几种提高分辨率处理方法的探析

７４　内蒙古石油化工　２０１０年第２期　几种提高分辨率处理方法的探析　王建海　（中国石化胜利油田物探一大队）　摘要：油气勘探的目标已经从简单型转向复杂型，从构造油气藏转向隐蔽性油气藏，地震数据处　理技术越来越重要，提高地震资料的分辨率是一项至关重要的环节。本文从高分辨率地震勘探原理出　发，分析了影响分辨率的几个主要因素，列举了在两种提高分辨率的处理方法取得了较好的效果．经处　理后信噪比和分辨率都得到提高。　关键词：数据处理；分辨率；高分辨率处理方法；信噪比　中图分类号：Ｐ６３１．４　４３　１　前言　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６－－７９８１（２０１０）Ｏ２一ＯＯ７４—０２　在零相位、最小相位和最大相位子波中　零相位　随着开发地震勘探的进一步深入，勘探的主体　目标由构造油气藏转为岩性油气藏。近年来，地震勘　探技术获得了明显的改进，随着地震勘探仪器的进　步，地震勘探的工作方法也有许多创新和完善，随着　世界油气工业的发展趋势以及我国油气勘探开发的　深入，地震条件越来越复杂，勘探从平原地区转入　山区，沙漠，高原地区，从物性良好的厚层转向陆　相碎屑岩薄互层，这些都给地震勘探工作带来了许　多困难，也为勘探工作提出了更高的要求。因此，　子波的分辨率最高，最小相位次之，最大相位子波分　辨率最差。零相位子波与最小相位子波相比，分辨率　的优势体现在两点：①在相同的频带宽度下，零相位　子波的旁瓣比最小相位子波的小，能量集中在较窄　的时间范围内，分辨率高；②零相位子波的脉冲反射　时间出现在零相位子波的峰值处，最小相位子波脉　冲反射时间出现在子波起跳处，后者计时不准。所　以，对地震剖面零相位化处理能大大提高地震资料　的分辨率。　千方百计地提高地震勘探的分辨率和信噪比已经成　为关键和焦点。　信噪比和分辨率是提高地震勘探方法能力和效　率的两个根本问题，从数据采集、处理到解释，我们　总是围绕这两个问题来开展工作，其目标是追求获　得一个高信噪比、高分辨率的数据体，从而保证提供　成果的准确性和具有较高的分辨能力和足够的精　度。　２影响地震分辨率的几个因素　间　最小相　最大桐付　零　ｌ　图１　三种不同相位的子波　地震资料的分辨率包含垂向分辨率和横向分辨　率，但是通常一般讲到分辨率都指垂向分辨率，提高　地震资料的纵向分辨率，预测薄的砂层一直是地质　人员的关注焦点。地震资料的纵向分辨率是指：纵向　上，区分两个或两个以上的物体的能力。也即是，从　肉眼上我们能区分两个不同界面的反射，如果波形　互相叠加，变为复合波形，则通常定义为不可分辨。　２．１分辨率与子波相位的关系　２．２　分辨率与频带的关系　地震资料的分辨率与子波特征有关，而子波一　般是未知的，因此实际工作中往往用子波的振幅谱　宽度来衡量分辨率。拓宽地震资料的频带宽度，提高　主频是一种有效的提高分辨率的手段与方法。总体　上讲，在子波是零相位的情况下，振幅谱宽度与分辨　子波的相位通常包括：零相位、最小相位和最大　相位三种。零相位子波是双边子波，也是一种物理不　可实现子波，但是在数字滤波、反褶积和反演中经常　用到。众所周知，典型的、常用的零相位子波是Ｒｉｃｋ—　ｅｒ子波，它是制作合成记录的基本子波。在实际资　料处理中，也常使用子波零相位化的手段，来取得零　相位子波的记录。最小相位子波能量主要集中在前　端是一种单边子波，子波的起跳时间就是反射波到　达的时间。最大相位子波和最小相位子波一样，是一　种单边子波，但是其能量主要集中在尾部（图１）。　・率如下关系：①振幅谱绝对宽度越大，则子波越短，　分辨率越高；②振幅谱绝对宽度不变，则不论主频如　何，分辨率不变；⑧振幅谱绝对宽度不变，则主频越　高时相对宽度越小，也就是子波相位数越多，分辨率　与主频无关。④振幅谱相对宽度不变，则子波相位数　不变。此时主频越高，绝对宽度就越大，分辨率也就　越高。　２．３分辨率与信噪比的关系　信噪比是分辨率的基础，分辨率是由信噪比所　定义的（式１）。　——．一Ｉ　．　．．．　．．．．．．．．．．ｒ＋∞　［Ｉ　，（厂）ｄｒ］。　：！．．：：：．！：：．．．．．．．．．．．．。．．　．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．一　，（　）　＋　（厂）　－］ｄｆ　．．．（１）　收稿日期：２００９—１１—２８　２０１０年第２期　王建海　几种提高分辨率处理方法的探析　７５　式中，Ｐ。为分辨率。Ａｓ（ｆ）为有效信号的功率谱，　Ａ　（ｆ）噪音的功率谱，积分的上下限为频率宽度的　上下限，由上式司以看出，在无噪音时分辨率最高。　现有的大多数的去噪方法在提高信噪比的同时，降　低了分辨率，而提高分辨率的反褶积方法却降低了　记录的信噪比。　３提高分辨率的方法　３．１确定性子渡反褶积方法　为有效地提高地震资料的分辨率，近年来出现　了一种新的混合相位地震子波提取方法。该方法是　是　叠前经过各种提高分辨率手段处理后，有效信号　的频带得到一定程度的展宽，只是高频信号段通常　显得比较微弱，叠加对高频信号成分有所损失。在这　个基础上应用时变谱白化，能保证对有效信号频带　的有效展宽。但是，当某个频段内随机噪音居统治地　位时，那么振幅均衡也会将噪声幅度增强。因此，在　组织处理流程时，往往在时变谱白化以后，紧接着应　用随机噪声衰减，或者一个宽带滤波，来保证剖面数　据的信噪比。　图３是时变谱白化处理的效果对比，可以看出，　在复赛谱域，遵照～定的规则，子波振幅谱可以分割　为两部分，分别对应于子波的最大和最小相位分量，　分割比例的不同决定了子波不同的相位，由此可以　得到最大相位子波、最小相位子波、零相位子波和一　系列混合相位子波。根据地震资料的信噪比谱，设定　地震记录的希望输出子波，对地震记录进行确定性　子波反褶积。依据反褶积后地震记录方差模大小和　分辨率情况，最终从一系列相同振幅谱不同相位谱　子谱集合中确定理想的混合相位子波，通过确定性　子波反褶积达到提高地震记录分辨率的目标。　图２是利用确定性子波反褶积方法进行混合相　位子波反褶积处理的效果对比，可以看出，混合相位　反褶积后剖面的分辨率得到了较大的提高。原先没　有出现的同相轴出现，且同相轴能量增强，剖面的主　频由１４ＨＺ提高到２０ＨＺ，绝对频带变宽，由５—３ＯＨＺ　提高到５—４ＯＨＺ。　（ａ）处理前　（ｂ）处理后　圈２利用混合相位反褶积方法进行处理后剖面效果　３．２　时变谱白化方法　一些反褶积方法，在展宽频带时，既改变振幅　谱，同时也改变相位谱。时变谱白化却不同，它在定　义的有效频率范围内展宽频带，只改变振幅谱，不改　变相位谱。也就是说，它要求反褶积因子具有零相位　特性。时变谱白化目前多用于叠后处理较多，其原因　时变谱白化后剖面的信噪比和分辨率得到了较大的　提高。原先没有出现的同相轴出现，且同相轴能量增　强　剖面的主频由１８Ｈｚ提高到３０ＨＺ，绝对频带变　宽，由５—３０ＨＺ提高到５—４０ＨＺ。　（ａ）处理前　（ｂ）处理后　图３时变谱白化处理后剖面效果　４结束语　地震资料的高分辨率处理是一项关键环节，高　信噪比、高分辨率、高保真度的地震资料为后期解释　人员查清地下构造，开发油藏等提供有利的保证。可　以说地震资料的品质决定了后期工作的成败。本文　通过对两种不同方法的研究对比，表明利用确定性　子波反褶积方法、时变谱白化方法都能在提高分辨　率和信噪比方面取得较好的效果。　［参考文献］　［１］　沈琦．地震高分辨率处理的新技术探讨ＥＪ］．　内蒙古石油化工，２００８，１０：３１１—３１３．　［２］　俞寿鹏．高分辨率地震勘探［Ｍ］．北京：石油　工业出版社．　［３］　李国发，彭苏萍等．复赛谱提取混合相位子波　的方法［Ｊ］．天然气工业，２００５，２５（１）：８５—８７．　［４］　熊翥．地震数据处理应用技术［Ｍ］．北京：石　油工业出版社．　［５］　贾丽华，吴长江等．地震资料高分辨率处理技　术口］．石油物探，２００２，４１（４）４：８４－－４８８．