地震资料高分辨处理方法研究.doc
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1、地震资料高分辨解决方法研究摘 要:随着油气勘探开发的不断进一步,勘探目的的地质条件变的越来越复杂,勘探深度不断增长,为了获得更加准确的地质信息,我们需要进一步研究地震资料提高分辨率的方法。从而让我们更好的了解地下地质体,地质构造和地下岩体性质,不仅提高了勘探的精度并且比钻井技术更加经济。本次毕业设计重要研究各种反褶积原理(涉及预测反褶积,地表一致性反褶积),谱白化原理以及反Q滤波的原理,基于此原理用promax软件对给定工区地震资料进行提高分辨率的解决。本文针对给定工区地震数据进行了各种提高分辨率的解决,并进行效果对比。关键词:地震勘探;分辨率;反褶积;谱白化;反Q滤波High Resolut
2、ion Reismic Data Processing Method ResearchAbstract:With the continuous deepening of exploration and development of oil and gas, geological exploration targets become more and more complex, the exploration depth increasing, in order to obtain the geological information more accurately, we need furth
3、er research to improve the resolution of seismic data method. So let us better understand underground geological body, geological structure and rock mass properties, not only improves the exploration precision and drilling technology is more economical than. This graduation design mainly studies var
4、ious deconvolution principle (including the predictive deconvolution, surface consistent deconvolution), spectrum whitening and the principle of inverse Q filtering, based on this principle, using promax software for a given seismic data of high resolution processing. In this paper, for a given seis
5、mic data for a variety of high resolution processing, and the results were compared.Keywords: seismic exploration; resolution; deconvolution; spectrum whitening; inverse Q filtering目 录第一章 绪论11.1 地震资料解决背景11.2 地震数据解决发展历程11.3 地震信号提高分辨率方法研究现状及意义21.3.1 研究现状21.3.2 研究意义31.4 地震信号分辨率理论31.4.1 分辨率的含义31.4.2 影响地
6、震资料分辨率的因素41.4.3 子波分辨率51.5 高分辨率解决技术要点61.5.1 振幅解决61.5.2 叠前噪音压制61.5.3 静校正与交互速度分析61.5.4 反褶积7第二章 反褶积提高地震信号分辨率82.1 地震记录褶积模型82.1.1 地震子波描述82.1.2 地震褶积模型92.2 反褶积提高地震分辨率112.3 典型反褶积算法112.3.1 地表一致性反褶积112.3.2 预测反褶积132.3.3 反Q滤波142.3.4 时变谱白化152.4 反褶积提高地震分辨率局限性16第三章 实际数据分析研究183.1 地震资料高分辨率解决前的准备工作183.2 叠前地震资料高分辨率解决分析
7、243.2.1 预测反褶积243.2.2 地表一致性反褶积263.3 叠后地震资料高分辨率解决分析293.3.1 时变谱白化293.3.2 反Q滤波303.4 相关方法组合分析研究32第四章 结论与展望344.1 结论344.2 进一步工作方向34参考文献35致谢37第一章 绪论1.1 地震资料解决背景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。油气大多都是埋藏在地表以下,获取准确的地下油气藏分布信息在油气田开发过程中起着先导作用。长期以来,为了获取地质构造和矿产分布信息,人们发明了三类方法:地质法;物探法;钻探法。物探法是一种间接法,其中之一的地
8、震物理勘探法是查明地质构造最有效的方法。地震勘探所依据的是岩石的弹性,其基本工作方法是在地表布置测线,在浅井中用炸药震源人工激发地震波,地震波向下传播,当碰到弹性不同的分界面时,就发生反射或折射。人们在测线的一些点上用专门的仪器记录地震波,得到地震记录。由于接受的地震波通过了地下地层介质的改造,就带有与地质构造,地层岩性等有关的各种信息,诸如时间能量、速度、频率等。从地震记录中提取这些信息,就有也许推断解释地质构造的形态,含油气地层的分布等信息1-2。地震物理勘探重要分三个环节:野外数据采集,室内资料解决,地震资料解释。野外工作重要任务是采集有效的地震数据;室内地震解决是中间环节,对原始地震资
9、料作解编、滤波、校正、反褶积等解决,以得到高精度的地质信息;地震资料解释重要是通过对解决后的地震资料的研究,分析获取地下地质构造和油气矿资源的分布信息3。提高地震分辨率,获取反射系数是地震数据解决的重要任务之一。提高地震信号分辨率在岩性划分和地震层位分析方面上都很故意义。高分辨率地震技术是在构造复杂地区进行地震详查拟定小幅度构造,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,一方面是由于我国的地质构造特点,另一方面,东部油田也已进入深挖细找阶段。地震勘探的高分辨率解决已成为油田勘探和开发的目的之一4。1.2 地震数据解决发展历程地震数据解决的发展过程与石油、天然气地震勘探的
10、发展历程密切相关。自从20世纪2023代初期出现反射波地震勘探以来,石油天然气地震勘探经历了三个发展阶段5。第一个阶段(约192023至1958年)位光点地震勘探阶段。在这个阶段运用光点地震仪进行野外地震数据采集,野外地震记录以光点振动记录在照相纸上的形式进行记录。室内地震数据解决极为简朴,根据记录的反射波时距曲线计算波的传播速度,再根据波的旅行时和速度计算反射界面的深度和倾角拟定反射界面的位置和形态,最后绘制反射界面的构造图。这个阶段的勘探对象以简朴的构造油气藏为主。第二阶段(约1985年至1968年)为模拟磁带地震勘探阶段。在这个阶段运用模拟磁带地震仪进行野外地震数据采集,野外地震记录以模
11、拟磁带记录形式记录在模拟磁带上。室内地震数据解决将野外模拟磁带在模拟磁带回放仪上回放并进行模拟信号解决,可以进行模拟滤波和叠加解决。地震解决剖面的质量比第一阶段有了明显的提高,地震勘探的能力也得到显著的增强。这个阶段的勘探对象以较复杂的构造油气藏为主。第三阶段(约1968年至今)为数字地震勘探阶段。进入20世纪60年代后,随着数字计算机的出现和飞速发展,地震勘探也进入了数字地震勘探阶段。在这个阶段运用数字地震仪在野外进行数字地震采集,野外地震记录以数字磁带记录方式记录在野外数字磁带上。室内地震数据解决将野外数字磁带回放后,输入数字计算机进行数字解决。由于数字计算机的飞速发展、大内存和海量磁盘存
12、储及数字解决的高度灵活性使地震数据解决得到飞速的发展。1.3 地震信号提高分辨率方法研究现状及意义1.3.1 研究现状提高地震勘探分辨率是一项系统工程。目前采用的高分辨率采集、严格野外施工、提高炮点检波点测量定位精度、提高静校正精度、高分辨解决等已经取得了很大成效。反褶积作为提高叠后数据分辨率的重要手段,国内外研究人员进行了进一步的研究。提出了很多反褶积的实用算法,如脉冲反褶积、预测反褶积、最小熵反褶积、同态反褶积、均值范数反褶积等等,这些反褶积方法各有各的使用领域。 与测井资料相比,地面地震资料的横向分辨率远高于测井,而垂向分辨率远低于测井。在井中地球物理观测中,检波器在井中,一方面由于避开
13、了低降速带对高频的吸取,得到了频带较宽的地震信号;另一方面,通过不同深度的连续观测,可以计算精确的参数。与地面地震相比,VSP(verticl seismicprofile)、井间地震覆盖面积较小,介于测井与地面地震之间,其垂向分辨率也介于测井与地面地震之间。近年来,VSP、井间地震等井中地球物理技术的发展和广泛应用,使得运用地面地震、VSP、井问、测井等资料进行联合采集、解决和反演成为也许。因此,在现有资料的基础上,地面地震与VSP或井间地震相结合是提高分辨率的重要途径之一。国外,Stewart,RR和Disiena,JP 1989年提出运用VSPL06对地面地震 资料进行高频补偿的思想,并
14、进行初步实验。但此后国外并没有对这一思想进行进一步的研究和探讨,也未见实际效果。 国内方面,王紫娟、刘德威等1995年完毕了运用VSP,LOG对地面地震资料进行高频补偿的实际资料解决,但未见非常抱负的效果。1.3.2 研究意义随着石油勘探开发的不断进一步,油气勘探目的以构造勘探为主逐渐进入以岩性勘探为主。岩性圈闭的勘探难度大,对地震数据的分辨率提出了更高的规定。作为高分辨率地震勘的一个环节,高分辨率地震数据解决非常重要。高保真的高分辨率地震数据是薄互层油气藏地震属性分析和储层预测的基础。1.4 地震信号分辨率理论1.4.1 分辨率的含义提高地震分辨率是地震勘探的永恒主题 ,提高地震资料分辨率,
15、获取反射系数是地震资料解决的重要任务之一。在资料解决中,获取高分辨率、高信噪比的资料是解决的主线宗旨,也是我们为之而努力的目的。那么什么是分辨率,而又如何获得高分辨率的资料呢? 平常生活中的分辨能力是指区分两个靠近物体的能力,通常以绝对值表达。度量分辨率能力的强弱通常有两种表达方式:一是距离表达,分辨的垂向距离或横向范围越小,则分辨能力越强;二是时间表达,在地震时间剖面上,相邻地层时间间隔越小,则分辨能力越强。地震勘探上的“分辨率”,是指地震子波对地层薄层厚度的最大区分能力。地震记录分辨率涉及横向分辨率和纵向分辨率。本文中,仅指纵向分辨率。根据“鲁滨逊”地震记录数学模型6,地震记录仪所采集到的
16、地震记录是地震子波和地层反射系数的褶积再加噪音构成,即: (1-1) 其中,一采集到的原始地震信号,即地震记录; 一地震子波,它是由野外人工放炮所形成的尖脉冲通过检波仪器,大地表层,地层深处等多次滤波所形成的; 一地层反射系数,地质学上把大地分为若干层,每一层对声波有着不同的反射能力并用相应的反射系数表达; 一各种加性噪声干扰。 地震检波仪采集地震信号的相应流程:野外人工放炮,产生“野子波”,它是一个尖脉冲,野子波穿透地层向大地深处传去。在传播的过程中,碰到不同地层界面时,发生反射、折射及透射。反射部分的能量传回地表被检波仪器接收,代表某一地层,透射部分的能量继续向下传播,依次类推,形成了地震
17、记录。 野子波由于与地层的摩擦,发生了反射,折射,透射等,能量逐渐减小,由刚开始的尖脉冲,逐渐变成了“地震子波”。 事实上,对地震分辨率的概念,几十年来一直存在不少争议7-8,为使问题但是于复杂,精确的定义采用运动特性描述下的分辨率概念:地震子波b(t)在相邻两个地质界面上反射,互相干涉叠加后,通过两个子波主峰能量所能区分的最小时间差或最小薄层厚度。同一地震资料相同时窗内,不同分辨率示意图如图1-1,1-2所示。 图1-1 低分辨率地震记录 图1-2 高分辨率地震记录1.4.2 影响地震资料分辨率的因素1.4.2.1 噪音 由于地下地质情况、采集因素、环境噪声等因素影响,野外采集的地震资料会夹
18、杂各种各样的噪声,如异常振幅(涉及野值、尖脉冲、高能干扰、50Hz 工业电等) 、规则噪声(涉及面波、声波、多次折射、倾斜干扰等) 、随机噪声等。这些噪声都会给地震资料解决带来不良影响。 (1)影响资料的信噪比,特别是高频信息的信噪比,因噪音的存在而损失严重,导致地震资料有效频带变窄,减少了地震资料的分辨率。 (2)影响反褶积因子,导致反褶积不能很好地记录子波,使反褶积效果变差,达不到压缩子波、拓宽频带、提高分辨率的目的。 (3)影响速度拾取,导致动、静校正误差,使得静校正量求取不准,资料不能同相叠加,信噪比减少的同时减少资料分辨率。1.4.2.2 大地滤波作用 地震波在传播过程中,由于地层的
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