反Q滤波技术在叠前地震资料处理中的应用

大地滤波作用引起地震波振幅和频率的吸收衰减,反Q滤波技术就是针对大地滤波作用对地震数据进行的补偿处理,从而校正地震子波相位的拉伸、补偿地震波振幅和频率的损失。文章讨论的反Q滤波技术是以Futterman数学模型为理论基础,采用从浅到深分时窗的方式对地震数据进行Q值扫描,同时应用研究区重点井位的测井数据对每一次的扫描结果进行约束和评价。由于反Q滤波对振幅补偿会导致高频噪音的增强,降低信噪比,因此在实际应用中仅对相位进行补偿处理。从QMQ地区地震资料的应用效果来看,反Q滤波处理后的地震数据更好的满足了反褶积处理的前提条件,改善了地震剖面的成像质量,并使处理结果与测井数据有相当好的可对比性。     

稳定的迭代法反Q滤波

反Q滤波是补偿大地衰减效应的一种常用方法,但其振幅补偿的不稳定性限制了该方法在中、深层地震资料处理中的应用。为此本文提出了稳定的迭代反Q滤波法。首先对原始地震记录的频谱乘以一个对高频成分具有较强压制能力的低通滤波器,然后通过迭代法逐次逼近来弥补中、低频段振幅补偿不足的缺陷,由此得到了迭代法的递推公式。同时,本文还严格证明了迭代法的收敛性,并给出了迭代滤波的迭代通式。模型试验及振幅补偿算子滤波响应的对比分析结果表明:与常规反Q滤波方法相比,迭代滤波法不仅具有较强的抗噪声特性,而且对深层地震波具有较好的振幅补偿能力。在实际地震资料应用中,迭代滤波法对地震记录进行了稳定有效的能量补偿,显著地提高了中、深层地震资料的信噪比和分辨率。     

反Q滤波的应用

反 Q 滤波是一种补偿大地衰减效应的技术,它不仅可在振幅和频率两方面进行补偿,而且可以改善记录的相位特性。多数人认为 Futterman 模型可以较好地描述大地对地震波的衰减过程,以此为基础,利用希尔伯特变换可以得到反 Q 滤波因子。就补偿衰减作用而言,反 Q 滤波类似于反褶积,但它和反褶积是有区别的,这表现在反 Q 滤波是均匀时变的,算法也不受噪声影响。一般求反 Q 滤波中的大地品质因子 Q 值采用 Q 扫描和谱分析两种方法。前者类似于速度扫描或频率扫描,属于一种定性分析方法;后者是一种定量估算方法,采用最小二乘法对谱的衰减趋势拟合为一直线,振幅衰减的变化量和频率的变化量的比值,恰为所拟直线的斜率,此斜率与 Q 的倒数成正比。为了保证 Q 值估算的精度,在叠前不作反褶积处理,在叠后不作增益和滤波处理。当然,Q 值计算精度和资料品质、时窗长度都有关系。试验表明,反 Q 滤波对提高弱反射能量、提高分辨率和增强连续性都是有利的。     

稳定因子法反Q滤波在叠前资料中的应用效果分析

稳定因子法反Q滤波是一种能有效补偿由于大地滤波造成能量损失的重要手段,也是现今较为常用且稳定的反Q滤波方法之一,但是目前该方法主要用于叠后资料处理。由于叠加会破坏原始资料的振幅和相位信息,所以反Q滤波实际上应当在叠前资料中进行。阐述了稳定因子法反Q滤波的基本原理,并将此方法应用到叠前资料中进行高分辨处理。模型测试和实际资料的反Q滤波结果表明,稳定因子法反Q滤波能有效补偿叠前地震资料中衰减的能量,一定程度地拓宽了地震信号频带宽度,有效提高了地震资料分辨率。     

用李氏经验公式估算反Q滤波中的Q值

反Q滤波是地震资料处理中提高剖面分辨率的有效方法之一,目前已广泛应用于二维和三维地震资料的处理。在反Q滤波小,合理确定Q值是此方法的关键。Q是地层品质因子,其倒数是地震波在地层中传播时的损耗因子,它与地层的岩石性质、含水饱和度、地震波振幅和频率等因素有密切关系。可见,要精确估算Q值是件非常复杂的工作。在实际地震资料处理中,估算Q值的方法很多,根据李氏(李庆忠)和笔者的经验,主要有下述几种方法:①根据相邻反射波的振幅比值计算吸收系数;②用频谱斜率。     

利用VSP提高地面地震资料的分辨率

反Q滤波是地面地震处理中提高成像分辨率的重要方法。影响地震资料分辨率的一个主要原因是地层对地震波的吸收,有效地计算地层品质因子Q值、消除地层吸收对地震信号传播的影响,是提高地震资料分辨率的关键。针对从地面地震资料中难以提取准确Q值的问题,从VSP下行波资料中提取Q值,然后运用一种改进的稳定有效反Q滤波方法对地面叠后资料进行处理。结果表明,此方法有效地补偿了地震资料的中、高频成分,拓宽了地震信号的频带宽度,明显提高了叠后处理剖面的分辨率,更大幅度地改善了地面地震资料的质量。     

基于时频域信噪比的自适应增益限反Q滤波方法

自适应增益限反Q滤波方法考虑了地震记录的有效频带,较好地平衡了有效振幅补偿和无效噪声能量压制。为了更好地压制噪声从而来提高反Q滤波后地震资料的信噪比,基于自适应增益限反Q滤波方法,并结合时频域信噪比,提出一种基于时频域信噪比的自适应增益限反Q滤波方法。该方法根据时频域信噪比阈值确定地震资料的有效频带,使反Q滤波的振幅补偿增益限自适应于有效频带的截止频率,对不同时刻的地震记录进行时变增益限振幅补偿。理论模型数据和实际地震资料的应用结果表明,与常规稳定的反Q滤波方法相比,基于时频域信噪比的自适应增益限反Q滤波方法可有效补偿地震信号的振幅能量,同时,可压制有效频带以外的噪声能量,并可提高反Q滤波后地震记录的信噪比和分辨率。     

积分法Q成像技术的应用研究

浅层"气云"区或泥浆带等黏弹性因素对地震波能量的吸收衰减严重,导致采集的地震信号往往具有能量弱、频率低、子波形状严重畸变等特点,影响深层成像效果。为了进一步改善由吸收因素带来的成像影响,开展了基于Q成像的积分法偏移应用研究。Q偏移的成像过程是严格按波场的传播路径对介质的非弹性吸收效应予以补偿与校正,从而达到振幅补偿和相位校正的目的,与传统的一维反Q滤波相比,补偿更为准确。这种偏移方法的实现,可有效提高深层地震信号的分辨率和保真度,满足叠前反演和储层预测的要求。实际应用结果表明,Q成像技术较常规成像技术能显著改善深层的振幅关系,使频带得到有效拓宽,提高了地震资料的分辨率。     

一种提高VSP分辨率的反Q滤波方法

由于VSP记录的地震波的衰减程度与地面地震记录的地震波的衰减程度不同,因此对VSP资料进行反Q滤波处理,直接应用地面地震资料的反Q滤波方法是不准确的,需要对其进行改进。本文基于Wang处理地面地震资料的反Q滤波方法,提出一种适用于VSP资料的反Q滤波方法,即先对VSP资料上、下行波场进行分离,然后根据VSP上、下行波各自的波场特点,分别进行反Q滤波补偿。采用此法对模型数据和实际VSP资料分别进行反Q滤波补偿处理,均取得了比较好的效果。     

反Q滤波影响因素分析

反Q滤波的目的是消除地震波在传播过程中的振幅衰减和相位畸变,使信号高频成分得到恢复,从而提高地震资料的分辨率.反Q滤波受多种因素影响,如稳定性、噪声和Q值误差等.从反Q滤波公式出发,对反Q滤波的影响因素进行了讨论,给出了相应的改进方法.     

反Q滤波影响因素分析

反Q滤波的目的是消除地震波在传播过程中的振幅衰减和相位畸变,使信号高频成分得到恢复,从而提高地震资料的分辨率。反Q滤波受多种因素影响,如稳定性、噪声和Q值误差等。从反Q滤波公式出发,对反Q滤波的影响因素进行了讨论,给出了相应的改进方法。     

一种带限稳定的反Q滤波算法

反Q滤波是波传播的逆过程,可同时消除吸收和频散效应。Gabor域反Q滤波方法是以Gabor变换谱代替向下延拓的波场,在对二维时频谱进行稳定的反Q滤波处理后,再使用Gabor逆变换重建时间域地震道。相对于反Q滤波方法的分层实现,该算法可应用更精确的连续Q模型,且不需对二维振幅补偿算子进行近似,其计算效率更高,反Q滤波结果更准确。为了改善补偿效果且不放大环境噪声,在Gabor域反Q滤波过程中联合应用时变带通滤波器,该带通滤波器的高截频从某一时间处随旅行时沿双曲线轨迹变化,以适应衰减介质中信号带宽随旅行时的变化。理论数据测试和实际资料应用的结果均表明,联合时变带通滤波器的反Q滤波算法对含噪地震数据是稳健的,可在保持信噪比的同时提高地震资料的分辨率。     

反Q滤波方法研究综述

地震波在地下介质中传播会产生吸收衰减现象,从而降低地震资料的信噪比和分辨率。补偿这种吸收衰减最常用的方法是反Q滤波,因此,国内外专家、学者对反Q滤波方法进行了大量研究。反Q滤波方法可以分成用级数展开作近似高频补偿的反Q滤波方法、基于波场延拓的反Q滤波方法和其他反Q滤波方法三大类,对各种反Q滤波方法进行了综述,分析了方法的效率和稳定性,指出了目前反Q滤波方法还存在的一些尚待解决的问题。     

高分辨率地震资料处理技术综述

地震资料的分辨率是制约勘探精度的重要因素,高分辨率地震资料处理的目的是合理恢复地震记录的高频和低频信息,有效拓宽频宽,常用的技术有3类：反褶积技术以褶积模型为基础,对地震子波、反射系数、地层介质产状和激发接收方式等进行各种假设;吸收补偿技术以吸收衰减模型为基础,对大地滤波引起的振幅衰减和相位畸变进行补偿和校正,补偿效果较依赖于Q值精度和资料与模型的匹配度;基于时频谱的频率恢复技术,关键在于对非稳态地震子波的振幅和相位进行合理的估计。高分辨率地震资料处理技术的本质是拓宽频宽,对地震剖面有2方面影响：多数同相轴变细、增多,子波长度压缩;部分同相轴能量变弱甚至消失,子波旁瓣压缩。相对于高频信息,低频信息对增强剖面层次感、提高反演精度的作用更重要,恢复难度也更大,在今后的高分辨率地震资料处理中,应更注重低频信息的保护和恢复。     

强衰减地层VSP反Q滤波方法

本文根据零井源距VSP下行初至波最大振幅随时间的变化趋势,将地层划分为强衰减地层和弱衰减地层。其中地震波衰减最强烈的强衰减地层可认为是由多个层状常Q介质构成,Q值主要利用VSP资料提取;而弱衰减地层认为是Q值大于200、地震波发生的衰减相对较弱甚至可以忽略的地层。在波场延拓反Q滤波方法基础上本文提出VSP强衰减地层反Q滤波,该法弥补了因中、深层Q值难以求准、补偿约束难度较大等因素导致的反Q滤波精度降低的缺陷,使反Q滤波结果更稳定、高效,也为地面地震反Q滤波方法的完善及应用提供有意义的启示。     

利用零偏VSP资料提高地面地震资料分辨率的方法及其应用研究

随着VSP采集技术的改进,零偏VSP资料的质量明显提高。如果仅仅利用零偏VSP资料求取速度或标定层位,则其中所包含的丰富的地震信息不能得到充分利用。提出利用零偏VSP资料获得地层品质因子Q,通过叠前反Q滤波和叠后VSP子波反褶积,对地面地震资料进行频率与能量补偿的方法。实际应用效果表明,该方法能提高三维地震资料的纵向分辨率和油气地震勘探的精度。     

一种稳定高效的等效Q值反Q滤波算法及应用

提出了一种基于等效Q值的反Q滤波算法,在补偿高频耗散能量的同时,对速度频散造成的相位畸变也进行了校正。该算法通过光滑的阈值控制增益函数实现稳定性控制,在补偿高频时,引入了一种变频带的计算方法,压制由于频率域的折返效应产生的高频噪声。与一般品质因子Q不同,由于在每一样点的吸收补偿是由该点的Q值唯一决定的,可利用扫描方法直接求取等效Q值。对Q扫描后的叠后反射数据采用对数谱比求频率导数的算法求取等效Q值场,避免了薄层调谐对频谱的不利影响。理论测试与实际资料应用的结果表明,等效Q值反Q滤波算法对含噪地震数据是稳健的,可在保持信噪比的同时提高地震资料的分辨率。