地震勘探分辨率与信噪比谱的关系——答云美厚“地震分辨力新认识”一文

云美厚曾对笔者专著《走向精确勘探的道路》一书中阐述关于分辨率与信噪比有密切关系的论点提出质疑,他认定地震分辨率只与地震波的主频有关,而与地震波的信噪比无关。笔者认为有必要对这个问题进行澄清。对同一地震资料而言,在不同的处理阶段其反射波的主频不是固定的,尤其是通过反褶积或者高通滤波的处理,人们可以轻易地把高频端的振幅譜提起来,即主频可以变高。如果没有噪声,通过脉冲反褶积可以把子波压缩成接近一个窄脉冲,可使分辨率达到任意高,可见认定地震分辨率只与地震波的主频有关的结论是不正确的。此外应看到,地震分辨率是由地震数据的有效频宽决定的。     

地震资料处理中信噪比与反褶积的关系分析

为了解地震资料处理中信噪比与反褶积的关系，本次研究首先对信噪比与反褶积的概念进行简单分析，在此基础上，开展地震资料处理中信噪比与反褶积的关系研究，为间接提高地震资料的处理质量奠定基础。研究表明：信噪比和反褶积在进行地震资料处理的过程中占据重要地位，在对地震资料进行反褶积以后，地震资料的信噪比主要与反子波内部的能量有关，提高白噪能量的添加量是提高地震资料信噪比的重要措施，但是地震资料内部的分辨率可能会降低。     

一种改进叠后地震资料分辨率的方法

在常规地震资料处理中,为了提高地震资料的分辨率,常在叠前和叠后分别作一次脉冲反褶积,分辨率确实提高了,但是,信噪比也降低了。从理论上说,脉冲反褶积的希望输出信号是一个尖脉冲,其频谱可以看成是一个白噪信号的频谱。实际上,在反褶积处理之后还要作滤波和叠加等一系列处理,其输出信号是有限带宽的。在此范围内,求其平均振幅谱,再用来对原信号振幅谱进行平滑和加权,使此输出信号的谱白化,形成有限带宽的白噪序列,其大小可在某一常数附近摆动,这种方法称为谱白化反褶积。用这种方法处理实际叠加后的地震资料,不仅分辨率有了提高,而且信噪比也有改善。     

VSP优化预测反褶积与VSP子波替换法反褶积

 相对于地面地震资料而言,VSP资料具有高分辨率和高信噪比等特点。利用从VSP资料中提取的反褶积算子,对叠后地面地震资料进行处理,可以提高其分辨率。本文提出两种改善地面地震资料分辨率的途径：其一是在常规预测反褶积原理基础上通过设计一个理想的预测步长,使得反褶积后的剖面在信噪比不降低的情况下,获得尽可能高的分辨率;其二是利用VSP高分辨率子波改善地面地震资料的子波。实际资料处理结果表明,两种方法均可以明显提高地面地震剖面的分辨率。     

宽带子波反褶积方法在致密储层地震资料处理中的应用

随着油气勘探的不断深入，油气勘探目标逐步转向埋深大、频率低、地震响应不明显的致密砂岩储层，此类目标的勘探对地震资料的分辨率提出了更高要求。反褶积是提高地震资料分辨率的主要方法。常规反褶积方法在提高地震资料分辨率的同时，往往降低了地震资料的信噪比，故对后续的地震解释和储层预测产生较大影响。针对常规反褶积方法的不足，提出了宽带子波反褶积方法以提高叠前地震资料的分辨率。首先通过拓展Robinson褶积模型，消除噪声对反褶积因子的影响；然后根据多道统计原理，对地震子波进行分解，进行地表一致性自相关计算；进而求取最小相位子波，并以宽带子波作为期望输出求解反褶积因子，最终完成反褶积处理。将该方法分别应用于模型数据和实际地震资料的处理，获得了宽频带的地震资料，取得了良好的处理结果。与传统反褶积方法相比，宽带子波反褶积方法既能提高地震资料的分辨率，又能保持地震资料原有的信噪比，因此适用于致密砂岩储层地震资料处理。     

利用子波置换法提高地面地震资料的分辨率

利用VSP资料所包含的高频信息,可以提高三维地面地震资料的分辨率。本文提出一种新的子波置换法——将地面地震记录中的子波,置换为零偏VSP的子波,在资料处理中通过子波置换反褶积实现。理论子波与倾斜地层模型实验证明了子波置换反褶积方法的效能。实际地震资料的处理效果表明,该方法可以有效地提高地震反射波的主频和高截频,同时较好地保护信号的低频成分,从而拓宽地面地震信号的频带宽度,提高地面地震资料的分辨率。     

高分辨率处理方法在油气检测中的研究与应用

传统的静态子波褶积模型不符合地震波在地下的传播特征,通过S变换对地震信号进行时频分析,在时频域进行反褶积,压缩地震子波,提高地震记录分辨率,有效补偿深部地层吸收所引起的衰减,并识别薄层。对比反褶积前、后地震数据发现,反褶积处理后,目的层位更加清晰且能量集中。对反褶积前、后的地震记录进行相干属性提取,以识别目的层的断层发育情况,利用稀疏脉冲反演得到波阻抗来识别含油气层。     

从信噪比谱分析看滤波及反褶积的效果——频率域信噪比与分辨率的研究

信噪比与分辨率是地震系统工程考虑的两个重要出发点。俞寿朋等人(1984)系统地阐述了信噪比与分辨率的各种定义与研究方法以及它们之间的内在关系。本文想对该文再作一些补充。主要从带通滤波及反褶积的两个理论分析模型的实例出发,分析有关信噪比及分辨率在滤波或反褶积前后的变化情况,提出了视觉信噪比及视觉分辨率的概念。认为滤波和反褶积两种处理手段并不改变每个频率成分里的信噪比,而只是改变“视觉信噪比”和“视觉分辨率”,从而重新阐述了估算信噪比及分辨率的公式和含义。文章最后评述了当前反褶积方法的成就与问题,指出今后迫切需要研究出一种能够去噪音的多道反褶积方法。     

提高地震剖面信噪比和分辨率的一种新途径

提高地震剖面的信噪比和分辨率一直是石油物探技术领域研究的主题。本文给出了三种新的反褶积方法,即波形修正反褶积、多道统计子波反褶积和谐模式反褶积,并给出了与这些方法相应的处理流程。在波形修正反褶积技术中,将各种干扰因素的总和看成一个复杂的线性滤波系统,然后一并考虑到反褶积模型中。在多道统计子波及褶积技术中,采用了一种分离的计算方法,能保证反子波相位谱的计算精度。谱模式反褶积是一种叠后的反褶积技术,采用了一种并联滤波算法。通过大量的实际资料处理表明,利用这套方法处理的地震剖面,不仅信噪比高,而且分辨率也高,特别是对处理一些复杂地区的低估噪比资料,其效果更加显著。     

一种控制信噪比反褶积方法的应用

控制信噪比的反褶积方法是地震资料数字处理中兼顾分辨率和信噪比的一种有效方法。它是通过估算有效信号的功率谱,采用希尔伯特变换法或最大熵法来估算出最小相位子波的;之后用估算出的子波进行反褶积;在反褶积过程中,以信噪比的功率谱为准则,对反褶积的结果进行控制,以使信噪比高的频率成分得到保持,而信噪比低的频率成分受到压制。从而达到在控制信噪比的情况下,尽量提高记录的分辨能力。应用上述方法对永安镇地区的601.0测线进行了处理,各段剖面均有较高的信噪比和高的分辨能力。     

高分辨率资料处理与储层预测

对地震资料进行提高分辨率处理，需要对影响资料分辨率的因素进行分析，找出其中的主要因素，例如地震子波的主频与频带宽度、时间、空间的采样率、资料信噪比、子波的形状以及大地对地震子波的吸收作用。针对性的解决方法主要包括：采用综合有效的噪音衰减方法提高资料信噪比，拓宽资料有效频带宽度，采用小的时间采样处理，使用零相位子波反褶积，进行一致性能量补偿，用分频剩余静校正法作剩余时差校正，精准的速度分析，叠后进行高频补偿处理拓宽资料频带宽度。采用这些方法处理的资料分辨率得到较好的提高，对地质成像及储层预测起到了积极的作用。     

谱修整反褶积流程及其效果

反褶积技术提高有效波高频成分，但也放大了高频噪声，降低了信噪比，甚至有时使反褶积提升的高频成分被噪声淹没，达不到提高分辨率的目的。本文利用对地震波有效率功率谱修整的方法进行常规反褶积算子的设计和反褶积处理，在实际资料处理中见到了明显的效果。     

沙漠区近地表和中深层一体化Q模型的建立及应用

准噶尔盆地腹部均被沙漠覆盖,沙漠区地震勘探采集的地震反射波中高频能量大部分被表层沙丘吸收。为提高地震资料分辨率,提出了一种近地表和中深层叠前一体化Q模型建立方法:首先基于地震波振幅、主频和表层地震波传播时间等属性,经简化的谱比公式计算炮检点近地表相对Q场;然后通过近地表炮检点地层品质因子修正中深层平均Q模型,建立含近地表变化的叠前平均Q模型,对地震数据进行一步法叠前Q补偿。应用此模型处理的沙漠区地震资料分辨率,比应用常规中深层Q补偿方法和地表一致性反褶积方法高,合成记录标定结果和叠前反演结果也优于常规处理方法,具有良好的应用前景。     

复杂地表条件下地震波传播数值模拟

低降速带对地震波的强烈吸收作用影响地震勘探的分辨率，地表的剧烈起伏造成了我国西部地震勘探中信噪比低的问题。针对这２个问题，提出了地质模型中地震波传播数值模拟的方法，并对模拟结果进行了分析。在考虑纵横波Ｑ值的基础上，利用交错网格高阶差分法对粘弹性介质中地震波传播进行了数值模拟。利用纵向坐标变换将起伏地表转换为新坐标系下的水平地表，进而利用交错网格高阶差分方法对起伏地表情况下的弹性波传播进行了数值模拟。这种模拟方法的主要优点是自由边界条件实现比较方便，数值频散小，模拟精度 高。通过模拟实例发现，地表低降速带使地震波频带变窄，频率降低，影响了深部地层的地震勘探分辨率，模拟结果可以用来进行提高分辨率的地震处理方法研究。地表起伏使地震波在近地表的传播变得异常复杂，引起面波、体波等地震波型之间的相互转化，产生了大量的地表散射，从而引起了山地地震勘探中严重的低信噪比问题。通过弹性波模拟可以对各种地表干扰加以识别，以指导实际地震资料的去噪处理。     

频率时间谱扫描技术及在提高地震资料信噪比和分辨率中…

地震波的频率成分与地震剖面的信噪比和分辨率密切相差。本文介绍的频率时间谱扫描技术，可对地震波的频率时间域的连续分析和频率域的离散分析，能准确地提供地震资料的频率信息，用于地震资料处理可明显改善地震剖面的信噪比和分辨率。     

频率域地表一致性反褶积方法及应用效果分析

提高地震资料分辨率的重要手段是采用反褶积技术。反褶积方法很多，如子波反褶积、脉冲反褶积和预测反褶积等。这些方法各有优缺点，在高分辨率资料处理中应用受到许多条件制约，不能有效地提高资料的分辨率，其效果不能满足解释人员的要求。作频率域地表一致性反褶积需要对记录进行频谱分析和频谱分解，同时要设计反褶积算子，然后在共炮点域和共接收点域分两步对资料进行褶积。这种方法能够展宽频谱，压缩地震子波，并能校正地震信号的相位谱，输出零相位子波，较大程度地提高地震资料的分辨率。该方法在胜利油田车22地区三维等资料处理中应用，取得了较好的效果。     

分频带预测反褶积方法研究

随着油气勘探难度不断增大,地震勘探开发工作不断深入,地震资料分辨率直接制约着油藏描述的精度。文中针对地震资料不同频带之间信噪比不同的特点,提出了基于经验模态分解的分频带预测反褶积方法。首先采用经验模态分解方法,将地震资料分解成一系列不同频率范围的分频带数据,然后,根据分频带数据的信噪比高低,分别进行不同预测步长的反褶积处理。分频带预测反褶积方法能够较好地兼顾分辨率与信噪比的关系,实现地震资料分辨率的有效提高,为储层精细描述提供高分辨率的地震资料,在地震资料试处理中取得了较好的效果。     

基于连续子波变换的地震资料拓频技术

<正>分辨率是分辨一个给定的地震剖面细节特征的能力。对于3D地震资料来说,地震资料分辨率包括纵向(时间上的)分辨率和横向(空间上的)分辨率。纵向分辨率主要取决于地震信号的频率,为了更好地分辨薄层,需要较宽的频带。由于大多数的地震资料频带范围较窄,所以迫切需要符合地质规律且有效的拓频方法对地震资料进行频带拓宽处理。在地震资料处理中,当信噪比可以接受时,有多种方法可以用来展宽频带。许多反褶积处理方法     

测井数据与信噪比约束的混合相位子波反褶积

针对常规反褶积在高分辨率处理时容易受到高频强噪声污染、降低资料信噪比的问题,提出一种保持信噪比的高分辨率反褶积方法。在信噪比与测井数据双重约束下,估算较宽期望子波的振幅谱,用信号纯度谱作为期望输出的频谱,进行混合相位子波反褶积;运用递归相位平均迭代解求取高阶相位谱,解决高阶累计量求取相位谱的多解问题。在提高地震记录分辨率的同时,降低高频噪声对反褶积后地震记录的影响,保持较高的信噪比和分辨率。     

因式分解串联反褶积

当前使用较多的最小相位反褶积方法均假设子波为最小相位，所以不适应非最小相位的实际地震子波，限制了地震数据处理中分辨率的提高。即使是实际地震子波为最小相位，采用最小相位反褶积方法，也会导致较多的高频噪声，使信噪比降低。本文提出的因式分解串联反褶积方法避开子波的最小相位假设，通过对自相关进行因式分解，得到子波的可能因式，然后对分解所得到的子波因式逐个求反褶积算子，并进行最大、最小相位筛选，再将各个因式串联进行试探和判别，最后实现非最小相位子波的反褶积。对理论数据和实际数据的应用表明，因式分解串联反褶积方法能显著提高分辨率，且在一定程度上提高了信噪比，即使是在最小相位子波情况下，其效果也优于当前使用的最小相位反褶积方法。