提高反射地震成像分辨率的方法及应用

地震分辨率是地震数据处理和偏移成像中的重要问题，特别是在油气田开发中具有实际意义。文章在地震偏移成像广义空间分辨率理论研究基础上，提出了基于空间分辨力理论实现反动校正拉伸方法来实现高分辨率水平叠加和实现最佳分辨率地震成像。文章以共中心点道集中各地震道分辨率随炮检距增大而降低为理论依据，说明动校正拉伸的形成原因，并且根据广义分辨率公式导出了非零炮检距各地震道相对于零炮检距地震道的拉伸因子。利用这个拉伸因子可将动校正后的拉伸波形校正为等价的零炮检距地震道的子波，与常规的水平叠加相比，拉伸校正后CMP道集的叠加剖面分辨率明显提高。文章从偏移成像分辨率理论出发提出了根据反射波的地质参数选取偏移孔径的条件，并通过数值试算证明了实现高分辨率最佳成像方法的可行性     

三维时—空域曲面拟合与叠加

多项式拟合技术在提高信噪比的同时基本上不降低资料的分辨率,但该法以往仅适用于二维拟合。本文提出了三维时—空域曲面拟合与叠加方法,给出了数理推导和实现步骤,利用三维复合正交基的可分解性,实现了线性拟合、双曲拟合、挠曲拟合的分离和复合,完成了二维拟合向三维拟合的拓展,使多项式拟合方法适用于三维地震资料处理。采用该方法对实际三维地震资料在共炮检距域进行三维曲面拟合与叠加,得到相应的叠加剖面。处理结果表明,该方法能有效地提高地震资料的信噪比和分辨率。     

折射波叠加偏移技术

折射波叠加是折射波法地震勘探的一种新方法,它利用共接收点多次复盖方法和数字处理技术对资料进行自动分析和解释,最后输出时间剖面和深度剖面。从而提高了折射波法勘探的灵敏度、信噪比和分辨率。本文阐述了折射波叠加偏移的基本原理和处理方法,并给出了模拟试验的结果。     

共反射面元叠加技术的应用

共反射面元叠加（CRA）是一种压制随机噪声的去噪方法,该方法在桑加或偏移地震剖面上进行多个共中心点（二维）或共反射面元（三维）的反射地震记录的“同时叠加”,通过增加叠加的覆盖次数达到提高地震资料信噪比的目的,阐述了共反射面元叠加的基本原理,并用理论模型和实际地震资料处理效果证实该方法是基本保幅的去随机噪声方法,就保幅能力而言,该方法优于其它压制随机噪声的方法。     

拟真三维投影偏移

常规三维地震资料处理中常用二步法来实现偏移，但由于三维纵测线或横测线往往不在地质体的真倾角方向上，所以很难实现三维地震数据的正确偏移归位。而真三维地震数据偏移方法，需要较大的计算机内存及计算量，故未能得到广泛应用。为此，本文介绍一种拟真三维投影偏移方法。该方法的实现过程是，首先利用三维叠加数据体的时间切片进行Ｒａｄｏｎ投影，得到一系列径向剖面；然后对每条径向剖面作Ｒａｄｏｎ正，反变换，得到径向偏移     

提高地震分辨率和信噪比的叠前T0校正方法

 地震成像处理中因动校正不当导致同相轴出现弯曲的现象,进而降低叠加剖面的分辨率和信噪比。本文利用滤波后的近零炮检距地震道作为参考道,再利用道间的相关特性获取各道的T0校正量,对道集进行校正,并采用Sinc函数高精度插值,使得原道集上的同相轴趋于水平。叠加后断点成像效果得到明显改善,同相轴变细、频带变宽,从而提高了地震成像的分辨率和信噪比。     

利用不同角度域P波资料反演纵、横波速度

基于反射P波垂直入射假设的常规地震道反演方法不能得到可靠的速度或其他岩性信息，而利用叠前地震资料按部分角度道集叠加后，可以获得多个具有AVO特性的地震剖面，信噪比也得到显著改善，因此角度部分叠加道集可以作为弹性阻抗反演或纵、横波速度同步反演的基础道集记录。对每个角度范围的部分叠加剖面进行反演处理都会得到该角度范围内的阻抗或纵、横波速度值，但是不同角度范围内反演结果之间的关系以及如何求取零入射角的纵、横波速度值仍然是难以解决的问题。为此本文提出利用地震波传播速度在各向异性介质中随入射角变化的理论，由各个角度范围的纵、横波速度反演结果求取地震波零入射角的纵、横波速度的方法，实现了利用叠前P波资料同步反演地震纵、横波速度，进而可以求得纵、横波速度比和泊松比剖面，为解释人员进行岩性及含油气性解释提供可靠的依据。     

叠前常相位校正

在地震勘探资料处理中,相位问题是影响有效地震反射信号实现同相叠加的重要因素之一。随着勘探形势的发展,对地震勘探的精度要求越来越高(如岩性勘探、低信噪比地区的地震勘探等),地震资料处理中的相位显得更加重要。在放松地表一致性等苛刻条件限制的前提下,根据最大叠加能量准则提出了叠前常相位校正方法,其主要目的就是保持叠前动校正的CMP道集中有效信号波形的一致性,使有效信号在叠加时能够同相叠加。理论数据的验证和应用效果表明,该方法能够提高地震资料的信噪比,改善叠加剖面质量,具有实用价值。     

利用纵向小波包变换和横向多项式拟合提高地震信号的信噪比和分辨率

根据地震剖面上不同的频段和时段有不同的信噪比，以及相邻地震道反射波有效成分（除去噪声的有用信号）在波形和能量上具有较强的相关性的特点，本文提出了应用小波包变换和多项式拟合理论消除噪声和提高信号分辨率的方法。该方法的内容是：先将每道地震记录进行小波包分解，形成地震记录分时分频小波包剖面；然后利用共深度点反射波相关的性质用多项式拟合进行信噪分离；再将各个小波包剖面重构为经去噪后的地震剖面。理论记录计算和实际地震剖面的处理结果表明：利用纵向地震道的小波包分解和横向多项式拟合的分时分频处理方法，能够有效地提高剖面的信噪比和分辨率。     

共中心点叠加视深度剖面法

通常,由多次覆盖地震观测资料可以得到共中心点叠加剖面、偏移归位时间剖面和归位深度剖面。然而,这种方法存在许多问题,为此,本文提出了一种共中心点叠加视深度剖面法。该法是以共中心点到界面的视深度对于共中心点道集内各地震道是一个不变量为基础的。从而可以利用这个特性进行共中心点道集的动校正、叠加和偏移归位。这种方法克服了共中心点叠加时间剖面法难以解决的速度问题。     

CRS叠加的研究现状及发展趋势

在常规处理中，复杂地质条件下的时间域成像和叠后偏移的效果不是很理想。为此，提出了一些新的时间域成像技术和叠前偏移方法，CRS（common reflection surface，共反射面元）叠加便是其中的一种。CRS叠加是一种可以直接由多次覆盖反射数据得到零炮检距（ZO）剖面而不依赖于速度信息的叠加方法。二维和三维CRS叠加不仅能够改进模拟ZO剖面，提高深层的信噪比，而且给出了可用于反演速度场的多参数剖面。模型数据的试算和实际资料的处理验证了方法的有效性和实用性。基于起伏地表的CRS叠加不需要先对原始数据做静校正，而且得到叠加结果后可以很容易地实现基准面重建。另外，利用CRS得出的出射角及波前曲率信息可以更好地实现偏移速度建模，这也是今后CRS研究的一个重点。     

两步法地震深度成像技术及其应用效果

在地震资料信噪比较高的地区,采用叠前深度偏移技术获得的深度剖面,可较好地反映实际构造形态。但在地震资料信噪比低的山地复杂构造区,叠前深度偏移处理周期长,成像普遍较差,难以满足构造地质研究和油气勘探发展的需求。两步法地震深度成像是一种快速准确的成像方法。第一步在时间域里归位,采用叠后时间偏移或叠前时间偏移,对叠加剖面上的横向畸变现象(回转波、绕射波、断面波及倾斜反射波)进行偏移。第二步在深度域里归位,在偏移时间剖面上,建立有井约束层速度模型,通过变速时深转换,实现纵向归位,纵向上消除受速度"上拉效应"形成的假背斜和假高点,最终获得能真实反映地下构造形态的深度剖面。该项技术已在复杂油气田勘探开发中得到广泛应用,并取得良好的应用效果。     

叠前部分偏移分析

根据射线理论,讨论叠前部分偏移原理,导出用于动校正前及动校正后共炮检距剖面部分偏移的速度(ν′)。并以动校正后叠前部分偏移为例,结合射线理论,在速度为ν′/2的参考介质中建立了使共炮检距剖面记录满足波动方程的“爆炸反射面元”模型,从而使叠前部分偏移方法可以用波场外推原理来实现。文中进一步导出了外推算子。最后应用波动方程的线性特征对完全叠前偏移作了简单的描述。通过将有限差分波动方程叠前部分偏移法应用于野外实际资料的数据处理,并与常规水平叠加资料相比较,充分表明叠前部分偏移对处理大倾角地层反射波是有效的。     

辽河拗陷低潜山地震资料处理技术

辽河拗陷低潜山地震资料具有信噪比低、断点绕射复杂、潜山形态及其内幕反射不清楚的特征，为此，必需提高资料信噪比和成像精度。本文采用分方位角速度分析及叠加、地表一致性、三维投影滤波去噪、各向异性倾角时差校正、偏移速度场扫描及层速度场平滑、叠前时间偏移等数据处理技术，并详细介绍了各项技术的方法原理及应用效果。研究后认为，前三项技术可以在保持有效地震信号特征的前提下，有效地压制干扰，提高剩余静校正的精度，从而提高低潜山资料的信噪比；后三项技术有力地保证了低潜山带复杂构造成像的精度。初步形成了一套针对辽河低潜山地区地震资料特点的资料处理技术系列，对低潜山地区的地震资料处理具有参考与实用价值。     

共散射点成像及其在低信噪比三维地震数据处理中的应用

根据地震旅行时的双平方根方程,采用叠前克体育运动人积分偏移原理,将地震道按产生的散射,在给定的偏移距范围内抽成道集,称为共散射点道集。然后对该道集进行速度分析、动校正和叠加,得到偏移地震剖面,邓共散射点成像。文中给出的实例证明了该方法的有效性。     

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在叠后地震资料处理中,断层保护是十分重要的。共反射面元叠加是一种叠后去噪,雇针三维叠后数据体中的一个面元的地震反射同相轴校正为水平同相轴后叠加在一起得到叠加道,用这个面元叠加的道数去除叠加道,得到平均叠加道。该平均叠加道就是该面元共中心点上的共反射面元叠加道,由于是“同相叠加”,所以反射信号得到加强,随机噪声受到压制,有效地提高地震资料的信噪比。章运用理论模型和实际地震资料证明,叠后去噪对断层有影响,共反射面元叠加对断层的影响很小,是一种有利于保护断层的去噪技术。     

VSP逆时偏移处理

VSP逆时偏移处理是一种适用性很强的波动方程偏移方法。其控制方程既能描述波的全方向传播,又能消除层间多次反射波。本文通过推广Claerbout成像原理确定出成像条件,以实际VSP数据求出边界条件,按时间逆的次序求解双程无反射波动方程。在每一步外推中,利用成像条件求得相应成像点的偏移值。当逆时外推至最小成像时间时,就能得到整个剖面的偏移结果。理论与实际资料处理表明,该方法能适应各种速度的变化,使偏移后的剖面具有较高的分辨率和信噪比,而且处理效率极高。     

基于二次小波变换的地震信号去噪方法

本文在Donoho的小波域阚值去噪处理方法基础上，提出一种基于二次小波变换的地震信号去噪方法，该法是对地震信号进行多尺度小波变换，然后对主要由噪声控制的尺度1上的小波系数再进行第二次多尺度小波变换，并将二次小波变换后的尺度1上的小波系数置零，将其余尺度上的小波系数重构，最后对处理后地震剖面进行小波域阈值去噪处理。通过理论模型和实际资料的处理结果表明，本文所述方法能有效地改善地震剖面处理效果，提高地震资料的信噪比。     

基于参数多级优化的共反射面叠加方法及其应用

基于Hubral共反射面叠加的思想，考虑到计算效率和成像精度，本文提出了参数多级优化的共反射面叠加方法。这是一种不依赖于宏观速度场，仅需已知近地表速度和依赖于波场三参数的地震成像方法。它不仅能够改进模拟零炮检距剖面，提高深层的信噪比，而且可以给出用于反演速度场的地震三参数剖面。通过凹陷模型和Marmousi模型的试算以及胜利油田实际资料的试处理，验证了本文方法的有效性和实用性。