地震信号处理中反褶积参数的影响分析

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作者彭凯
来源长江大学
出版年2013
摘要
油气资源是社会的工业粮食,是国民经济的命脉。随着我国经济的飞速发展,对油气的需求与日俱增。勘探石油是一件很复杂的工作,在勘探石油的各种物探方法中,地震勘探是最有效的方法。由于我国的地质构造特点,浅层的油气田大部分已经被开发,东部的油气田已经进入了深挖细找的阶段。随着油气勘探的发展,我国陆上中、深层系丰富的油气资源已经被开发,并且已经成为目前油气勘探的重点,也是今后油气资源接替的主要领域。高分辨率地震技术是在构造复杂地区进行地震详查确定小幅度构造、小断层和表层构造的有效手段,这对于我国目前油气田勘探有着重要意义。由于我国的地质构造特点,地震勘探的高分辨率处理已成为油田勘探和开发的目标之一。因此,高分辨率勘探提上日程。本文介绍了反褶积的研究背景和反褶积方法的基本理论。地震勘探的高分辨率,主要是从地震记录剖面上分离出地下底层反射系数。在地震反射波勘探中,由炸药等震源产生一个尖锐的脉冲,在地层介质中传播,并经反射界面反射返回地面。但是,由于地层介质具有滤波作用,由震源发出的尖脉冲经过大地滤波器的滤波作用以后,变成一个具有一定时间延续的地震子波。地震记录是许多反射波叠加的结果。在普通的地震记录上,每个界面上的反射波一般是一个延续时间为几十毫秒的波形,由于地下反射界面一般是相距为几米至几十米的密集层,它们的到达时间差仅为几毫秒,因此,在反射地震记录上它们彼此干涉,难以区分开来。为了提高反射地震记录的分辨能力,希望在所得到的地震记录上,每个界面的反射波表现为一个窄脉冲,每个脉冲的强弱与界面的反射系数大小成正比,而脉冲的极性反映界面反射系数的符号。反褶积口的就是为了要把延续几十毫秒的地震子波压缩成为一个反映反射系数的窄脉冲,同时压制鸣震和多次波,从而提高地震记录的垂向分辨率。反褶积通常应用于叠前资料,也广泛用于叠后资料。本文介绍了几种不同的反褶积方法。最常用的反褶积方法主要有最小平方反褶积、预测反褶积和两步法统计子波反褶积。随着勘探技术的不断发展,新的反褶积方法也在不断地出现,如地表一致性反褶积、同态反褶积和时变谱白化等等。本文介绍了VSP技术的有关知识。VSP的中文意思是垂直地震剖面,是一种地震观测方法。它与地面观测的地震剖面相对应。垂直地震剖面方法是在地表附近的一些点上激发地震波,在沿井孔不同深度布置的一些多级多分量的检波点上进行观测。在垂直地震剖面中,因为检波器通过井置于地层内部,所以不仅能接收到自下而上传播的上行纵波和上行转换波,也能接收到自上而下传播的下行纵波及下行转换波,甚至能接收到横波。这是垂直地震剖面与地面地震剖面相比最重要的一个特点。VSP的观测方式口前主要有零井源距(零偏)、非零井源距(非零偏)等。零井源距VSP的主要作用有:求取精确的地层平均速度、层速度等速度资料,以VSP资料为标尺,综合测井、钻井、录井和地面地震资料,在过本井地震剖面上,准确标定各地震反射层的地质层位、钻井地层预测、识别多次波。非零井源距VSP主要作用有:落实井旁构造细节、利用纵波、转换波VSP-CDP成像剖面对储层进行综合研究、分析研究井旁裂缝发育情况及地震属性分析、通过分析研究VSP资料、对大炮资料的处理、解释起到辅助作用。该技术与地表观测剖面相比在基本前提方面有着许多优点。第一、地表剖面是通过观测波场在地表的分布来研究地质剖面的垂向变化,而垂直地震剖面是通过观测波场在垂直方向的分布来研究地质剖面的垂向变化。因此波的运动学和动力学特征更明显、更直接、更灵敏。第二、地表剖面上的观测点离开我们要探测的介质内部有意义的界面往往较远,而垂直剖面的观测点就在界面上或界面邻近。因而可直接记录与界面有关的单纯波型。第三、地表剖面的地震记录上主要的干扰波大都来自剖面上部,也很难避开剖面上部的干扰,而直剖面在“安静的”地球内部观测,因而可避开和减弱剖面上部的干扰,易于识别波的性质。第四、地表剖面上能观测到的有意义的波其传播方向都是从介质内部指向地表,即都是上行波垂直地震剖面观测点在介质内部。它既可以观测到自下而上的上行波,也可以观测到自上而下的下行波。因而可以更有效地利用波的到达方向的特点。当然还有一些其他特点,例如:便于观测波的质点运动轨迹等。本文最后对我国东部沿海的一段实际的VSP地震数据进行了反褶积实验,从处理后的效果上来看,很好地提高了地震资料的分辨率。

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