicable to minimum-phase data, look for an abrupt increase in the recorded seismic energy. In this thesis, I propose a novel method for picking the first arrival travel time of zero-phase seismic shot gathers using complex trace analysis. Conceptually, the proposed method is a four-step algorithm for picking unprocessed shot gathers. The first step is the Hilbert transform used for complex trace analysis, followed by envelope extraction. Subsequently, the empirical rule is introduced as an outlier detection algorithm, which is available in most software algorithms. The empirical rule accurately captures zero-phase wavelets as windows of ones (outliers) and zeros elsewhere. Eventually, the fourth step selects the zero-phase first arrival travel time at half of the first outlier window (half-window step). In this work, I test the accuracy of the proposed method on synthetic datasets with added Gaussian noise having standard deviations equal to 0 %, 10 %, 20%, 30%, 40%, and 50% of the signal's peak. The true first arrivals were detected accurately in all tested synthetic datasets. Furthermore, I test the method on two real Vibroseis datasets from the Yilmaz worldwide assortment of shot records. The method determined the first arrivals with 56% accuracy within 10 milliseconds of their corresponding manually picked arrival times.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Earth Sciences
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Geosciences
Committee Advisor:	Al-Shuhail, Abdullatif A.
Committee Members:	Hanafy, Sherif and bin Waheed, Umair
Depositing User:	AMEN BARGEES (g202101890)
Date Deposited:	22 Jun 2023 08:04
Last Modified:	22 Jun 2023 08:04
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/142448