子波一致性校正方法在地震资料处理中的应用——以伊朗Kashan区块为例

在地表条件复杂多变地区的地震勘探中，由于表层结构横向变化大，野外地震资料采集通常采用多种震源的交互施工方式，造成不同震源激发的原始单炮资料品质差异较大。为消除差异，常规处理多采用频率匹配、振幅匹配和反褶积等方法来调整不同震源单炮资料的频率和相位关系，但这种处理方式效率很低，甚至会影响叠前处理的效果。为此，对利用子波一致性校正消除不同震源原始单炮资料品质差异的方法进行了探讨。阐述了子波一致性校正方法的基本原理，即以振幅一致性校正为基础，根据反射系数一致性原理，利用Robinson褶积模型，通过相同位置接收不同震源激发得到的2种原始单炮资料的内在关系，设计匹配子波滤波器。伊朗Kas—han区块勘探程度较低，地表条件复杂多变，野外采集采用了可控震源和炸药震源激发方式。在资料处理中，采用了子波一致性校正方法，较好地解决了炸药震源与可控震源激发单炮资料品质差异大的问题。     

多种震源联合激发地震数据的处理方法

在处理多种震源联合激发地震资料时，首先要解决不同种震源地震记录子波的相位差异和振幅差异。消除地层记录子波的相位差异是通过优化模型道和对反褶积前的地震记录子波做最小相位化来实现的。消除振幅差异则通过优化频率范围，地表一致性反褶积以及谱均衡来解决。     

可控震源地震数据子波最小相位化方法

 本文从可控震源地震记录采集时使用的扫描信号参数出发,计算可控震源扫描信号,再将可控震源扫描信号进行自相关求出可控震源零相位子波。然后利用可控震源零相位子波,求出将零相位子波转化为最小相位子波的转换算子。最后利用该转换算子,将可控震源零相位子波转化为最小相位子波,实现了把可控震源零相位震源子波的地震记录转化为最小相位震源子波的地震记录的功能。     

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。     

可控震源地震资料处理中需要关注的问题探讨

可控震源高效采集技术广泛应用于宽方位、高密度地震勘探,该技术在提高野外施工效率获得TB级地震数据的同时,给室内数据处理带来了相位和初至不清晰、特有噪声严重、数据量大的挑战。在分析可控震源采集数据的相位和初至波变化特点、不同类型的噪声及其特征等的基础上,讨论了可控震源地震资料处理中需要关注的问题。针对可控震源子波零相位特点,采用可控震源地震资料小相位处理技术,以满足反褶积等处理技术对相位假设的需求;针对可控震源采集的地震资料初至不清楚的不足,采用初至波优化处理及人工智能初至拾取技术,以满足处理中基于初至波的静校正技术的应用条件;针对可控震源地震资料存在的谐波干扰、"黑三角"强能量干扰、邻炮干扰等特殊噪声,采用针对性技术予以识别与压制,以提高地震资料信噪比;针对可控震源采集的地震数据量大的特点,采用数据特征统计方法与数据压缩技术对地震资料进行质量分析与监控。某沙漠区可控震源采集地震资料处理实例证明,上述处理技术应用效果良好。     

基于初至信息的可控震源和炸药震源地震资料匹配滤波技术

复杂地表条件下炸药震源和可控震源联合激发时,两种震源采集的地震资料存在明显的相位差异,处理中经常采用极性反转或相位调整的方法去解决,但是得到的处理结果精度不高,一致性处理效果不理想。提出了基于初至信息的可控震源资料匹配滤波技术,基本思想是对同位置激发的炸药震源和可控震源单炮记录分别进行初至拾取、拉平、叠加、子波提取处理,利用两者初至子波差异求取匹配算子,然后将匹配算子与可控震源记录褶积,完成可控震源采集数据的匹配滤波处理,实现两种震源资料的相位一致性。实际资料应用结果表明,相对于常规的极性反转或相位调整,该技术具有更好的一致性处理效果。     

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为有效地提高地震资料的分辨率，提出了一种新的混合相位地震子波提取方法。相同振幅谱、不同相位谱的地震子波分别对应不同的最大和最小相位分量。在复赛谱域，遵照一定的规则，子波振幅谱可以分割为两部分，其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。根据地震记录信噪比谱的情况，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。对理论合成地震记录和实际地震记录进行了子波提取实验，并利用提取的地震子波对地震资料进行了提高分辨率的处理，实验结果表明了该方法的正确性和有效性。     

一种零相位反褶积方法

脉冲反褶积是以最小相位子波为基础的,脉冲震源激发的地震波就接近这种假设。可控震源激发的地震波是一个扫描信号,将此扫描信号与参考扫描作互相关得到相关记录。理想情况下的相关记录应为克劳德(Klander)子波,它是零相位子波。对相关记录作脉冲反褶积处理后,会引起初至时间的提前,其提前量的大小与子波本身的频率有关。频率越低,周期越大,提前量越大。因此,对可控震源资料做零相位反褶积处理是合适的。本文介绍了零相位反褶积TVDEF模块的实现过程和应用效果。     

确定性反褶积方法研究

利用VSP资料提取子波，进一步求出反子波，与实际的地震记录褶积，将得出的反褶积结果和常规的地表一致性反褶积结果进行对比，以对确定性反褶积的方法进行详细的研究。结果表明，确定性反褶积方法比一般的反褶积方法更有优势，尤其在高分辨处理和岩性勘探的资料处理中效果明显。     

子波整形反褶积在提高分辨率处理中的作用

在岩性地层勘探中,地震资料的分辨率常常制约着岩性囤闭的识别能力。而高分辨率地震资料处理涉及多个环节,其中反褶积是高分辨率地震资料处理的关键技术。在地表一致性反褶积的基础上,采用子波整形反褶积将最小相位子波变换为零相位子波,在一定信噪比的基础上适当地拓宽地震资料的频带,提升高频端的能量,提高了地震资料的分辨率。     

零相位同态反褶积

同态反褶积是一种利用复赛谱技术提取子波和进行子波反褶积的方法，它要求在频率域将子波相位正确地展开计算。在实际中做到这一点是十分困难的，为此本文提出零相位同态反褶积方法。在无井条件下，对于一般批量处理来说，提高数据的分辨率要比获得精确相位更为重要．在求取零相位子波时，除采用原有同态技术外，还采用了分形理论和自组织神经元方法进行聚类、提取子波，并获得了满意的结果。     

融入先验信息的深度学习地震子波振幅谱估计

地震子波的提取对于地震资料处理有着至关重要的作用。地震子波由振幅谱与相位谱表征,因此估计地震子波的振幅谱是关键步骤。常用的地震子波振幅谱提取方法对反射系数类型以及地震子波形态都有一定限制,导致这些方法无法广泛应用于实际地震数据处理。为了准确获取地震子波振幅谱,提出一种融入先验信息的深度学习方法。首先,基于地震子波谱具有光滑性这一先验信息,对观测地震数据进行预处理;然后,将平滑后的地震记录振幅谱输入一个12层的深度神经网络,得到地震子波振幅谱。与传统的谱模拟方法相比,该方法不需要任何反射系数假设,不仅能够对单峰和非单峰地震子波振幅谱进行很好的估计,还可避免各种多项式拟合方法中的参数估计以及有效频段估计带来的计算误差,具有较好的抗噪性。模型算例和实际数据的测试结果都证明了该方法的优越性。     

一种改善相关子波特性的扫描信号

参考扫描信号与检波器所接收到的地层反射信号进行相关处理后得到的相关子波是构成震源相关地震记录的基本波形.因此,相关子波特性直接影响到可控震源地震记录的面貌与品质.品质优良的扫描信号可以有效地提高地震记录品质和施工效率.实验室分析表明,对数分段扫描信号的相关子波有着极小的相关边叶.为了对这种扫描信号的地震勘探效果进行验证,我们对对数分段扫描信号和普通线性扫描信号进行了地震勘探采集数据对比试验.试验结果表明,采用对数分段扫描信号的地震记录信噪比得到了明显改善.     

一种新的混合相位反褶积方法

在地震资料处理中,常用预测反褶积方法提高地震资料的分辨率,它具有两个基本的假设条件:①地震子波是最小相位;②反射系数序列是随机过程。上述假设条件与实际地震子波的混合相位存在较大差别。为此,笔者在借鉴前人研究的基础上,提出了一种新的混合相位反褶积方法。其实现过程为:①根据地震记录的自相关和地震子波自相关之间的关系,由最小二乘法拟合出地震子波的振幅谱,进而计算出地震子波的自相关;②利用计算出来的地震子波自相关设计一个最小相位滤波器,然后加一个延迟量于自相关函数的主对角线上,将最小相位反滤波器分解为一个长度很短的滤波器,再与一个长度较长的滤波器进行褶积,可得到一系列的混合相位子波和混合相位滤波器;③将得到的混合相位滤波器和原始地震道进行褶积,选取一定的判别准则,以选出最佳的混合相位滤波器以及相应的混合相位子波。通过模型试算和实际资料处理可知,分时窗反褶积的效果要好于单时窗反褶积,混合相位反褶积效果好于最小相位反褶积。在分时窗求取地震子波时,为了得到更好的反褶积效果,要注意时窗宽度与算子长度之间的关系。     

可控震源高保真地震数据采集方法

可控震源高保真地震数据采集(HFVS)是通过从记录的震源驱动信号中分离出单台震源记录信号来实现多个震点同时进行数据采集的方法,通过增加绝对频带宽度、减少相关子波边叶畸变以及预置较稳定子波来提高震源数据分辨率。在地震采集施工中,使用HFVS方法所记录的数据量要显著高于常规方法,同时,HFVS方法利用震源驱动信号来对数据反演也大大提高了震源间的一致性和相位的稳定性,减小了信号中因谐波引起的幅值畸变。     

地震资料一致性处理方法研究与初步应用

地震资料一致性处理对于复杂地表条件下不同震源、不同检波器、不同采集方式地震资料的连接对比，以及以区域构造特征和油气分布总体研究为目的的大连片处理至关重要。为此，开展了地震资料一致性处理方法研究。在总结当前一致性处理方法的基础上，详细阐述了互均衡处理技术的方法原理。该技术直接从叠加地震记录入手，采用最小平方算法求取多个匹配滤波算子，将各匹配滤波算子作用于一组数据，达到一致性处理的目的。互均衡处理技术综合了现有各种一致性处理方法的优点，不仅可以适应地震子波时变的特点，实现振幅、时差、频率、相位以及波形等的全面校正，而且能够避免噪声的影响。对新疆沙漠地区可控震源与炸药震源记录的一致性处理试验表明，该方法可以大大提高不同震源资料的一致性，采用的全局匹配滤波方式，可以同时兼顾深浅层地震子波的变化。     

匹配滤波与子波整形

在地表条件复杂的地区,采用不同震源和仪器联合进行地震数据采集,激发震源、检波器以及表层岩性的不同造成较大的子波差异,从而使采集到的地震反射资料的振幅(能量)、频率和相位等特征差别较大。鉴于子波整形处理技术存在缺陷,本文采用匹配滤波技术代替子波整形来消除反射时差、整形地震子波。实现过程为:通过反褶积方法求取同一位置的两个记录A和B的匹配滤波算子;再把匹配滤波算子作用于A(或B),使A (或B)经匹配滤波后逼近B(或A)。笔者利用根据匹配滤波原理开发出的交互匹配滤波软件包对滩浅海地区三维地震资料进行了处理。处理后资料的地震子波得到整形,消除了炮点、检波点的差异及同相轴间的时差, 实现了地震资料的同相叠加,使剖面信噪比提高,在不同震源所采集数据的衔接处地震记录的振幅、频率和相位都能得到较好的匹配,深浅层的地震反射叠加剖面都能较好地拼接,取得了较好的效果。     

混合相位子波的相位估算及校正

混合相位子波处理一直是地震信号数字处理中的一个重要课题，对此，国内外学者进行了许多研究，并提出了不同的解决方法。本文在分析已有各种子波处理方法优缺点的基础上，提出了一种新的估算剩余混合相位子波相位的算法。     

纯振幅反褶积

在未知子波的情况下,可由地震剖面直接求取零相位子波,由零相位子波求出反褶积因子,并对地震记录作反褶积处理。纯振幅反褶积与其它类型反褶积不同,它不要求子波为最小相位,它的反褶积因子为零相位的对称波形,褶积结果不改变原剖面的相位特征,即没有时移。文中叙述了纯振幅反褶积因子的求法及实现高分辨率、高信噪比的可行性。