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提高地震勘探分辨率


李庆忠院士给出一个不十分严格的垂向分辨能力的计算公式
时间分 辨力
t
1 2.3 f
厚度分 辨力
z vt
2 4.6
影响分辨率的因素
1、地质因素: 岩石的吸收(品质因子Q)响.层间反射、簿
互层结构、反射界面形状深度等
2、地震子波:延续长度、频带宽度、相位特性和相位 数
目、能量及其稳定性等
3、波场特征:波的干涉、旅行路径、传播速度、反射与折
分辨率的定义始终不十分确切,日常工作中常采用指标是:
视频率多少周 频带多宽
用这个指标遇到的问题是:
1、数值不好确定 2、指标与分辨率不能完全等同,高分辨率数据一定具有好
的指标,但高指标不一定是高分辨率数据
反褶积是处理提高分辨率的主要手段,但要做好反褶积,实现 反褶积的目的是一件很不容易的事:
1、子波往往是非最小相位的 2、子波特性是时变的,反褶积假设时不变 3、记录中有噪声,反褶积因子估算,受噪声强度影响 4、反射系数序列白噪假设难以满足,反褶积使反射系数趋
噪声影响反褶积效果
信号保真去噪
压噪对原始信噪比有要求 CMP叠加对原始数据信噪比最低要求与覆盖次数有关
S 1
N
M
信号高频成份衰减
f t
At A0e Q
Ag 0.65
r
ftபைடு நூலகம்
eQ
A2
rS
Ag为面波能量,A2为反射信号高频分量能量,rs为面波 沿地表传播距离,r反射信号传播距离
水平分辨率(横向分辨率)
第一 第二 Fresnel带 三维概念 偏移
影响横向分辨率的因素
未偏移和偏移数据上存在噪声 偏移处理的精度 地震成像的广义空间分辨率 原始数据采集限定
道距、测线方位、空间假频、排列长度、记录长度等
提高横向分辨
1、小道距、长排列观测、足够的测线长度 2、提高速度分析精度和建速度模型的方法 3、提高S/N压制规则噪声,研究信号空间方向补偿 4、叠加成像,零炮检距剖面,偏移归位
射、菲湼耳带等
4、噪声背景:噪声特性、信噪比等 5、采集因素: 激发条件、检波器埋置、组合、炮检距、震
源类型、仪器接收系统等
6、处理因素:动、静校正量、叠加、偏移等 内在的削弱和补偿 外在的选择最佳状态
涉及问题的本质较浅
近似准则和经验之谈
1、一个反射波的分辨率极限是 ¼ 波长
2、频带窄时,波形与相位特性关系不大;但当频宽在二个倍频 程以上时波形差别就大了,这时零相位子波分辨率最高
R bM2
B f cos f df
bM 子波最大样点值
E
E 子波总能量
R bM2 E
bM2 EM
EM E
It1I
It 为主瓣时间宽度指标 Iω 为波形指标
It 一般小于主瓣宽度,若 EM 不变,bM 越大, 主瓣越窄,分辨率越高 Iω 为主瓣能量与子波能量之比,当Iω 接近于1 时,旁瓣能量很小
6、振幅谱相同的各个子波具有相同的能量,零相位子波的分辨 能力最高
7、分辨率是由绝对频宽决定的,但与频段所在的位置有关, 低频成份不能缺,这与地层厚度组成的滤波器响应有关
垂直分辨率(纵向分辨率)
1/4波波 1/2视周期 反褶积 拓宽优势频带 缩短子波长度
噪声对分辨率的影响
噪声存在,影响分辨率 压噪方法具有滤波性质
什么是高分辨率数据,衡量分辨率指标不全面
指标是视频率多少周,频带达到多宽
(误2)
高分辨率资料具有好指标,而具有高指标的未必是
高分辨率数据
例如采用谱白化处理是追求这种形式指标的极端例子
最小相位子波谱白化处理
最小相位子波,谱白化后,振幅谱变成白色,指 标极高,实际单边子波改造成双边子波,子波长 度没有减小,增加的高频成份与前面的子波叠合, 只会起高频噪声作用,原因是谱白化是改造振幅 谱,而没有考虑子波的相位谱
于白化 5、反褶积算子只能适应某一时刻的子没,很难适应整道
认识主要是拓宽信号的频带,要求:
1、要把信号的高频成份记录下耒
2、高频成份有足够的S/N,努力提高S/N 3、提高动静校正的精度,减少叠加过程中的高频损失 4、做好反褶积 做好外围工作要求调研、分析、判断、实施,经验和工作深度 决定效果,高分辨率水平高低很大程度上反映了外围工作水平
高分辨率 标准很难制定,绝对值,时、空、任务……
提高分辨率 在原有基础上提高,相对值
分辨力
可分辨的能力,可分辨的最短距离,绝对值,
追求最小值
分辨率 比值,与可分辨的最短距离之比,最大值为 1
问题不是很重要,习惯成自然 无需纠正,理解其意义即可
考虑问题的基础
• 分辨率主要决定于原始数据采集的分辨率,室内处理是在采 集的基础上希望有所提高 • 提高分辨率是在提高信噪比的基础上进行和同时进行,优势 频带拓宽才能得到真正的分辨率 • 分辨率有横向分辨率和纵向分辨率之分,应该用距离(米) 耒衡量,但记录是以时间表示,因此有时间分辨率和时间厚度 的说法,但这仅对纵向分辨率而言,同时要考虑速度的影响 • 提高分辨率有极限,受多种因素制约,处理不当会产生假像 •提高分辨率处理是处理中的一项系统工程
提高地震勘探分辨率
一、概述 二、与采集有关的问题讨论 三、提高分辨率处理 四、解释性处理和解释与分辨率 五、分辨率展望 六、小结
1、从“六五”开始就不断地列入科技攻关项目,有显著进展 2、当前仍满足不了地质要求,油田开发服务矛盾更加突出 3、受多个领域科学技术水平制约
4、与采集、处理、解释有关,是复杂的系统工程(基 础技术、配套技术)
地震波传播在岩石中的衰减机制
孔隙流体的局部粘性流幼或喷挤流动 Biot十机制:孔隙流体的总体流动 电化学作用和毛细管作用 岩石颗粒间的磨擦滑动 散射及其它
零相位子波谱白化处理
如果子波是零相 位的,谱白化处 理后不仅指标达 到,而且变成了 尖脉冲
脉冲具有零相位特征
因此,这些指标只是在一定条件下,指标与分辨 率是统一的,指标代表分辨率,一般情况下这些 指标不能代表分辨率
前人研究表明,在相同振幅谱情况下,零相位子波分辨率最高
Widess利用子波能量集中程度,提出分辨能力的公式
3、对于零相位子波, 绝对频宽决定包络形态,且频移时包络 不变,分辨率也就不变,但相位数是变的
4、以倍频程表示的相对频宽一样,波形也一样,但包络按比例 缩放,因此分辨率不能用倍频程数耒衡量
5、相对频宽与分辨率无直接关系,此时主频越高,绝对宽度就 越大,分辨率也越高;但绝对宽度不变不论主频如何,分辨 率是不变的
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