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。     

塔里木盆地沙漠区高分辨率地震采集方法探讨

本文根据塔里木盆地勘探现状,结合以往所做的一些试验,提出了塔里木盆地大沙漠区进行高分辨率勘探的新技术、新方法及其在实际中的应用效果。提高仪器前置滤波的低截频率,可相对抬升高频,有效地改善记录上的高频成分;选择有利于提升高频信号的检波器,是切实可行的方法;检波器的埋置条件和效果及串联组合方式也是提高分辨率的有效途径;灵活运用可控震源的扫描方式补偿高频能量,如非线性扫描、变频扫描等;通过选择炸药类型和药量可以有效提高分辨率。综合应用以上各项技术措施,使大沙漠区的地震剖面分辨率得以大大提高。     

地震仪器对高频信息可记录性的影响及其试验

本文较系统地讨论了地震仪器性能及因素对高分辨率地震勘探的影响，指出仪器的瞬时动态范围和低截止频率是高频信息可记录性的一个极为重要的基本因素。通过不同低截频、不同陡度及不同频率检波器的实际试验，说明了选用“三高”仪器因素对提升深层反射波的频率有独到的作用，是一种有效的工作方法。     

常规检波器低频数据的评价与恢复及其在地震成像中的应用

地震波低频成分有助于提高地震反演与成像的分辨率及保真度。因地震震源与检波器响应的频宽限制及噪声影响,常规检波器记录中的低频成分难以被充分利用。通过地震数据低频评价、厘定有效频段,进而补偿并充分利用低频成分,可实现频带拓宽。基于地震记录的信噪比和检波器自然频率,本文将常规地震记录频谱划分为常规段、低频可恢复段和低频不可恢复段三个频率区间,并将低频可恢复频段的下限定义为最低有效频率;根据不同地震仪记录有效低频成分能力的差异,提出了常规检波器低频有效性的功率谱密度比方法;利用有效低频初步评价成果,设计了野外联合采集试验和地震数据低频恢复流程。实际资料试验结果表明：对超低频的远震面波信号,4.5Hz检波器数据拓展至0.04Hz仍具有较高的信噪比;对地震勘探中的井炮地震波信号,常规10Hz检波器数据的有效频带可拓展至2Hz。针对恢复低频后的地震记录进行地震成像和速度建模,得到的叠加剖面与波形反演速度剖面的精度和分辨率都有显著提高。     

一种基于高频噪声定量约束函数的地震高分辨率处理方法

系统分析了现有地震数据高分辨率处理方法的适用性及不足,探索了一种基于高频噪声定量约束函数的高分辨率处理方法,有效且保真地提高地震资料信噪比与分辨率。通过分析叠后地震数据有效信号带宽,设计了压制高频噪声的最大概率准则和定量约束函数,通过多次迭代压制噪声,提高全频带信号的信噪比,逐步分级拓宽地震有效频带宽度,循环迭代求取反射系数,将提取的地震子波与反射系数褶积得到高分辨率地震数据体。测试校验对比其它高分辨率地震处理结果,处理后的数据体具有垂向分辨率高、主频高且频带宽的特点,有效视主频由50 Hz提高至100 Hz左右,地质目标视分辨率相应提高近1倍。基于该提频数据与波阻抗反演实现了2～5 m地质目标的定性与定量预测,钻井验证符合率90%以上,有效指导井位部署。该方法弥补了在传统“有效带宽”内提高地震高频信号的不足,实现了全频带内重构高、低频有效信号的目的。     

检波器—大地耦合响应的野外规模测量与衰减方法

检波器—大地耦合响应是地震检波系统中非常重要的环节。如果不考虑自身滤波响应,检波器接收到的信号仅是"检波器外壳的振动",并不是"地表的振动"。而勘探的目的则希望接收到后者,二者之间的差异就是"检波器—大地耦合响应"。受技术条件的限制,尽管人们确知二者之间存在差异,也在实验室或者野外小规模地进行了一些试验性测试,但是野外大规模的"检波器—大地耦合响应测量"一直没有实现。在论证了测试方法的理论合理性后,发展了一项专利技术——"测耦检波器",实现了检波器—大地耦合响应的大规模、高效率野外测量及相应耦合参数的记录。同时,根据野外记录的响应参数,通过室内计算(解耦反褶积),可以有效衰减甚至消除耦合响应对地震数据的影响,提高高频信号的道间一致性,为提高地震数据的信噪比、分辨率,特别是高频微弱反射信号的识别能力提供保真度更高的基础数据。     

单点数字检波器室内组合技术在川西的应用

野外地震资料采集中,检波器的各种组合通常作为压制规则干扰、突出有效信号的重要手段,但野外检波器组合在压制干扰波的同时也压制了有效信号。采用数字单点检波器很容易在室内实现接收道组合,且效果优于野外组合。在理论分析的基础上,针对川西高密度试验线,利用单点多分量数字检波器、5m道距5m线距接收的地震资料z分量进行了室内不同方式的组合试验。研究表明,采用合适的组合方式,在基本不影响资料分辨率的同时,可有效提高数字检波器接收信噪比,达到甚至超过常规模拟检波器接收效果。     

面向宽频采集的新型检波器研发与应用

拓宽地震信号频带范围,实现宽频地震采集,是提高地震分辨率和成像精度的关键,用于宽频地震采集的检波器要求具有单点单支、频带宽、灵敏度高、保真度高、理想的幅频相频响应等特性。基于现有电磁式动圈检波器和MEMS数字检波器工作原理和实际应用效果分析,结合两种检波器的技术优势,开展了新型检波器的设计和研发,并对新型检波器进行了特性参数实验室测试,验证了新型检波器的宽频特性。将新型检波器与自然频率为10Hz和5Hz的动圈检波器以及MEMS数字检波器进行了地震数据采集对比和数据处理分析,结果表明,新型检波器具有频带宽的优势,获得的剖面层间信息更为丰富,地震分辨率和成像精度明显提高,具有很好的应用前景。     

基于广义S变换的叠前高频噪声压制

在高分辨率黏性补偿处理中,高频噪声会随着频带的拓宽、有效信号的增强而增强,致使剖面信噪比降低。本文针对这一问题,提出了一种基于广义S变换的时变叠前高频噪声压制方法。该方法通过人机交互方式合理地确定地震数据在不同时刻的高频压制范围,使其既可以有效消除叠前数据中的高频噪声,又可以为后续的高分辨率补偿处理预留下合适的拓频空间。与频率-空间域滤波法相比,该方法具有时变和空变滤波特性,并可充分保留有效信号能量,非常适合于叠前高频噪声压制处理。实际数据处理结果充分证明了该方法的有效性。     

基于压缩感知算法的拓频技术在波阻抗反演中的应用

常规地震资料由于频带较窄,分辨率较低,难以有效识别和描述储层信息,拓展地震资料的频带宽度,提高地震分辨率,对于油气田的开发具有重要的作用。相对于高频成分,数据中的低频信息缺失会导致地震剖面上出现虚假的高分辨率现象。传统的拓频方法仅处理了子波,而没有考虑到子波结构的变化。利用近年来兴起的压缩感知算法对地震数据进行全频带拟合,并将结果中的低频部分补偿到地震数据中,然后再将拓频后的地震数据做波阻抗反演。结果表明,拓频后的反演波阻抗剖面与井更吻合,分辨率更高,说明该方法有较好的发展潜力。     

在高保真条件下同时提高信噪比和分辨率问题的研究──噪声对分辨率的影响

本文论述了噪声对分辨率的影响，噪声是提高分辨率的最大障碍，主要表现在以下两个方面，首先，噪声本身降低分辨率，其次，由于反褶积降低信噪比，因此，噪声的存在限制了分辨率的提高。在噪声存在的情况下，地震记录的分辨率取决于有效频宽，以及其高低截频点，一般地说，地震记录的有效频带越宽，信号的高低频越丰富，地震记录的分辨率就越高。本文还在理论上证明了，当信号与噪声在频率越重合时，对线性时不变滤波而言，提高信噪     

阿姆河右岸区块盐下地震资料叠前保幅高分辨率处理

土库曼斯坦阿姆河右岸地区地表大部分被沙漠、戈壁覆盖,目的层卡洛夫—牛津阶碳酸盐岩上覆的巨厚膏盐层对地震波高频成分能量吸收比较严重,采用常规方法处理的地震资料分辨率一般较低。为此,在分析CRP道集有效高频成分的基础上,采用共反射面元叠加进行保幅去噪,在去噪的道集数据上分析有效低频和高频信息的可靠性,拓宽地震信号的有效频带,使地震资料的振幅谱在有效频带范围内接近反射系数的振幅谱,从而提高了地震资料的分辨率。对比发现,高分辨率资料比常规资料频带展宽20Hz以上,主频提高15Hz以上,信噪比得到了明显提高,能有效分辨目的层内厚10m左右的薄储层,为构造精细描述和储层横向预测提供了较好的地震资料。     

信号方向约束叠后噪声压制

目前叠后随机噪声压制方法众多,但去噪效果往往过于依赖剖面信噪比本身,从而在提高剖面高频段信噪比方面发生困难,难以真正展宽输出剖面高频段有效频带。方向约束叠后噪声压制方法在高频段有效信号的估计中,用易于求取的信噪比相对较高的低频段有效信号方向来约束。这样做的结果,使高频段有效信号的估计更加准确,能更好地改善去噪效果,从而达到拓宽有效频带的目的。     

高空间密度采样资料分析

高空间密度采样通过小道距、不组合、高覆盖的采集方式，比较精细地记录了地震波场，避免了空间假频的产生尤其是低频线性干扰，也避免了组合检波带来的高频弱小信号能量降低，为勘探研究提供了丰富的数据。在处理方法上可以根据低频线性干扰的分布特征，合理地进行接收道组合，以减少高密度采样带来的大数据量，同时又能收到比野外组合检波更好的效果。高密度数据的无假频特征更加适合于常规二维信噪分离方法。高密度采样的高覆盖次数更有利于叠加去噪，比组合压噪更有效。通过实际资料的组合与不组合、叠前与叠后资料的对比分析，展现了高密度资料的去噪优势和高频信号的保护能力，并提出弱小高频信号的提取是高密度资料处理的重要环节的结论。     

准噶尔盆地中部地震资料提高分辨率处理研究

准噶尔盆地中部地区地表大部分被沙漠、戈壁砾石覆盖，地震勘探分辨率较低。在对各勘探区块实际资料处理的基础上，提出了该区地震资料的特点和处理的技术难点，并总结了提高分辨率处理的思路和技术措施。主要包括：①消除近地表因素对资料采集的影响，包括静校正和噪音压制技术等；②叠前拓宽地震资料频带，包括振幅补偿和叠前反褶积技术等；③借助高精度速度分析、剩余静校正和高次项NMO技术，通过多次覆盖叠加，消除资料中随机噪声干扰，提高资料信噪比，尤其是高频端反射信息的信噪比，改善高频反射和弱反射信号信噪比，提高“高频反射死亡线”；④叠后有限反射频带识别、抬高优势频率等。利用上述手段，有效地提高了地震资料的分辨率，从而提高了与钻井资料的吻合程度。     

地震信号的小波分频处理

小波变换所具有的多分辨功能和优良的"数学显微镜"特性,使得它在叠前、叠后地震资料处理中得以广泛应用。与常用的高分辨率处理技术不同,小波分频处理方法在提高地震记录分辨率的同时,还可以有效地压制噪音的干扰。首先阐述了小波分频的基本原理,通过对理论模型合成地震信号的正反变换,充分展示地震资料小波分频处理的深刻内涵;最后,基于本研究所提供方法对特征各异的地震信号进行处理,取得了较好的应用效果,为该方法的深入推广、应用提供了重要依据。     

复杂地表区震检联合组合组内距量化分析

复杂地表区的干扰波类型多、能量强,对采集数据的影响大。采用单点采集,或者单一的检波器组合或震源组合采集到的地震记录中的面波、多次折射、侧面波等强短波长噪声几乎淹没了有效信息,导致信噪比很低;而组合虽能压制干扰,提高地震资料信噪比,但会滤掉高频成分,使有效波波形发生畸变。为了确定最佳震检联合组合方式,以本文从改进传统组合理论公式入手,拟合出多种震检联合压噪响应曲线,对比导出震检联合组合最佳匹配量化公式,并通过相关软件进行了模拟验证,在实际应用中取得了较好的效果。     

分布式声传感井中地震信号检测数值模拟方法

分布式声传感（DAS）基于光纤中瑞利散射效应获取地震波振动信号,光纤在探测地震波的同时实现信号的传输,适用于井中地震信号采集,具有成本低、分辨率高、抗电磁干扰强等优点。基于离散光纤瑞利散射干涉模型,在不考虑背景压力、温度和井壁光纤耦合的条件下,采用数值模拟方法模拟了井中DAS系统地震信号特征,详细探讨了震源强度、脉冲宽度以及光纤空间采样间隔对DAS光纤信号波形特征以及信噪比的影响。模拟结果表明：①不同震源强度对DAS光纤信号的影响不同,而且震源强度过大可能导致DAS光纤信号波形畸变或旁瓣增多而影响信号保真度。②较小的脉冲宽度常伴有较强的噪声,较大的脉冲宽度在一定程度上可以压制高频噪声、提高信噪比,但不可避免地降低分辨率。③通过相邻道叠加增大的光纤空间采样间隔有利于提高信噪比,因此选择合适的光纤空间采样间隔可以有效地提高信噪比、提升信号质量;DAS信号频率通常略高于原始地震信号频率,同时附带系统本身的高频噪声。     

小波变换衰减面波与受损信号的幅度补偿

以陆上地震勘探中普遍存在的面波干扰为衰减对象，对影响一维小波变换衰减面波效果的因素进行了讨论。指出小波变换在满足完全重构的条件下，所使用的２个波滤器的截止频率可调与否是决定抑制高、低频干扰效果的主要因素。针对受面波干扰影响的地震信号的能量软弱的现象，提出了对受损部位的地震信号进行波形幅度补偿的方法。经实际地震资料处理证明，对受损信号进行波形幅度补偿，对提高叠前地震资料的信噪比具有明显的效果。