geophystechГеофизические технологииRussian Journal of Geophysical Technologies2619-1563IPGG SB RAS10.18303/2619-1563-2024-4-75geophystech-385Research ArticleСтатьиПрименение разложения Прони при анализе сейсмических сигналовThe application of Prony's decomposition in the analysis of seismic signalshttps://orcid.org/0009-0003-2827-7802ЛисинА. А.LisinA. A.

Лисин Александр Александрович – магистрант 1 курса НГУ, инженер лаборатории динамических проблем сейсмики

630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 1

630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3

Aleksandr A. Lisin

Pirogova Str., 1, Novosibirsk, 630090

Koptyug Ave., 3, Novosibirsk, 630090

LisinAA@ipgg.sbras.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4203-2740МитрофановГ. М.MitrofanovG. M.

Митрофанов Георгий Михайлович – доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник лаборатории динамических проблем сейсмики

630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 1

630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3

630073, Новосибирск, пр. К. Маркса, 20

Georgy M. Mitrofanov

Pirogova Str., 1, Novosibirsk, 630090

Koptyug Ave., 3, Novosibirsk, 630090

K. Marks Ave., 20, Novosibirsk, 630073

MitrofanovGM@ipgg.sbras.ruhttps://orcid.org/0009-0003-0372-0476КостащукД. И.KostashchukD. I.

Костащук Даниил Иванович – магистрант НГУ, инженер лаборатории динамических проблем сейсмики

630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 1

630090, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3

Daniil I. Kostashchuk

Pirogova Str., 1, Novosibirsk, 630090

Koptyug Ave., 3, Novosibirsk, 630090

d.kostashchuk@g.nsu.ruНовосибирский государственный университет; Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАНРоссияNovosibirsk State University; Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, SB RASRussian FederationНовосибирский государственный университет; Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН; Новосибирский государственный технический университетРоссияNovosibirsk State University; Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, SB RAS; Novosibirsk State Technical UniversityRussian Federation202409042025047588Copyright © Лисин А.А., Митрофанов Г.М., Костащук Д.И., 20252025Лисин А.А., Митрофанов Г.М., Костащук Д.И.Lisin A.A., Mitrofanov G.M., Kostashchuk D.I.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjgt.ru/jour/article/view/385

Представлены результаты Прони-разложения на примере реальных и синтетических данных. Данное разложение позволяет получить следующие параметры сейсмической записи: затухание, амплитуда, частота и фаза. Параметр затухания связан с характеристиками пород геологического разреза, в частности, уплотнением пород. Результаты выполненного исследования демонстрируют высокую корреляцию между параметром добротности, который является обратной величиной от полученного значения затухания, и плотностью пород в разрезе.

The article presents the results of Prony decomposition using real and synthetic data as an example. This decomposition allows us to obtain the following parameters of a seismic record: attenuation, amplitude, frequency, and phase. The attenuation parameter is associated with the characteristics of the rocks in the geological section, in particular, the compaction of the rocks. The results of the study demonstrate a high correlation between the quality factor, which is the inverse of the obtained attenuation value, and the density of the rocks in the section.

разложение ПронидобротностьсейсморазведкаКаспийское мореProny decompositionquality factorseismic explorationCaspian Seaисследование выполнено по плану базовых научно-исследовательских работ ИНГГ СО РАН (проект Минобрнауки РФ FWZZ-2022-0017).The study was carried out as part of government assignment to the Russian Academy of Sciences in basic research, Project FWZZ-2022-0017.ReferencesГантмахер Ф.Р. Теория матриц. М.: Наука, 1966. 576 с.de Oliveira I.B., Mitrofanov G.M., Priimenko V.I., Freires J.C.P.S. Some aspects of the development of the Prony Filtering method // Brazilian Journal of Geophysics. 2021. Vol. 39 (1). P. 147–158. doi: 10.22564/rbgf.v39i1.2092.Глумов И.Ф., Маловичкий Я.П., Новиков А.А., Сенин Б.В. Региональная геология и нефтегазоносность Каспийского моря. М.: Недра, 2004. 342 с.de Prony G.R. Essai experimental et analytique: sur les lois de la dilatabilite de fluides elastiques et sur celles de la force expansive de la vapeur de l’eau et de la vapeur de l’alkool, a differentes temperatures // Journal de l’Ecole Polytechnique. 1795. Vol. 1 (2). P. 24–76.Гредасова Н.В., Корешникова М.А., Желонкина Н.И., Корчемкина Л.В., Полищук Е.Г., Иванов В.М., Андреева И.Ю. Линейная алгебра: учеб. пособие. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2019. 88 с.Gantmacher F.R. The theory of matrices. In 2 volumes. Chelsea Publishing Company, 1959.Григоренко Ю.Н., Мирчинк И.М., Савченко В.И., Сенин Б.В., Супруненко О.И. Структура нефтегазового потенциала континентального шельфа // Минеральные ресурсы российского шельфа. Спецвыпуск журнала «Минеральные ресурсы России. Экономика и управление». М., 2006. С. 14–71.Glumov I.F., Malovichkiy Ya.P., Novikov A.A., Senin B.V. Regional geology and petroleum potential of the Caspian Sea (In Russ.). Nedra, Moscow, 2004. 342 p.Ковалев В.П., Телепнев Г.Ф. Применение метода выделения скрытых периодичностей при изучении динамики сейсмических волн // Доклады академии наук Украинской ССР. Серия Б: Геологические, химические и биологические науки. 1981. № 5. C. 10–14.Gredasova N.V., Koreshnikova M.A., Zhelonkina N.I., Korchemkina L.V., Polishchuk E.G., Ivanov V.M., Andreyeva I.Yu. Linear algebra: Textbook (In Russ.). Ural University Press, Yekaterinburg, 2019. 88 p.Малла С. Вэйвлеты в обработке сигналов. М.: Мир, 2005. 671 с.Grigorenko Yu.N., Mirchink I.M., Savchenko V.I., Senin B.V., Suprunenko O.I. Structure of the petroleum potential of the continental shelf // Mineral Resources of Russian Shelf. Special Issue to “Mineral Resources of Russia. Economics and Management” (In Russ.). Moscow, 2006. P. 14–71.Марпл-мл. С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения. М.: Мир, 1990. 584 с.Kovalev V.P., Telepnev G.F. Application of the method for identifying hidden periodicities in the study of seismic wave dynamics // Doklady Akad. Nauk Ukrain. SSR. Ser. B. 1981. No. 5. P. 10–14. (In Russ.).Митрофанов Г., Прийменко В. Основы и приложения метода Прони-фильтрации // Технологии сейсморазведки. 2011. № 3. С. 93–108.Mallat S. A wavelets tour of signal processing. Academic Press, 2009. 805 p.Оппенгейм А.В., Шафер Р.В. Цифровая обработка сигналов. М.: Связь, 1979. 416 с.Marple S.L. Digital spectral analysis: with applications. Prentice-Hall, 1987. 492 p.de Oliveira I.B., Mitrofanov G.M., Priimenko V.I., Freires J.C.P.S. Some aspects of the development of the Prony Filtering method // Brazilian Journal of Geophysics. 2021. Vol. 39 (1). P. 147–158. doi: 10.22564/rbgf.v39i1.2092.Mitrofanov G., Priymenko V. Basics and applications of the Prony filtration method // Seismic Technologies. 2011. No. 3. P. 93–108. (In Russ.).de Prony G.R. Essai experimental et analytique: sur les lois de la dilatabilite de fluides elastiques et sur celles de la force expansive de la vapeur de l’eau et de la vapeur de l’alkool, a differentes temperatures // Journal de l’Ecole Polytechnique. 1795. Vol. 1 (2). P. 24–76.Oppenheim A.V., Schafer R.W. Digital signal processing. Pearson, 1975. 585 p.Rodríguez A.J.F., de Santiago Rodrigo L., López-Guillén E., Rodríguez-Ascariz J.M., Miguel-Jiménez J.M., Boquete L. Coding Prony’s method in MATLAB and applying it to biomedical signal filtering // BMC Bioinformatics. 2018. Vol 19 (1). Article 451. doi:10.1186/s12859-018-2473-y.Rodríguez A.J.F., de Santiago Rodrigo L., López-Guillén E., Rodríguez-Ascariz J.M., Miguel-Jiménez J.M., Boquete L. Coding Prony’s method in MATLAB and applying it to biomedical signal filtering // BMC Bioinformatics. 2018. Vol 19 (1). Article 451. doi:10.1186/s12859-018-2473-y.Sarkar T.K., Pereira O. Using the matrix pencil method to estimate the parameters of a sum of complex exponentials // IEEE Antennas and Propagation Magazine. 1995. Vol. 37 (1). P. 48–55. doi:10.1109/74.370583.Sarkar T.K., Pereira O. Using the matrix pencil method to estimate the parameters of a sum of complex exponentials // IEEE Antennas and Propagation Magazine. 1995. Vol. 37 (1). P. 48–55. doi:10.1109/74.370583.Sarkar T.K., Hu F., Hua Y., Wicks M. A real time signal processing technique for approximating a function by a sum of complex exponentials utilizing the Matrix Pencil approach // Digital Signal Processing. 1994. Vol. 4 (2). P. 127–140. doi:10.1006/dspr.1994.1011.Sarkar T.K., Hu F., Hua Y., Wicks M. A real time signal processing technique for approximating a function by a sum of complex exponentials utilizing the Matrix Pencil approach // Digital Signal Processing. 1994. Vol. 4 (2). P. 127–140. doi:10.1006/dspr.1994.1011.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.