高分辨率地震勘探.ppt

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1、高分辨率地震勘探,参考文献李庆忠，走向精确勘探的道路高分辨率地震勘探系统工程剖析，石油工业出版社，1993俞寿朋，高分辨率地震勘探，石油工业出版社，1993钱绍湖，高分辨率地震采集技术，中国地质大学，1999何海漪,海上高分辨率地震技术及其应用，地质出版社，2001,【思考题】,（1）纵向分辨率和横向分辨率的含义？（2）如何激发出高频、宽频的子波？（3）高分辨率勘探中，何为“四高四小”工作方法？（4）何为“三高”处理？,一、高分辨率地震勘探的意义 二、基本原理三、资料采集四、资料处理 五、资料应用六、总结七、思考题,目录,随着油气勘探技术的发展和勘探程度的提高，要求地震勘探能确定储集层（储集体

2、）的垂向厚度及向四周延伸的范围，查明小断层及小幅度构造，但是，很多储集层，尤其是地层性的储集层，其体积一般都较小，这时常规的地震勘探方法已不能满足这种要求，必须进行高分辨率勘探。我国大约在1985年开展这方面的试验工作。经过几十年的努力和工作实践，积累了一些经验，也取得了较好的地质效果，找到了一定数量的地层岩性圈闭的油气藏。,一、高分辨率地震勘探的意义,高分辨率地震的意义远远不限于分辨两个相邻的物体，而是为油气勘探提供更多的、更精细的地质信息。因此，对油气勘探而言，地震分辨率是指精细而且正确反映地下地质情况的能力；这种分辨能力是通过地震波同相轴的分离、组合、延伸、相互接触关系、振幅、频率变化而

3、表现出对地下多个(不仅是两个)地质体的地层及其之间的关系、沉积相、岩性、含油气性等对油气勘探至关重要的地质信息。因此，地震分辨率不仅仅是一个纯物理概念，而是一个地球物理概念。,一、高分辨率地震勘探的意义,高分辨率地震的优越性主要表现在以下方面：(1)精细的构造解释 由于分辨率的提高，地震剖面更清晰，小断层、小幅度构造、水道等细微的地质现象都表现出来了，有利于精细的构造解释.莺歌海盆地LT312构造，就是应用高分辨率地震后在地层上倾方向发现一条深切谷，形成上倾方向的封闭，侵蚀面与地层界面共同形成一个背斜圈闭；在南海东部，曾应用高分辨率地震寻找小幅度背斜，取得很好的效果；江汉、苏北也应用高分辨率地

4、震解决了小断层、小断块以至砂岩体的问题。,一、高分辨率地震勘探的意义,一、高分辨率地震勘探的意义,高分辨率地震的优越性：(2)含气层的直接标志亮点和平点 当砂、泥岩的阻抗差别不大时，含气层顶面将有亮点出现，而气水界面处则应有平点；但由于气层顶面与气水界面之间的距离一般都很小，特别是地层倾角较小时，常规地震是很难分辨的。地震分辨率提高后，就有可能同时得到亮点和平点反射。海洋石油总公司应用亮点加平点的直接标志，在莺歌海盆地勘探天然气时，钻探4个构造，成功率达100，并应用平点圈定气田的含气范围，确定气水界面，有效地减少了评价井数量，获得巨大的成功。,一、高分辨率地震勘探的意义,高分辨率地震的优越性

5、：(3)层序地层学及沉积相研究 由于分辨率的提高，一些原来复合的波分离了，原来很弱的波组加强了，反射同相轴也增多了，因而更清晰地表现了上超、下超等地层接触关系，层序界面之间的内部反射结构也更清楚，有利于层序地层学的精细解释和沉积相分析。,一、高分辨率地震勘探的意义,如右图所示，高分辨率地震剖面上，上覆地层层层上超非常清楚，水道、前积的斜坡扇及其之间的关系也很清楚。而这些在常规地震剖面上是很难看出来的。,一、高分辨率地震勘探的意义,大庆油田物探公司通过岩心观察、测井资料的微相解释，对比分析高分辨率地震资料，发现高分辨率地震剖面上那些不规则的杂乱同相轴多数是地下沉积微相的反映，总结出一套根据高分辨

6、率地震剖面同相轴的反射特征划分油层沉积微相的方法，取得较好的地质效果。,一、高分辨率地震勘探的意义,高分辨率地震的优越性：(4)岩性预测 岩性预测的方法之一是根据反射特征属性参数如瞬时振幅、瞬时频率、瞬时相位等，或根据反演剖面的波阻抗特征来判断岩性，在有井标定的情况下，应用反演的波阻抗剖面判断岩性是比较准确的。,一、高分辨率地震勘探的意义 二、基本原理三、资料采集 四、资料处理 五、资料应用六、总结七、思考题,高分辨率地震勘探,油气与固体矿产新方法（地震勘探）,二、高分辨率地震勘探的基本原理,分辨力与分辨率分辨力是区分两个靠近物体的能力。分辨能力的强弱一般有两种表示方法。一种是用距离表示，分辨

7、的垂向距离及横向范围越小，则分辨能力越强；另一种是用时间信息来表示，在地震时间剖面中，分辨力常用时间间隔（Ta）的大小来度量，时间间隔越小，分辨能力越强，故定义Ta的倒数（Ra=1/Ta）为分辨率。在地震勘探中根据获取的速度参数，可以把时间间隔转换为距离，则可以说距离越小，或者说地层垂向的厚度及横向地质体的长度越小，分辨率则越高。根据地震勘探分辨垂向及横向地质体的程度，把分辨率分为垂向和横向分辨率。,垂向分辨率:也叫纵向分辨率和时间分辨率，它是指沿地层垂直方向所能分辨的最薄地层的厚度。横向分辨率：也叫水平分辨率和空间分辨率，它是指沿地层横向所能分辨的最小地质体的宽度。根据地震上两种不同的时间剖

8、面，又可以分为水平叠加时间剖面和叠加偏移剖面的两种横向分辨率。,二、高分辨率地震勘探的基本原理,1垂向分辨率：讨论垂向分辨率一般有三种方法。（1）用薄层顶底反射波能否被分开来 讨论垂向分辨率 在地表同一点所接收的薄层顶底两个反射波的时差 与波延续时间 t 的比值的大小来定义。比值大于或等于1时，两波能分开，就说有较高垂向分辨率；比值小于1时，两波不能分开，就是低垂向分辨率。,t顶底分开,t顶底分不开,t顶底分开,t顶底分不开,二、基本原理,二、基本原理,垂向分辨率大小当t=时有：=t=2 h/Vn由于t=nT*，所以 h=Vnt/2=nT*V/2 h=n*/2n为相位数，*为地震波的视波长，h

9、 为薄层的厚度，h 越小，则分辨率越高。,二、基本原理,提高垂向分辨率方法垂向分辨率主要与 t，的大小有关，为了提高分辨率，也不外乎两种方法：a)当t 一定，增加，使得t：横波勘探b)当一定，减小（缩短）t，使得t：压缩子波（反褶积、分频补偿）达到提高分辨率的目的。,二、基本原理,1垂向分辨率（2）用薄层的振幅响应来讨论垂向分辨率 楔状模型：,二、基本原理,1垂向分辨率（2）用薄层的振幅响应来讨论垂向分辨率 调谐振幅：当楔状模型厚度较大时，上下界面初至相反的反射子波在时间上可分辨；随着厚度变小，两波逐渐靠拢，t=T*/2，两波必然同相叠加，使复合波的合成振幅比单个子波增大一倍。从上面讨论知：调

10、谐振幅对应的地层厚度为四分之一波长。调谐厚度：调谐振幅对应的地层厚度为*/4，此厚度为调谐厚度。定义：调谐振幅对应的地层的调谐厚度定义为垂向分辨率。,调谐效应在地震勘探中，是分辨薄层的有效手段。它可使对薄层厚度的分辨由2提高到4。,二、基本原理,1垂向分辨率（3）用时间域雷克子波的褶积模型来讨论垂向分辨率垂向分辨率与波长成反比，在地震勘探中，一般浅层波速小，频率高，波长较短，分辨率较高，而深层，地震波波长变长，分辨率变低。由于得到的资料都是经过反褶积处理的，可以认为地震子波是零相位的，所以用零相位子波讨论垂向分辨率比较符合实际。,二、基本原理,1垂向分辨率（3）用时间域雷克子波的褶积模型来讨论

11、垂向分辨率（a）零相位子波的概念 主周期的宽度b：最大振幅两侧极小值之间的时间长度。主瓣：主周期内的波形旁瓣：主周期外的波形主峰振幅：主周期内的最大振幅影响子波分辨率的三个因素：主波峰：宽度越窄，分辨能力越高边峰比：比值越小，越有利于分辨边侧振荡：它的振幅越小，越能提高分辨率,雷克子波的数学表达式：,二、基本原理,1垂向分辨率（3）用时间域雷克子波的褶积模型 来讨论垂向分辨率（b）雷克子波的参数 子波的宽度（主周期）：b子波的半宽度（波峰到波谷的时差）：b/2峰值频率（振幅谱中振幅极大值对应的频率）：fp波的优势频率（主周期的倒数）：fb子波主周期内波形两个拐点的时间间隔：tR频带宽度：频谱分

12、析图,二、基本原理,1垂向分辨率（3）用时间域雷克子波的褶积模型来讨论垂向分辨率（c）瑞雷准则（Rayleighs Criterion）把b/2值称为垂向分辨率的极限。t=b/2=1/(2.6fp)fb=1/bfp=0.77fbh=V*t/2=V/（4fb）=b/4用瑞雷准则能分辨的地层厚度为四分之一主波长,二、基本原理,1垂向分辨率（3）用时间域雷克子波的褶积模型来讨论垂向分辨率（d）雷克准则（Rickers Criterion）把tR值称为时间分辨率的极限tR=1/(3.0fp)tR=1/(2.3fb)h=tRV/2=b/4.6用雷克准则能分辨的地层厚度为四点六分之一主波长，它比瑞雷准则的

13、分辨率要高一点。,结论,从上面讨论所得分辨率公式知：波的优势频率越高（主周期越短），波长越短，分辨率越高。据频谱分析中时标变换定理可知，这时信号具有较宽的频带，所以可以说宽高频的地震信号（宽是指信号具有较宽的频带，高是指信号的优势频率较高），具有较高的分辨率。一般用雷克子波讨论的分辨率是近式的，所以一般我们用由薄层调谐振幅定义的分辨率（四分之一主波长）作为油田估算地震勘探的垂向分辨率。,二、基本原理,1垂向分辨率由上述讨论可见：地震勘探的垂向分辨率的极限为b/4,二、基本原理,1垂向分辨率 分辨率与信噪比 任何地震资料都是以一定的信噪比为基础的，没有一定的信噪比，地震信号淹没在噪音之中，就不可

14、能解决任何地质问题，更谈不上什么分辨率了。前面的讨论，都是假设无噪声情况下的分辨率，实际资料总是有噪音的，所以实际分辨率总是比理论计算的分辨率低一些。,二、基本原理,1垂向分辨率分辨率与信噪比（R=信号/噪音)对于有噪音情况下的地震分辨率，前人已有较多的论述，且大多数是基于维代斯（Widess）的定义；但计算总能量时，包括了地震信号的能量和噪音的能量。这样，总能量增加了，信号主极值能量与总能量之比就小了，即分辨率降低了。假设无噪情况下的分辨率为Po，则信噪比为R时的分辨率为：P 可见，信噪比越高，越接近无噪分辨率Po。,二、基本原理,1垂向分辨率 以上仅是理论上的讨论，实际工作中，对信噪比的定

15、量计算、对分辨率的定量计算都是不大现实的；理论公式也不尽合理，如假设信噪比为05，信号已完全淹没在噪音中，这样的地震资料是不能解决任何地质问题的，但按理论计算，PPo5，还有一定的分辨率；这显然是不合理的。理论上的讨论是为了强调信噪比的重要性，不能为了提高分辨率而降低信噪比；为了正确处理信噪比与分辨率的问题，还是要从噪音分析人手，具体问题具体解决。,在地震勘探工作中，当地震信号的信噪比低于1时，提高信噪比成为改善分辨率的关键。这意味着只有高的信噪比，才可能有高的分辨率。,二、基本原理,1垂向分辨率分辨率与带宽1982年Widess引用清晰度的概念来表示分辨率，在频率域中表示为,A（f）分别为子

16、波的相位谱和振幅谱,由上式可知，主波峰极值越大，波形所包含的面积越小，则分辨率越高，也就是说强反射界面的分辨能力高于弱反射界面，薄层顶、底反射子波相干加强（调谐）的薄层比一般薄层的分辨率要高,在时间域中可表示为Pa=a2m/E 式中am为子波的最大振幅，E为子波的总能量，它们也可以写成：,在具有相同振幅谱的情况下，零相位子波的分辨率最高，这时公式变为：,当子波为尖脉冲时，取f1=0，fmax=1/2,为采样率，下式表示在子波（脉冲）的振幅谱为1时，Pa=1，分辨率最高，在其他情况下，分辨率都小于1（pa小于1）。所以在无噪声情况下，分辨率与子波频带宽度有关，频带越宽，分辨能力越强，分辨率越高。

17、,二、基本原理,2横向分辨率地震波横向分辨最小地质体的宽度。第一菲涅尔带：相距1/4主波长的两个波阵面上限定的一个范围。第一菲涅尔带的半径：1/2第一菲涅尔带，横向所能分辨的最小距离，即水平分辨率。,(1)水平叠加时间剖面的横向分辨率,根据惠更斯原理，地震工作中地表某一点零炮检距情况下接收的信号不只是反射界面上一个点的反射而是一小段界面上所有点发出的绕射波的叠加结果。,把CC1反射界面段的宽度叫第一菲涅尔带，即是相距四分之一主波长的两个波阵面上限定的一个范围，而把二分之一菲涅尔带叫做的菲涅尔带半径（r）。它作为横向所能分辨的最小距离，即水平分辨率，写为,从上式可知，菲涅尔带半径与频率有关。在实

18、际地震勘探中，由于深部地震信号频率低，波速大，波长也较长，致使横向分辨率较低。,(2)叠加偏移加时间剖面的横向分辨率,当地下为一个倾斜界面时，倾角为，假设在地面接收这一薄层的反射信号，并认为在垂向上是可分辨的，有薄层顶、底所对于的两个可分开的波峰，在水平叠加时间剖面上把倾斜界面上接收到的信号垂直置于接收点的正下方，做偏移处理时把信号归位到真实的位置上去，在偏移剖面上设垂直分辨率为v，水平分辨率为H，偏移角为，有简单的三角几何关系，可得,由该式可知H 是v的水平分量，当a角一定时，如果地震资料的垂向分辨率较强，则偏移剖面的横向分辨率也得到较大的改善；当v一定时，随a角的增大，H 值变小，可以说横

19、向分辨率也得到改善，但这时必须要有较大的空间采样率（道距），如果采样间隔过大，那末对于倾角较大而宽度较小的地质体就无法在地震时间剖面上识别出来，或者说是“漏失”，所以当地质构造比较复杂，倾角较大、断裂多而小时，必须采用较小的空间采样间隔，加密地下反射点的间距，以利于研究构造的细节。,几点结论：,1.不论是垂向分辨率还是横向分辨率，讨论的方法都是基于波的叠加原理。2.要提高分辨率，必须有宽、高频的地震信号，提高信号的频率可以提高分辨率，但两者不是简单的线性关系。3.影响分辨率的因素很多，他包括了地震波从激发、传播到采集、处理的全过程，为此必须对常规地震勘探的一套技术方法做相应的变革，以适应高分辨

20、率地震勘探的需要。,一、高分辨率地震勘探的意义 二、基本原理三、资料采集 四、资料处理 五、资料应用六、总结七、思考题,高分辨率地震勘探,油气与固体矿产新方法（地震勘探）,三、资料采集,1震源：目的：激发出高频、宽频要提高分辨率，首先要求激发的地震子波波形尖锐，具有较宽的频带。如果激发的地震子波本身频带很窄，缺少高频，那么，我们在接收和处理上无论如何尽多大的努力来保护高频充分展宽频带都是无用的，其原因是先天不足，所以激发脉冲的形状如何，是高分辨率地震勘探的基础。1）炸药震源2）非炸药震源,1）炸药震源,一般，采用小药量，可使激发的子波比较尖锐，因为脉冲的带宽与药量Q1/3成反比，而振幅与Q2/

21、3成正比，故使用小药量来激发地震波可使波的延续时间较短，频带较宽，频谱向高频方向移动，反之频带就窄。在保证获得勘探目的层 的条件下，应尽可能使用小的药量，也可以采取小药量多次爆炸，然后叠加的办法。以利提高信号的高频成分。,在地震施工中，为了确定最佳的井深与药量，需要做试验工作，并对试验结果做频谱分析，然后根据实际的监测记录与频谱资料选取最佳激发条件。为了获得频带较宽的子波，人们提出了两种改善激发子波的办法，即横向与垂向延迟爆炸法。垂向延迟爆炸法，是在爆炸点打一口较深的井，由浅至深等间距放入数包炸药，激发时由上到下延迟一定的时间逐次引爆，而得到一个频带较宽的综合子波。横向延迟爆炸法。用三个井，将

22、三井等间隔非一次性激发爆炸，得到叠加后激发子波的波形及振幅谱，,2）非炸药震源,主要的非炸药震源：电火花：在海洋地震勘探中，为获得高功率高频的震源，广泛采用电火花震源，它所激发的子波具有较宽的频带，较高的分辨能力。非线性扫描可控震源：也是获得较为理想的激发子波的一种方法。目前在地震勘探中用的较多的是线性扫猫信号，即频率随时间成线性变化，在起、止的频率之间具有恒定的频率变化率。,结论,综上所述，要进行高分辨率地震勘探，首先必须使激发子波尽可能接近尖脉冲，激发出宽。高频的地震信号。,2采集系统,高分辨率地震勘探要求：仪器有较大的动态范围有较小的时间采样率（采样间隔）使用频率特性较高的检波器（高频检

23、波器）,1）仪器要有较大的动态范围,由于地层对高频的吸收，当波传播距离较大时地震信号的衰减值会超过仪器增益的最大值，相应地仪器高截止频率也会变化，即使地震信号中含有高频成分，仪器也无法接收，换句话说，就是仪器的动态范围小了，高频成分无法接收，只有扩展仪器的动态范围，才有可能记录到深层较高频率的波。,2）仪器要有较小的时间采样率（采样间隔）,每个周期至少要取两个子样据采样定理，对信号的每个周期至少要取两个子样，否则就会出现假频，失去高频成分，造成人为的低频。从理论上讲，采样间隔越小，高截止频率越高，越有利于提高分辨率。当然，单纯地减小采样间隔也是不合适的，带有一定的盲目性并且会增加工作量，也可能

24、会增大地震信号中的高频干扰。,3）使用频率特性较高的检波器（高频检波器,高分辨率勘探应使用高频检波器。不同的检波器对地震波有频率选择作用，检波器具有固有频率，据检波器的固有频率不同，可分为高频、中频和低频检波器。10Hz低频，33Hz中频，100Hz为高频检波器。最近又出现了涡流检波器，即它的输出与地表质点运动的加速度成正比，它的频率特性表现出随着频率的升高，输出也随着增加，它可以接收更高频率成分的波动信号，以补偿地层对波的高频成分的吸收，它目前主要用于高分辨率地震勘探中。,3高分辨率地震勘探采集系统参数的选取,采集参数包括：最大炮检距，道距，组合等因素1）最大炮检距的选取从以下几个方面考虑：

25、（1）时距曲线最大炮检距的长度应近似等于目的层的深度。分析：如果不做简化，水平层状介质反射波时距曲线是高次曲线。当假设在近震源接收时，可以把层状介质简化为波速为均方根速度的某种介质，这时反射波的时距曲线为双曲线。当最大炮检距约为目的层深度时，二支曲线基本重合，当最大炮检距大于目的层深度时，双曲线已偏离高次曲线，也就是说，远道的时距曲线已不能拟合高次曲线，地震中把时距曲线视为双曲线的假设条件已经不能成立，所以可以认为最大炮检距的长度应近似等于目的层的深度。,（2）速度精度,在地震勘探中速度与最大炮检距的大小有关，因此可以据所允许的速度精度近似的确定最大炮检距。从研究可知，对某个目的层，速度误差越

26、小，所允许的炮检距越大；反之，炮检距越小。实际中一般根据勘探目的层所允许的动校正速度误差，可大致确定最大炮检距。,（3）动校正拉伸,一般认为动校正拉伸的程度随反射界面深度与炮检距之比的减小而增大。即炮检距小，拉伸程度较小，反之拉伸程度就严重，在实际工作中可据动校正拉伸的具体要求来确定最大炮检距。,（4）反射系数随炮检距的变化,在纵波勘探中，随炮检距的增大，反射系数是要发生变化的，也就是说这时波传播中的水平分量要增大，会出现转换波，但当炮检距小于某个值时，反射系数几乎没有变化，我们应该选取这时的炮检距。一般在沉积岩地区，当入射角近似为30度时，反射系数几乎没有变化，据此可求出最大炮检距，通过模型

27、计算，这时最大炮检距近似为目的层的埋深。,（5）折射盲区,入射角为临界角时，会出现折射波，对特定的地质模型，可求出其临界角及相应的盲区，而最大炮检距必须小于盲区，一般为盲区的三分之一左右（约为目的层的深度）。上面的讨论的5种确定最大炮检距的方法，都是有一定的假设和应用条件的，在实际工作中应据工区的地震地质条件和要完成的地质任务灵活设计最大炮检距。,2）道距的选取,道距的大小就是空间采样间隔的选择。据采样定理，在无相干噪声时，对信号每个周期至少要采2个子样，否则会出现空间假频。道距与地震信号的最高频率、速度、界面倾角、界面埋深和炮检距有关。频率越高，道距应越小，两者成反比关系。道距的增大会使信号

28、的高频成分很快地消失；随反射界面埋深的增大，道距变大，即对深层来说可以使用较大的道距；随炮检距增大，由于反射波视速度与视波长变小，要求缩短道距；随界面倾角增大，道距变小，即当地质构造比较复杂时，应采用较小的道距，使地下有较密的反射点，以利于研究复杂构造的细节变化。,在实际工作中，如果最大炮检距就为勘探目的层的深度时，对于水平反射界面来说道距 为X=0.55Va/fmax 式中fmax为信号的最高频率，Va为速度。对于倾斜界面，道距应为下式，式中 为临界角,3）组合参数的选取：,组合参数：组合形式、组合个数、组内距、基距等，选择方法与常规地震勘探方法基本相同。但应注意到高分辨率勘探的特点。组合法

29、对地震信号有低频响应的作用，这种作用主要是影响浅层远道的反射波，使波形变胖（即频率变低），周期变大，延续时间变长，信号中的高频成分受到损失，降低了分辨率。考虑到振幅随炮检距的变化（AVO技术）和施工条件，一般取基距约为道距，即组合最好不要跨道。,4）偏移距和覆盖次数,偏移距：适当的选取偏移距可以避开一些 面波干扰，但如果偏移距较大，从叠加频率特性来分析，往往也会损失地震信号中高频成分（低频响应）。覆盖次数：在实际中约为n=30。,小 结,高分辨率地震勘探采用四高四小的工作方法：高时间采样率、高宽频带接收、高覆盖次数、高检波器频率；小道距、小偏移距、小组合基距、小药量激发。高分辨率地震勘探采集参

30、数选取的总的原则是：要接收到宽高频的地震信号，消除接收条件中如道距、组合法、多次覆盖方法对地震信号的低频响应，高保真地记录有效波。,另一方面因为分辨率与信号的信噪比有关，故采集参数的选取还应考虑到对干扰波的压制，如果干扰波严重，应强化组合与叠加，但它也使分辨率降低，因此提高分辨率与信噪比是一对矛盾，有时只能折衷，或者说只有当工区干扰比较小时，开展高分辨率勘探才可能收到较好的效果。,一、高分辨率地震勘探的意义 二、基本原理三、资料采集 四、资料处理 五、资料应用六、总结七、思考题,高分辨率地震勘探,地震勘探新方法技术,四、资料处理,地震资料的高分辨率处理的关键有两点：一是：想办法压制各种干扰，以

31、提高地震资料的信噪比，没有高的信噪比，就谈不上较高的分辨率；二是：想办法补偿地震波在大地传播中衰减了的高频成分，使地震波成为宽高频的信号。高分辨率资料处理，除了进行常规的资料处理外（如动校正、速度分析、偏移处理）外，还要进行一些特殊处理。,1叠前高分辨率资料处理（1）,1）提高信噪比的处理：主要是压制相干噪声和随机噪声。方法：A。在预处理时要尽可能的剔除掉可辨认的随机噪声；B。在解编后做一次宽带滤波，以滤掉过强的规则面波干扰。C。在初叠加处理中如果发现有多次波。须进行多次波的处理。若有次生干扰波，要加去相干噪声的模块。,1叠前高分辨率资料处理（2）,2）提高分辨率的处理：A。叠前反Q滤波（Q补

32、偿）目的之一：补偿高频 由于实际介质的非完全弹性，地震波在传播过程中能量被吸收，而使振幅衰减，频率变低。反Q滤波（Q补偿）是对信号选频衰减进行补偿，使脉冲的每一个频率成分恢复其原始振幅与相位，以保证在后续的处理前，将信号中被吸收掉的频率成分补偿回来。吸收规律：按指数规律衰减。,补偿方法：,假设所接收的地震记录的谱为X（f），X0（f）为原始信号的谱，两者关系为下式：式（1）中X0（f）为常数，Q补偿只需把负指数改为正指数即可。式（2）中X0（f）为补偿后的记录。当求出Q值后，先在频率域处理，然后再变换到时间域，就得到了经过Q补偿后的地震记录。Q值的求取一般是通过Q扫描的方法确定的，它的做法类似

33、于速度扫描的做法，给出一系列的Q值，对相同记录进行Q补偿，然后显示一系列的补偿结果，比较这些结果，对应不同的t0时刻找出一个合适的Q值。,2）提高分辨率的处理：B。补偿低频-拓宽频带（从测井资料中求出低频，补偿到记录中）,高分辨率地震资料不能没有低频，没有低频的高分辨率是假高分辨率，会造成地质解释的误解和反演的错误，同时降低了地震剖面的可解释性。其实，拓宽低频能更有效地提高地震资料的分辨率，,1叠前高分辨率资料处理（3）,3）做好速度分析和动静校正：在反Q滤波的基础上再做速度谱分析，可以提高速度的分辨率。在做速度谱时要适当缩小相关时窗，提高谱的精度。在做完自动静校正后要再做一次速度分析，速度精

34、度高，叠加时高频损失小。在高分辨率资料处理中要做好动、静校正，因为动校正不准确，会造成信号的非同相叠加，从而产生低频响应。,1叠前高分辨率资料处理,4）不叠加或少道叠加方法采用处理方法确实能提高分辨率。拟合剖面的频率明显高于常规叠加。在没有足够高的信噪比的情况下，采用少道叠加方法也能得到较好效果。,四、资料处理,近道15道叠加的结果及其频谱和全部60道叠加的结果及频谱。,从图分析对比可见，对于低频信号，两者差别不大，如实线箭头所示；对于高频信号，两者差别较大，左图中复合波明显分开(如虚线箭头所示)，而右图则不能分开，是分辨率较低的表现,2叠后分辨率资料处理,在叠加处理中，由于动校正拉伸，动校正

35、的速度误差所产生的叠加低频响应，都会损失信号中的高频成分，所以在对资料进行叠加处理后仍需对高频进行补偿。1）叠后谱白化处理：分频处理、时频分析 2）子波整形反褶积3）随机噪声衰减技术-振幅频率补偿 4）高信噪比处理（高保真去噪）5）偏移处理（三维叠前深度偏移）,2叠后分辨率资料处理,1）叠后谱白化处理：分频处理、时频分析,谱白化处理技术是一种谱拉平技术，它的原理是先对记录进行分频处理，即把地震记录用若干带通滤波门进行滤波，然后对每一个滤波后的结果（规定的频带内）增益到相同的振幅水平，再把他们叠加起来，这就完成了谱白化处理，它是在时间域做单道、时变、零相位反褶积。该方法的优点是能提高剖面的分辨率

36、，而信噪比降低的也不会太多，它不改变记录的相位特征，无明显的时移现象，也不像其他反褶积方法要事先知道子波，或是做各种假设。,2叠后分辨率资料处理（2）,2）子波整形反褶积提高分辨率它是利用VSP资料，从中提取地震子波，用它计算出整形因子，然后对地震记录进行褶积，以达到提高分辨率的目的。由于反褶积要求子波是已知的，但在实际地震记录中子波是未知的，所以必须有VSP资料才可求出子波。,2叠后分辨率资料处理（3）,3）随机噪声衰减技术也称为频率空间域滤波技术，它能消除随机噪声而不损失有效波的高频成分，不改变振幅关系及子波特性，可以增强剖面的连续相干同相轴。它的基本原理：从地球物理的角度来说，地震剖面可

37、以看成是由一系列的线性同相轴组成的，因而它可以被分解成倾角各异的剖面，也就是说每一种剖面含有若干常倾角同相轴，这种分解称之为角谱或平面波分解，这也就如同一个地震道可分解成各种单频的谱波一样。如果把这些各角度的同相轴提取出来，剩下的就是随机噪声，从剖面上把随噪声去掉也就完成了随机噪声衰减。多项式拟合提高信噪比方法。收到好的效果。,2叠后分辨率资料处理（4）,4）偏移处理（二维叠前深度偏移）叠加偏移 处理是提高横向分辨率必须做的。它使波场正确归位，各种地质现象的细节和地真相也会更加清晰,2叠后分辨率资料处理偏移处理（三维叠前深度偏移）,2叠后分辨率资料处理（1）,偏移处理（三维叠前深度偏移）,四、

38、资料处理,2叠后分辨率资料处理偏移处理（三维叠前深度偏移）,小结,地震成果剖面的质量控制可包含两个方面：一是目测法检查，包括检查处理流程的合理性，观看剖面偏移归位的情况，看信噪比、波组特征等；二是做分频扫描，通过分频扫描可以了解地震的分辨率，同时也可了解剖面的信噪比及其随频率变化的情况。,四、资料处理,好的高分辨率地震剖面应具备以下条件：(1)剖面信噪比较高，主要同相轴能可靠地追踪；(2)波组特征清楚，没有明显的延续相位；(3)频率成分丰富，既有低频的反射，也有高频反射，尽管他们可能连续性较差；(4)偏移正确，没有明显的划弧现象，没有明显的过偏移或欠偏移现象；(5)具有较宽的频谱，且有丰富的低

39、频成分，10Hz的振幅不小于6dB；在有效频宽范围内没有明显的噪音，对于高分辨率地震来说，高截止频率应达到80100Hz左右。,一、高分辨率地震勘探的意义 二、基本原理三、资料采集 四、资料处理 五、资料解释与应用六、总结七、思考题,高分辨率地震勘探,油气与固体矿产新方法（地震勘探）,五、资料解释与应用,1.高分辨率资料的解释一般采用叠加偏移剖面，从波的对比到成构造图等步骤与常规资料解释的方法是类似的。特殊问题但要注意：有一个辨别真假同相轴的问题。解释时要正反演结合。,产生假同相轴的原因：,1.可能子波延续长，旁瓣多，加上相邻界面子波的干涉，会出现一些并不代表波阻抗界面的同相轴；2.假同相轴可

40、能是高频干扰，干扰或许来自接收系统和处理过程，在采集宽高频地震信息时，也可能同时接收一些高频干扰，在反褶积处理中也会出现假 的高频成分。如果在处理中加密采样时间间隔，也可能拓宽信号的高频端，但这完全是人为的，在采集的信息中实际上并没有包含高频成分。3.理想的高分辨率剖面应是反射系数序列剖面，但在实际处理总是用统计性反褶积或半确定性发展局，经零相位化和去子波得到的，它不完全符合实际，结果可能不理想。,正反演模拟进行解释,在进行高分辨率资料解释时，应该建立地质模型。包括：1）构造模型：根据向斜、背斜、断裂等的不同形态及岩性、速度等信息，建立相应的高分辨率地震响应；2.地层岩性模型：不同岩性的地层因

41、物性不同，它们的高分辨率地震响应也不同。如 依据波长与分辨率的关系，可知波速低、波长短的信号，分辨率则高，所以一般油气层的分辨率高于碎屑层高于碳酸盐岩；3.地震相模型：要划分发散和收敛、前积、杂乱和无反射等内部结构，要确定丘形和透镜体等外部集合形态，,五、资料解释与应用,2高分辨率资料的应用1）寻找小幅度构造、地层岩性圈闭2）利用薄层的振幅效应，确定储集层的厚度3）砂体追踪4）确定油水分界面,2高分辨率资料的应用,1）寻找小幅度构造、地层岩性圈闭利用高分辨率地震勘探方法，结合相应的地质目标处理，是寻找新的含油气圈闭的有效方法。与常规资料相比，它可以确定断距较小的一些断层，从而找到一些小幅度的构

42、造。扩大了油气储量，提高了解释的可信度，提高了钻孔的成功率。,高分辨率资料也为地震地层解释提供了许多有用信息。在常规的地震相解释中，往往只依据反射同相轴的变化来解释河道、透镜体、三角洲等，尤其是垂向和横向分辨率都较小的地震相，光凭同相轴的变化来解释是不十分可靠的，有了高分辨率的资料，再结合有关速度与频谱的资料，就可以估算它们的可信度，减小解释中的盲目性。,2高分辨率资料的应用,2）利用薄层的振幅效应，确定储集层的厚度 调谐振幅解释图,六、资料应用,3）.砂体追踪,六、资料应用,4）.确定油水分界面,【总结1】提高分辨率的基本概念,1要提高勘探精度必须在提高信噪比的同时，努力提高分辨率。2频带愈

43、宽分辨率愈高，零相位子波分辨率最高。3分辨率与频宽成正比这句话虽然不错，但是并不能光看频宽数值愈大愈好，还要注意不要丢掉低频成分。4不同的频率成分有不同的用处，缺了那一部分都不成。5对于查明地下5m到30m厚度的砂层来说，最重要的频段是l0一160 Hz.,【总结1】提高分辨率的基本概念,6对于查明大套灰岩顶部的台阶状波阻抗的情况来说，需要一个很宽的频带。7信噪比是分辨率的基础，分辨率是由信噪比所定义的。8带通滤波和反褶积不能改变每一个频率成分的信噪比例，但能改变视觉信噪比与视觉分辨率。9我们应该“扬长避短”。尽量扩展有效频宽。,【总结1】提高分辨率的基本概念,对采集方面的要求 过去的“四小、

44、两高、两绝招”还是继续有效的。影响高频端频谱展不宽的原因(在采集方面)有：(1)野外高频干扰相对太强是我们的主要障碍，今后应埋好检波器，并加强小面积的小组内距组合，此外要以高频回放记录来作质量控制检查。(2)大地吸收作用使高频损失太大，经验公式 吸收量-27.3fQ-1T(dB)地震仪器的瞬时动态范围不够大。需要拾升高频，压制低频。,【总结1】提高分辨率的基本概念,对采集方面的要求(3)道内组合时差和静校正的误差造成高频损失严重。高频截止信号(为均方时差)(4)动校正速度不准也造成高频损失。高频截止信号 为最大炮检距处的总的动校误差(单位：ms)(5)组合效应对高频有效反射信息有压制作用。组合

45、基距大于25m时情况就严重。(6)野外炮点位置不准，井口r值时间不准等因素也会影响高频信息的获得。,【总结2】分辨率的基本概念,(1)真分辨率地震资料本身所达到的分辨率。它是由有效频宽所决定的。有效频宽即信噪比大于1的频带宽度。首先取决于各频率成分的野外接收原始信噪比。处理过程中尽量拓宽有效频宽。最终体现在偏移剖面上，并转化为各种波阻抗剖面的胖瘦程度(如Seislog，Velog，PIVT，积分地震道)。分辨能力约为半个视周期，分辨厚度为四分之一视波长，这是实实在在地震资料本身达到的分辨率。,【总结2】分辨率的基本概念,(2)视分辨率追求地震有效频宽以外的分辨率的努力和尝试。Delog(最大似

46、然反褶积)L1一NORM(L1模反褶积)SLIM(地震岩性模拟)GLI(广义线性反演)，最大熵伯格反褶积 最小熵反褶积 频谱拓宽(用自回归法推低频及最小熵法推高频)等等。以上各种方法可以获得有效频宽以外的分辨率，但它们是多解的。,【总结2】分辨率的基本概念,(2)视分辨率追求地震有效频宽以外的分辨率的努力和尝试。你愿意精确到几米多能做到，但只是诸多可能解答中的一个。高水平的视分辨率是：BCI方法，即宽带约束反演。稀疏脉冲波阻抗反演 模拟退火法波阻抗反演上述方法从井出发，将测井资料详情的垂向分辨率与地震勘探的资料结合起来，取长补短。.小波时频分析,【总结2】分辨率的基本概念,(3)假分辨率视频率

47、虽高，但没有用处。色谱划分的假象一种误解。双密度显示法波谷显示更清楚，分辨率没有变。谱移展法。错误的办法，分辨率不能人为制造。滤去30Hz以下的“高频剖面”失去低频段的剖面，视频率似乎是高了，但频谱反而窄了。,【总结3】高分辨率资料处理原则要点,原则 照顾高频，统一波形，对齐时间，抬信压噪，展宽频带，零炮检距，从井出发，零相位化，争取最大有效频宽。说明 1照顾高频：在整个处理过程中要照顾高频，分频处理更好。2统一波形：激发、接收的子波波形要统一，否则胖瘦不一样的波形谈不上时间的对齐。这主要需采用两步法反褶积(作AVO时可用地表一致性反褶积)，还有反Q滤波等。千万不要用单道反褶积！,【总结3】高

48、分辨率资料处理原则要点,说明 3对齐时间：作好静校正及动校正，要上下一个样点都不错。注意：只有波形一致，时间对齐了，才能使用去噪手段。4抬信压噪：在不损害信号(尤其是高频信号)的基础上，尽量使用各种去噪手段，来提高各频段中的信噪比。倾角平缓时，尽量使用相邻道信息来拾信压噪。5展宽频带：要用分频扫描来调查各频段在各处理阶段的信噪比的实际情况，并将信噪比大于1(能看到同相轴影子)的频带，通过反褶积或谱白化尽量拉平抬升起来。,【总结3】高分辨率资料处理原则要点,说明 6零炮检距：可用多项式拟合t0道，最好用“剔除拟合法”求纵波正入射剖面，或用AVO流程求P波剖面。7从井出发：对反射系数有效成分作补偿

49、纠正，检查极性，试求子波，正确确定低频分量，作好波阻抗标定工作。8零相位化：作好子波剩余相位校正。9阻抗反演：波阻抗反演是高分辨率资料处理的最终表达形式。,【总结4】高分辨率资料处理参考流程,1解编(如果是气枪振源应加作气枪信号反褶积)。2球面扩散及吸收补偿，乘以 3用程序检查炮点偏移，以及统计r值与井探及初至的关系，纠正错误。4调查研究：单炮抽查，搞清干扰波类型，以便采取克服干扰的措施；调查激发、接收频谱及能量的稳定性；单炮分频扫描，掌握各频段的原始信噪比。,【总结4】高分辨率资料处理参考流程,5.作高程、野外静校正，或折射静校。检查静校问题可用共炮检距初至波剖面。要求精度高时加作“地表一致

50、性相位校正”。6当激发、接收各道振幅相差很大时，应该加作“地表一致性振幅补偿”。7组合跨距大于25m时，需采用反组合反褶积(r一p域或空间域)。8反Q滤波。,【总结4】高分辨率资料处理参考流程,9两步法反褶积：第一步在炮集中作；第二步在共检集中作。组合距缩小之后，当面波干扰很强时，应在室内加以压制，可在炮集及共检集中各增加一次三道组合，以克服面波干扰。10速度谱及自动剩余静校正。迭代23次。检查初叠剖面。11倾角较大而构造较复杂时加作DMO。12拟合t0道剖面或P波剖面代替水平叠加。“剔除拟合法”效果更好。多次波不严重时可用AVO流程的P波剖面。,【总结4】高分辨率资料处理参考流程,13用好去