第一講高分辨率地震勘探

第一講：高分辨率地震勘探二十一世紀(jì)油氣地震勘探新方法技術(shù)參考文獻(xiàn)李慶忠，走向精確勘探的道路——高分辨率地震勘探系統(tǒng)工程剖析，石油工業(yè)出版社，1993俞壽朋，高分辨率地震勘探，石油工業(yè)出版社，1993錢紹湖，高分辨率地震采集技術(shù)，中國地質(zhì)大學(xué)，1999何海漪,海上高分辨率地震技術(shù)及其應(yīng)用，地質(zhì)出版社，2001【思考題】（1）縱向分辨率和橫向分辨率的含義？（2）如何激發(fā)出高頻、寬頻的子波？（3）高分辨率勘探中，何為“四高四小”工作方法？（4）何為“三高”處理？

一、高分辨率地震勘探的意義

二、基本原理三、資料采集四、資料處理五、資料應(yīng)用六、總結(jié)七、思考題高分辨率地震勘探油氣與固體礦產(chǎn)新方法（地震勘探）隨著油氣勘探技術(shù)的發(fā)展和勘探程度的提高，要求地震勘探能確定儲集層（儲集體）的垂向厚度及向四周延伸的范圍，查明小斷層及小幅度構(gòu)造，但是，很多儲集層，尤其是地層性的儲集層，其體積一般都較小，這時常規(guī)的地震勘探方法已不能滿足這種要求，必須進(jìn)行高分辨率勘探。我國大約在1985年開展這方面的試驗(yàn)工作。經(jīng)過幾十年的努力和工作實(shí)踐，積累了一些經(jīng)驗(yàn)，也取得了較好的地質(zhì)效果，找到了一定數(shù)量的地層巖性圈閉的油氣藏。一、高分辨率地震勘探的意義

高分辨率地震的意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)不限于分辨兩個相鄰的物體，而是為油氣勘探提供更多的、更精細(xì)的地質(zhì)信息。因此，對油氣勘探而言，地震分辨率是指精細(xì)而且正確反映地下地質(zhì)情況的能力；這種分辨能力是通過地震波同相軸的分離、組合、延伸、相互接觸關(guān)系、振幅、頻率變化而表現(xiàn)出對地下多個(不僅是兩個)地質(zhì)體的地層及其之間的關(guān)系、沉積相、巖性、含油氣性等對油氣勘探至關(guān)重要的地質(zhì)信息。因此，地震分辨率不僅僅是一個純物理概念，而是一個地球物理概念。一、高分辨率地震勘探的意義

高分辨率地震的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在以下方面：(1)精細(xì)的構(gòu)造解釋

由于分辨率的提高，地震剖面更清晰，小斷層、小幅度構(gòu)造、水道等細(xì)微的地質(zhì)現(xiàn)象都表現(xiàn)出來了，有利于精細(xì)的構(gòu)造解釋.鶯歌海盆地LT31—2構(gòu)造，就是應(yīng)用高分辨率地震后在地層上傾方向發(fā)現(xiàn)一條深切谷，形成上傾方向的封閉，侵蝕面與地層界面共同形成一個背斜圈閉；在南海東部，曾應(yīng)用高分辨率地震尋找小幅度背斜，取得很好的效果；江漢、蘇北也應(yīng)用高分辨率地震解決了小斷層、小斷塊以至砂巖體的問題。一、高分辨率地震勘探的意義

一、高分辨率地震勘探的意義

高分辨率地震的優(yōu)越性：(2)含氣層的直接標(biāo)志——亮點(diǎn)和平點(diǎn)當(dāng)砂、泥巖的阻抗差別不大時，含氣層頂面將有亮點(diǎn)出現(xiàn)，而氣水界面處則應(yīng)有平點(diǎn)；但由于氣層頂面與氣水界面之間的距離一般都很小，特別是地層傾角較小時，常規(guī)地震是很難分辨的。地震分辨率提高后，就有可能同時得到亮點(diǎn)和平點(diǎn)反射。海洋石油總公司應(yīng)用亮點(diǎn)加平點(diǎn)的直接標(biāo)志，在鶯歌海盆地勘探天然氣時，鉆探4個構(gòu)造，成功率達(dá)100％，并應(yīng)用平點(diǎn)圈定氣田的含氣范圍，確定氣水界面，有效地減少了評價井?dāng)?shù)量，獲得巨大的成功。一、高分辨率地震勘探的意義

高分辨率地震的優(yōu)越性：(3)層序地層學(xué)及沉積相研究由于分辨率的提高，一些原來復(fù)合的波分離了，原來很弱的波組加強(qiáng)了，反射同相軸也增多了，因而更清晰地表現(xiàn)了上超、下超等地層接觸關(guān)系，層序界面之間的內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)也更清楚，有利于層序地層學(xué)的精細(xì)解釋和沉積相分析。一、高分辨率地震勘探的意義

如右圖所示，高分辨率地震剖面上，上覆地層層層上超非常清楚，水道、前積的斜坡扇及其之間的關(guān)系也很清楚。而這些在常規(guī)地震剖面上是很難看出來的。一、高分辨率地震勘探的意義

大慶油田物探公司通過巖心觀察、測井資料的微相解釋，對比分析高分辨率地震資料，發(fā)現(xiàn)高分辨率地震剖面上那些不規(guī)則的雜亂同相軸多數(shù)是地下沉積微相的反映，總結(jié)出一套根據(jù)高分辨率地震剖面同相軸的反射特征劃分油層沉積微相的方法，取得較好的地質(zhì)效果。一、高分辨率地震勘探的意義

高分辨率地震的優(yōu)越性：(4)巖性預(yù)測巖性預(yù)測的方法之一是根據(jù)反射特征屬性參數(shù)如瞬時振幅、瞬時頻率、瞬時相位等，或根據(jù)反演剖面的波阻抗特征來判斷巖性，在有井標(biāo)定的情況下，應(yīng)用反演的波阻抗剖面判斷巖性是比較準(zhǔn)確的。一、高分辨率地震勘探的意義

二、基本原理三、資料采集四、資料處理五、資料應(yīng)用六、總結(jié)七、思考題高分辨率地震勘探油氣與固體礦產(chǎn)新方法（地震勘探）二、高分辨率地震勘探的基本原理分辨力與分辨率分辨力是區(qū)分兩個靠近物體的能力。分辨能力的強(qiáng)弱一般有兩種表示方法。一種是用距離表示，分辨的垂向距離及橫向范圍越小，則分辨能力越強(qiáng)；另一種是用時間信息來表示，在地震時間剖面中，分辨力常用時間間隔（Ta）的大小來度量，時間間隔越小，分辨能力越強(qiáng)，故定義Ta的倒數(shù)（Ra=1/Ta）為分辨率。在地震勘探中根據(jù)獲取的速度參數(shù)，可以把時間間隔轉(zhuǎn)換為距離，則可以說距離越小，或者說地層垂向的厚度及橫向地質(zhì)體的長度越小，分辨率則越高。根據(jù)地震勘探分辨垂向及橫向地質(zhì)體的程度，把分辨率分為垂向和橫向分辨率。垂向分辨率:也叫縱向分辨率和時間分辨率，它是指沿地層垂直方向所能分辨的最薄地層的厚度。橫向分辨率：也叫水平分辨率和空間分辨率，它是指沿地層橫向所能分辨的最小地質(zhì)體的寬度。根據(jù)地震上兩種不同的時間剖面，又可以分為水平疊加時間剖面和疊加偏移剖面的兩種橫向分辨率。二、高分辨率地震勘探的基本原理

1．垂向分辨率：討論垂向分辨率一般有三種方法。（1）用薄層頂?shù)追瓷洳芊癖环珠_來討論垂向分辨率

在地表同一點(diǎn)所接收的薄層頂?shù)變蓚€反射波的時差△τ與波延續(xù)時間△t的比值的大小來定義。比值大于或等于1時，兩波能分開，就說有較高垂向分辨率；比值小于1時，兩波不能分開，就是低垂向分辨率?！鳓?gt;△t頂?shù)追珠_△τ<△t頂?shù)追植婚_△τ>△t頂?shù)追珠_△τ<△t頂?shù)追植婚_二、基本原理

二、基本原理垂向分辨率大小 當(dāng)△t=△τ時有：△τ=△t=2△h/Vn由于△t=nT*，所以△h=Vn△t/2=nT*V/2

△h=nλ*/2 n為相位數(shù)，λ*為地震波的視波長，△h為薄層的厚度，△h越小，則分辨率越高。二、基本原理

提高垂向分辨率方法垂向分辨率主要與

△t，△τ的大小有關(guān)，為了提高分辨率，也不外乎兩種方法：a)當(dāng)△t一定，增加△τ，使得△t<△τ：橫波勘探b)當(dāng)△τ一定，減?。s短）△t，使得△t<△τ：壓縮子波（反褶積、分頻補(bǔ)償）達(dá)到提高分辨率的目的。

二、基本原理

1．垂向分辨率

（2）用薄層的振幅響應(yīng)來討論垂向分辨率楔狀模型：

二、基本原理

1．垂向分辨率

（2）用薄層的振幅響應(yīng)來討論垂向分辨率調(diào)諧振幅：當(dāng)楔狀模型厚度較大時，上下界面初至相反的反射子波在時間上可分辨；隨著厚度變小，兩波逐漸靠攏，△t=T*/2，兩波必然同相疊加，使復(fù)合波的合成振幅比單個子波增大一倍。從上面討論知：調(diào)諧振幅對應(yīng)的地層厚度為四分之一波長。調(diào)諧厚度：調(diào)諧振幅對應(yīng)的地層厚度為λ*/4，此厚度為調(diào)諧厚度。

定義：調(diào)諧振幅對應(yīng)的地層的調(diào)諧厚度定義為垂向分辨率。調(diào)諧效應(yīng)在地震勘探中，是分辨薄層的有效手段。它可使對薄層厚度的分辨由λ／2提高到λ／4。二、基本原理1．垂向分辨率（3）用時間域雷克子波的褶積模型來討論垂向分辨率垂向分辨率與波長成反比，在地震勘探中，一般淺層波速小，頻率高，波長較短，分辨率較高，而深層，地震波波長變長，分辨率變低。由于得到的資料都是經(jīng)過反褶積處理的，可以認(rèn)為地震子波是零相位的，所以用零相位子波討論垂向分辨率比較符合實(shí)際。二、基本原理

1．垂向分辨率（3）用時間域雷克子波的褶積模型來討論垂向分辨率（a）零相位子波的概念主周期的寬度b：最大振幅兩側(cè)極小值之間的時間長度。主瓣：主周期內(nèi)的波形旁瓣：主周期外的波形主峰振幅：主周期內(nèi)的最大振幅影響子波分辨率的三個因素：主波峰：寬度越窄，分辨能力越高邊峰比：比值越小，越有利于分辨邊側(cè)振蕩：它的振幅越小，越能提高分辨率雷克子波的數(shù)學(xué)表達(dá)式：二、基本原理

1．垂向分辨率（3）用時間域雷克子波的褶積模型來討論垂向分辨率（b）雷克子波的參數(shù)

子波的寬度（主周期）：b子波的半寬度（波峰到波谷的時差）：b/2峰值頻率（振幅譜中振幅極大值對應(yīng)的頻率）：fp波的優(yōu)勢頻率（主周期的倒數(shù)）：fb子波主周期內(nèi)波形兩個拐點(diǎn)的時間間隔：tR頻帶寬度：頻譜分析圖二、基本原理

1．垂向分辨率（3）用時間域雷克子波的褶積模型來討論垂向分辨率（c）瑞雷準(zhǔn)則（RayleighsCriterion）

把b/2值稱為垂向分辨率的極限。t=b/2=1/(2.6fp)fb=1/bfp=0.77fb△h=V*t/2=V/（4fb）=λb/4用瑞雷準(zhǔn)則能分辨的地層厚度為四分之一主波長二、基本原理

1．垂向分辨率（3）用時間域雷克子波的褶積模型來討論垂向分辨率（d）雷克準(zhǔn)則（RickersCriterion）把tR值稱為時間分辨率的極限tR=1/(3.0fp)tR=1/(2.3fb)△h=tRV/2=λb/4.6用雷克準(zhǔn)則能分辨的地層厚度為四點(diǎn)六分之一主波長，它比瑞雷準(zhǔn)則的分辨率要高一點(diǎn)。結(jié)論從上面討論所得分辨率公式知：波的優(yōu)勢頻率越高（主周期越短），波長越短，分辨率越高。據(jù)頻譜分析中時標(biāo)變換定理可知，這時信號具有較寬的頻帶，所以可以說寬高頻的地震信號（寬是指信號具有較寬的頻帶，高是指信號的優(yōu)勢頻率較高），具有較高的分辨率。一般用雷克子波討論的分辨率是近式的，所以一般我們用由薄層調(diào)諧振幅定義的分辨率（四分之一主波長）作為油田估算地震勘探的垂向分辨率。二、基本原理

1．垂向分辨率由上述討論可見：地震勘探的垂向分辨率的極限為λb/4

二、基本原理

1．垂向分辨率

分辨率與信噪比

任何地震資料都是以一定的信噪比為基礎(chǔ)的，沒有一定的信噪比，地震信號淹沒在噪音之中，就不可能解決任何地質(zhì)問題，更談不上什么分辨率了。前面的討論，都是假設(shè)無噪聲情況下的分辨率，實(shí)際資料總是有噪音的，所以實(shí)際分辨率總是比理論計算的分辨率低一些。二、基本原理

1．垂向分辨率分辨率與信噪比（R=信號/噪音)

對于有噪音情況下的地震分辨率，前人已有較多的論述，且大多數(shù)是基于維代斯（Widess）的定義；但計算總能量時，包括了地震信號的能量和噪音的能量。這樣，總能量增加了，信號主極值能量與總能量之比就小了，即分辨率降低了。假設(shè)無噪情況下的分辨率為Po，則信噪比為R時的分辨率為：P＝

可見，信噪比越高，越接近無噪分辨率Po。

二、基本原理

1．垂向分辨率

以上僅是理論上的討論，實(shí)際工作中，對信噪比的定量計算、對分辨率的定量計算都是不大現(xiàn)實(shí)的；理論公式也不盡合理，如假設(shè)信噪比為0．5，信號已完全淹沒在噪音中，這樣的地震資料是不能解決任何地質(zhì)問題的，但按理論計算，P＝Po／5，還有一定的分辨率；這顯然是不合理的。理論上的討論是為了強(qiáng)調(diào)信噪比的重要性，不能為了提高分辨率而降低信噪比；為了正確處理信噪比與分辨率的問題，還是要從噪音分析人手，具體問題具體解決。

在地震勘探工作中，當(dāng)?shù)卣鹦盘柕男旁氡鹊陀?時，提高信噪比成為改善分辨率的關(guān)鍵。這意味著只有高的信噪比，才可能有高的分辨率。二、基本原理1．垂向分辨率分辨率與帶寬1982年Widess引用清晰度的概念來表示分辨率，在頻率域中表示為A（f）分別為子波的相位譜和振幅譜由上式可知，主波峰極值越大，波形所包含的面積越小，則分辨率越高，也就是說強(qiáng)反射界面的分辨能力高于弱反射界面，薄層頂、底反射子波相干加強(qiáng)（調(diào)諧）的薄層比一般薄層的分辨率要高在時間域中可表示為Pa=a2m/E式中am為子波的最大振幅，E為子波的總能量，它們也可以寫成：在具有相同振幅譜的情況下，零相位子波的分辨率最高，這時公式變?yōu)椋寒?dāng)子波為尖脈沖時，取f1=0，fmax=1/2Δ,Δ為采樣率，下式表示在子波（脈沖）的振幅譜為1時，Pa=1，分辨率最高，在其他情況下，分辨率都小于1（pa小于1）。所以在無噪聲情況下，分辨率與子波頻帶寬度有關(guān)，頻帶越寬，分辨能力越強(qiáng)，分辨率越高。二、基本原理

2．橫向分辨率地震波橫向分辨最小地質(zhì)體的寬度。第一菲涅爾帶：相距1/4主波長的兩個波陣面上限定的一個范圍。第一菲涅爾帶的半徑：1/2第一菲涅爾帶，橫向所能分辨的最小距離，即水平分辨率。

(1)水平疊加時間剖面的橫向分辨率根據(jù)惠更斯原理，地震工作中地表某一點(diǎn)零炮檢距情況下接收的信號不只是反射界面上一個點(diǎn)的反射而是一小段界面上所有點(diǎn)發(fā)出的繞射波的疊加結(jié)果。把CC1反射界面段的寬度叫第一菲涅爾帶，即是相距四分之一主波長的兩個波陣面上限定的一個范圍，而把二分之一菲涅爾帶叫做的菲涅爾帶半徑（r）。它作為橫向所能分辨的最小距離，即水平分辨率，寫為從上式可知，菲涅爾帶半徑與頻率有關(guān)。在實(shí)際地震勘探中，由于深部地震信號頻率低，波速大，波長也較長，致使橫向分辨率較低。(2)疊加偏移加時間剖面的橫向分辨率當(dāng)?shù)叵聻橐粋€傾斜界面時，傾角為α，假設(shè)在地面接收這一薄層的反射信號，并認(rèn)為在垂向上是可分辨的，有薄層頂、底所對于的兩個可分開的波峰，在水平疊加時間剖面上把傾斜界面上接收到的信號垂直置于接收點(diǎn)的正下方，做偏移處理時把信號歸位到真實(shí)的位置上去，在偏移剖面上設(shè)垂直分辨率為Δv，水平分辨率為ΔH，偏移角為α，有簡單的三角幾何關(guān)系，可得由該式可知ΔH是Δv的水平分量，當(dāng)a角一定時，如果地震資料的垂向分辨率較強(qiáng)，則偏移剖面的橫向分辨率也得到較大的改善；當(dāng)Δv一定時，隨a角的增大，ΔH值變小，可以說橫向分辨率也得到改善，但這時必須要有較大的空間采樣率（道距），如果采樣間隔過大，那末對于傾角較大而寬度較小的地質(zhì)體就無法在地震時間剖面上識別出來，或者說是“漏失”，所以當(dāng)?shù)刭|(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜，傾角較大、斷裂多而小時，必須采用較小的空間采樣間隔，加密地下反射點(diǎn)的間距，以利于研究構(gòu)造的細(xì)節(jié)。幾點(diǎn)結(jié)論：1.不論是垂向分辨率還是橫向分辨率，討論的方法都是基于波的疊加原理。2.要提高分辨率，必須有寬、高頻的地震信號，提高信號的頻率可以提高分辨率，但兩者不是簡單的線性關(guān)系。3.影響分辨率的因素很多，他包括了地震波從激發(fā)、傳播到采集、處理的全過程，為此必須對常規(guī)地震勘探的一套技術(shù)方法做相應(yīng)的變革，以適應(yīng)高分辨率地震勘探的需要。一、高分辨率地震勘探的意義

二、基本原理三、資料采集四、資料處理五、資料應(yīng)用六、總結(jié)七、思考題高分辨率地震勘探油氣與固體礦產(chǎn)新方法（地震勘探）三、資料采集

1．震源：目的：激發(fā)出高頻、寬頻要提高分辨率，首先要求激發(fā)的地震子波波形尖銳，具有較寬的頻帶。如果激發(fā)的地震子波本身頻帶很窄，缺少高頻，那么，我們在接收和處理上無論如何盡多大的努力來保護(hù)高頻充分展寬頻帶都是無用的，其原因是先天不足，所以激發(fā)脈沖的形狀如何，是高分辨率地震勘探的基礎(chǔ)。1）炸藥震源2）非炸藥震源

1）炸藥震源一般，采用小藥量，可使激發(fā)的子波比較尖銳，因?yàn)槊}沖的帶寬與藥量Q1/3成反比，而振幅與Q2/3成正比，故使用小藥量來激發(fā)地震波可使波的延續(xù)時間較短，頻帶較寬，頻譜向高頻方向移動，反之頻帶就窄。在保證獲得勘探目的層的條件下，應(yīng)盡可能使用小的藥量，也可以采取小藥量多次爆炸，然后疊加的辦法。以利提高信號的高頻成分。在地震施工中，為了確定最佳的井深與藥量，需要做試驗(yàn)工作，并對試驗(yàn)結(jié)果做頻譜分析，然后根據(jù)實(shí)際的監(jiān)測記錄與頻譜資料選取最佳激發(fā)條件。為了獲得頻帶較寬的子波，人們提出了兩種改善激發(fā)子波的辦法，即橫向與垂向延遲爆炸法。垂向延遲爆炸法，是在爆炸點(diǎn)打一口較深的井，由淺至深等間距放入數(shù)包炸藥，激發(fā)時由上到下延遲一定的時間逐次引爆，而得到一個頻帶較寬的綜合子波。橫向延遲爆炸法。用三個井，將三井等間隔非一次性激發(fā)爆炸，得到疊加后激發(fā)子波的波形及振幅譜，2）非炸藥震源主要的非炸藥震源：電火花：在海洋地震勘探中，為獲得高功率高頻的震源，廣泛采用電火花震源，它所激發(fā)的子波具有較寬的頻帶，較高的分辨能力。非線性掃描可控震源：也是獲得較為理想的激發(fā)子波的一種方法。目前在地震勘探中用的較多的是線性掃貓信號，即頻率隨時間成線性變化，在起、止的頻率之間具有恒定的頻率變化率。結(jié)論綜上所述，要進(jìn)行高分辨率地震勘探，首先必須使激發(fā)子波盡可能接近尖脈沖，激發(fā)出寬。高頻的地震信號。2．采集系統(tǒng)高分辨率地震勘探要求：儀器有較大的動態(tài)范圍有較小的時間采樣率（采樣間隔）使用頻率特性較高的檢波器（高頻檢波器）1）儀器要有較大的動態(tài)范圍

由于地層對高頻的吸收，當(dāng)波傳播距離較大時地震信號的衰減值會超過儀器增益的最大值，相應(yīng)地儀器高截止頻率也會變化，即使地震信號中含有高頻成分，儀器也無法接收，換句話說，就是儀器的動態(tài)范圍小了，高頻成分無法接收，只有擴(kuò)展儀器的動態(tài)范圍，才有可能記錄到深層較高頻率的波。2）儀器要有較小的時間采樣率（采樣間隔）每個周期至少要取兩個子樣據(jù)采樣定理，對信號的每個周期至少要取兩個子樣，否則就會出現(xiàn)假頻，失去高頻成分，造成人為的低頻。從理論上講，采樣間隔越小，高截止頻率越高，越有利于提高分辨率。當(dāng)然，單純地減小采樣間隔也是不合適的，帶有一定的盲目性并且會增加工作量，也可能會增大地震信號中的高頻干擾。3）使用頻率特性較高的檢波器（高頻檢波器高分辨率勘探應(yīng)使用高頻檢波器。不同的檢波器對地震波有頻率選擇作用，檢波器具有固有頻率，據(jù)檢波器的固有頻率不同，可分為高頻、中頻和低頻檢波器。10Hz低頻，33Hz中頻，100Hz為高頻檢波器。最近又出現(xiàn)了渦流檢波器，即它的輸出與地表質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的加速度成正比，它的頻率特性表現(xiàn)出隨著頻率的升高，輸出也隨著增加，它可以接收更高頻率成分的波動信號，以補(bǔ)償?shù)貙訉Σǖ母哳l成分的吸收，它目前主要用于高分辨率地震勘探中。

3．高分辨率地震勘探采集系統(tǒng)參數(shù)的選取采集參數(shù)包括：最大炮檢距，道距，組合等因素1）最大炮檢距的選取從以下幾個方面考慮：（1）時距曲線最大炮檢距的長度應(yīng)近似等于目的層的深度。分析：如果不做簡化，水平層狀介質(zhì)反射波時距曲線是高次曲線。當(dāng)假設(shè)在近震源接收時，可以把層狀介質(zhì)簡化為波速為均方根速度的某種介質(zhì)，這時反射波的時距曲線為雙曲線。當(dāng)最大炮檢距約為目的層深度時，二支曲線基本重合，當(dāng)最大炮檢距大于目的層深度時，雙曲線已偏離高次曲線，也就是說，遠(yuǎn)道的時距曲線已不能擬合高次曲線，地震中把時距曲線視為雙曲線的假設(shè)條件已經(jīng)不能成立，所以可以認(rèn)為最大炮檢距的長度應(yīng)近似等于目的層的深度。（2）速度精度在地震勘探中速度與最大炮檢距的大小有關(guān)，因此可以據(jù)所允許的速度精度近似的確定最大炮檢距。從研究可知，對某個目的層，速度誤差越小，所允許的炮檢距越大；反之，炮檢距越小。實(shí)際中一般根據(jù)勘探目的層所允許的動校正速度誤差，可大致確定最大炮檢距。（3）動校正拉伸一般認(rèn)為動校正拉伸的程度隨反射界面深度與炮檢距之比的減小而增大。即炮檢距小，拉伸程度較小，反之拉伸程度就嚴(yán)重，在實(shí)際工作中可據(jù)動校正拉伸的具體要求來確定最大炮檢距。（4）反射系數(shù)隨炮檢距的變化在縱波勘探中，隨炮檢距的增大，反射系數(shù)是要發(fā)生變化的，也就是說這時波傳播中的水平分量要增大，會出現(xiàn)轉(zhuǎn)換波，但當(dāng)炮檢距小于某個值時，反射系數(shù)幾乎沒有變化，我們應(yīng)該選取這時的炮檢距。一般在沉積巖地區(qū)，當(dāng)入射角近似為30度時，反射系數(shù)幾乎沒有變化，據(jù)此可求出最大炮檢距，通過模型計算，這時最大炮檢距近似為目的層的埋深。（5）折射盲區(qū)入射角為臨界角時，會出現(xiàn)折射波，對特定的地質(zhì)模型，可求出其臨界角及相應(yīng)的盲區(qū)，而最大炮檢距必須小于盲區(qū)，一般為盲區(qū)的三分之一左右（約為目的層的深度）。上面的討論的5種確定最大炮檢距的方法，都是有一定的假設(shè)和應(yīng)用條件的，在實(shí)際工作中應(yīng)據(jù)工區(qū)的地震地質(zhì)條件和要完成的地質(zhì)任務(wù)靈活設(shè)計最大炮檢距。2）道距的選取道距的大小就是空間采樣間隔的選擇。據(jù)采樣定理，在無相干噪聲時，對信號每個周期至少要采2個子樣，否則會出現(xiàn)空間假頻。道距與地震信號的最高頻率、速度、界面傾角、界面埋深和炮檢距有關(guān)。頻率越高，道距應(yīng)越小，兩者成反比關(guān)系。道距的增大會使信號的高頻成分很快地消失；隨反射界面埋深的增大，道距變大，即對深層來說可以使用較大的道距；隨炮檢距增大，由于反射波視速度與視波長變小，要求縮短道距；隨界面傾角增大，道距變小，即當(dāng)?shù)刭|(zhì)構(gòu)造比較復(fù)雜時，應(yīng)采用較小的道距，使地下有較密的反射點(diǎn)，以利于研究復(fù)雜構(gòu)造的細(xì)節(jié)變化。在實(shí)際工作中，如果最大炮檢距就為勘探目的層的深度時，對于水平反射界面來說道距為ΔX<=0.55Va/fmax式中fmax為信號的最高頻率，Va為速度。對于傾斜界面，道距應(yīng)為下式，式中φ為臨界角3）組合參數(shù)的選?。航M合參數(shù)：組合形式、組合個數(shù)、組內(nèi)距、基距等，選擇方法與常規(guī)地震勘探方法基本相同。但應(yīng)注意到高分辨率勘探的特點(diǎn)。組合法對地震信號有低頻響應(yīng)的作用，這種作用主要是影響淺層遠(yuǎn)道的反射波，使波形變胖（即頻率變低），周期變大，延續(xù)時間變長，信號中的高頻成分受到損失，降低了分辨率?？紤]到振幅隨炮檢距的變化（AVO技術(shù)）和施工條件，一般取基距約為道距，即組合最好不要跨道。4）偏移距和覆蓋次數(shù)偏移距：適當(dāng)?shù)倪x取偏移距可以避開一些面波干擾，但如果偏移距較大，從疊加頻率特性來分析，往往也會損失地震信號中高頻成分（低頻響應(yīng)）。覆蓋次數(shù)：在實(shí)際中約為n=30。小結(jié)高分辨率地震勘探采用四高四小的工作方法：高時間采樣率、高寬頻帶接收、高覆蓋次數(shù)、高檢波器頻率；小道距、小偏移距、小組合基距、小藥量激發(fā)。高分辨率地震勘探采集參數(shù)選取的總的原則是：要接收到寬高頻的地震信號，消除接收條件中如道距、組合法、多次覆蓋方法對地震信號的低頻響應(yīng)，高保真地記錄有效波。另一方面因?yàn)榉直媛逝c信號的信噪比有關(guān)，故采集參數(shù)的選取還應(yīng)考慮到對干擾波的壓制，如果干擾波嚴(yán)重，應(yīng)強(qiáng)化組合與疊加，但它也使分辨率降低，因此提高分辨率與信噪比是一對矛盾，有時只能折衷，或者說只有當(dāng)工區(qū)干擾比較小時，開展高分辨率勘探才可能收到較好的效果。一、高分辨率地震勘探的意義

二、基本原理三、資料采集四、資料處理五、資料應(yīng)用六、總結(jié)七、思考題高分辨率地震勘探地震勘探新方法技術(shù)四、資料處理地震資料的高分辨率處理的關(guān)鍵有兩點(diǎn)：一是：想辦法壓制各種干擾，以提高地震資料的信噪比，沒有高的信噪比，就談不上較高的分辨率；二是：想辦法補(bǔ)償?shù)卣鸩ㄔ诖蟮貍鞑ブ兴p了的高頻成分，使地震波成為寬高頻的信號。高分辨率資料處理，除了進(jìn)行常規(guī)的資料處理外（如動校正、速度分析、偏移處理）外，還要進(jìn)行一些特殊處理。1．疊前高分辨率資料處理（1） 1）提高信噪比的處理：主要是壓制相干噪聲和隨機(jī)噪聲。方法：A。在預(yù)處理時要盡可能的剔除掉可辨認(rèn)的隨機(jī)噪聲；B。在解編后做一次寬帶濾波，以濾掉過強(qiáng)的規(guī)則面波干擾。C。在初疊加處理中如果發(fā)現(xiàn)有多次波。須進(jìn)行多次波的處理。若有次生干擾波，要加去相干噪聲的模塊。1．疊前高分辨率資料處理（2）2）提高分辨率的處理：A。疊前反Q濾波（Q補(bǔ)償）目的之一：補(bǔ)償高頻

由于實(shí)際介質(zhì)的非完全彈性，地震波在傳播過程中能量被吸收，而使振幅衰減，頻率變低。反Q濾波（Q補(bǔ)償）是對信號選頻衰減進(jìn)行補(bǔ)償，使脈沖的每一個頻率成分恢復(fù)其原始振幅與相位，以保證在后續(xù)的處理前，將信號中被吸收掉的頻率成分補(bǔ)償回來。吸收規(guī)律：按指數(shù)規(guī)律衰減。補(bǔ)償方法：假設(shè)所接收的地震記錄的譜為X（f），X0（f）為原始信號的譜，兩者關(guān)系為下式：式（1）中X0（f）為常數(shù)，Q補(bǔ)償只需把負(fù)指數(shù)改為正指數(shù)即可。式（2）中X0（f）為補(bǔ)償后的記錄。當(dāng)求出Q值后，先在頻率域處理，然后再變換到時間域，就得到了經(jīng)過Q補(bǔ)償后的地震記錄。Q值的求取一般是通過Q掃描的方法確定的，它的做法類似于速度掃描的做法，給出一系列的Q值，對相同記錄進(jìn)行Q補(bǔ)償，然后顯示一系列的補(bǔ)償結(jié)果，比較這些結(jié)果，對應(yīng)不同的t0時刻找出一個合適的Q值。2）提高分辨率的處理：B。補(bǔ)償?shù)皖l--拓寬頻帶（從測井資料中求出低頻，補(bǔ)償?shù)接涗浿校?高分辨率地震資料不能沒有低頻，沒有低頻的高分辨率是假高分辨率，會造成地質(zhì)解釋的誤解和反演的錯誤，同時降低了地震剖面的可解釋性。其實(shí)，拓寬低頻能更有效地提高地震資料的分辨率，

1．疊前高分辨率資料處理（3）3）做好速度分析和動靜校正：在反Q濾波的基礎(chǔ)上再做速度譜分析，可以提高速度的分辨率。在做速度譜時要適當(dāng)縮小相關(guān)時窗，提高譜的精度。在做完自動靜校正后要再做一次速度分析，速度精度高，疊加時高頻損失小。在高分辨率資料處理中要做好動、靜校正，因?yàn)閯有Ｕ粶?zhǔn)確，會造成信號的非同相疊加，從而產(chǎn)生低頻響應(yīng)。1．疊前高分辨率資料處理（3） 4）不疊加或少道疊加方法 采用處理方法確實(shí)能提高分辨率。擬合剖面的頻率明顯高于常規(guī)疊加。在沒有足夠高的信噪比的情況下，采用少道疊加方法也能得到較好效果。四、資料處理

近道15道疊加的結(jié)果及其頻譜和全部60道疊加的結(jié)果及頻譜。從圖分析對比可見，對于低頻信號，兩者差別不大，如實(shí)線箭頭所示；對于高頻信號，兩者差別較大，左圖中復(fù)合波明顯分開(如虛線箭頭所示)，而右圖則不能分開，是分辨率較低的表現(xiàn)2．疊后分辨率資料處理在疊加處理中，由于動校正拉伸，動校正的速度誤差所產(chǎn)生的疊加低頻響應(yīng)，都會損失信號中的高頻成分，所以在對資料進(jìn)行疊加處理后仍需對高頻進(jìn)行補(bǔ)償。1）疊后譜白化處理：分頻處理、時頻分析2）子波整形反褶積3）隨機(jī)噪聲衰減技術(shù)--振幅頻率補(bǔ)償4）高信噪比處理（高保真去噪）5）偏移處理（三維疊前深度偏移）2．疊后分辨率資料處理

1）疊后譜白化處理：分頻處理、時頻分析譜白化處理技術(shù)是一種譜拉平技術(shù)，它的原理是先對記錄進(jìn)行分頻處理，即把地震記錄用若干帶通濾波門進(jìn)行濾波，然后對每一個濾波后的結(jié)果（規(guī)定的頻帶內(nèi)）增益到相同的振幅水平，再把他們疊加起來，這就完成了譜白化處理，它是在時間域做單道、時變、零相位反褶積。該方法的優(yōu)點(diǎn)是能提高剖面的分辨率，而信噪比降低的也不會太多，它不改變記錄的相位特征，無明顯的時移現(xiàn)象，也不像其他反褶積方法要事先知道子波，或是做各種假設(shè)。時頻分析：2．疊后分辨率資料處理（2）2）子波整形反褶積—提高分辨率它是利用VSP資料，從中提取地震子波，用它計算出整形因子，然后對地震記錄進(jìn)行褶積，以達(dá)到提高分辨率的目的。由于反褶積要求子波是已知的，但在實(shí)際地震記錄中子波是未知的，所以必須有VSP資料才可求出子波。2．疊后分辨率資料處理（3）3）隨機(jī)噪聲衰減技術(shù)也稱為頻率—空間域?yàn)V波技術(shù)，它能消除隨機(jī)噪聲而不損失有效波的高頻成分，不改變振幅關(guān)系及子波特性，可以增強(qiáng)剖面的連續(xù)相干同相軸。它的基本原理：從地球物理的角度來說，地震剖面可以看成是由一系列的線性同相軸組成的，因而它可以被分解成傾角各異的剖面，也就是說每一種剖面含有若干常傾角同相軸，這種分解稱之為角譜或平面波分解，這也就如同一個地震道可分解成各種單頻的譜波一樣。如果把這些各角度的同相軸提取出來，剩下的就是隨機(jī)噪聲，從剖面上把隨噪聲去掉也就完成了隨機(jī)噪聲衰減。多項(xiàng)式擬合提高信噪比方法。收到好的效果。2．疊后分辨率資料處理（4） 4）偏移處理（二維疊前深度偏移）疊加偏移處理是提高橫向分辨率必須做的。它使波場正確歸位，各種地質(zhì)現(xiàn)象的細(xì)節(jié)和地真相也會更加清晰

2．疊后分辨率資料處理偏移處理（三維疊前深度偏移）

2．疊后分辨率資料處理（1）

偏移處理（三維疊前深度偏移）

四、資料處理

2．疊后分辨率資料處理偏移處理（三維疊前深度偏移）

小結(jié)地震成果剖面的質(zhì)量控制可包含兩個方面：一是目測法檢查，包括檢查處理流程的合理性，觀看剖面偏移歸位的情況，看信噪比、波組特征等；二是做分頻掃描，通過分頻掃描可以了解地震的分辨率，同時也可了解剖面的信噪比及其隨頻率變化的情況。四、資料處理

好的高分辨率地震剖面應(yīng)具備以下條件：(1)剖面信噪比較高，主要同相軸能可靠地追蹤；(2)波組特征清楚，沒有明顯的延續(xù)相位；(3)頻率成分豐富，既有低頻的反射，也有高頻反射，盡管他們可能連續(xù)性較差；(4)偏移正確，沒有明顯的劃弧現(xiàn)象，沒有明顯的過偏移或欠偏移現(xiàn)象；(5)具有較寬的頻譜，且有豐富的低頻成分，10Hz的振幅不小于—6dB；在有效頻寬范圍內(nèi)沒有明顯的噪音，對于高分辨率地震來說，高截止頻率應(yīng)達(dá)到80—100Hz左右。一、高分辨率地震勘探的意義

二、基本原理三、資料采集四、資料處理五、資料解釋與應(yīng)用六、總結(jié)七、思考題高分辨率地震勘探油氣與固體礦產(chǎn)新方法（地震勘探）五、資料解釋與應(yīng)用1.高分辨率資料的解釋一般采用疊加偏移剖面，從波的對比到成構(gòu)造圖等步驟與常規(guī)資料解釋的方法是類似的。特殊問題但要注意：有一個辨別真假同相軸的問題。解釋時要正反演結(jié)合。產(chǎn)生假同相軸的原因：1.可能子波延續(xù)長，旁瓣多，加上相鄰界面子波的干涉，會出現(xiàn)一些并不代表波阻抗界面的同相軸；2.假同相軸可能是高頻干擾，干擾或許來自接收系統(tǒng)和處理過程，在采集寬高頻地震信息時，也可能同時接收一些高頻干擾，在反褶積處理中也會出現(xiàn)假的高頻成分。如果在處理中加密采樣時間間隔，也可能拓寬信號的高頻端，但這完全是人為的，在采集的信息中實(shí)際上并沒有包含高頻成分。3.理想的高分辨率剖面應(yīng)是反射系數(shù)序列剖面，但在實(shí)際處理總是用統(tǒng)計性反褶積或半確定性發(fā)展局，經(jīng)零相位化和去子波得到的，它不完全符合實(shí)際，結(jié)果可能不理想。正反演模擬進(jìn)行解釋在進(jìn)行高分辨率資料解釋時，應(yīng)該建立地質(zhì)模型。包括：1）構(gòu)造模型：根據(jù)向斜、背斜、斷裂等的不同形態(tài)及巖性、速度等信息，建立相應(yīng)的高分辨率地震響應(yīng)；2.地層巖性模型：不同巖性的地層因物性不同，它們的高分辨率地震響應(yīng)也不同。如依據(jù)波長與分辨率的關(guān)系，可知波速低、波長短的信號，分辨率則高，所以一般油氣層的分辨率高于碎屑層高于碳酸鹽巖；3.地震相模型：要劃分發(fā)散和收斂、前積、雜亂和無反射等內(nèi)部結(jié)構(gòu)，要確定丘形和透鏡體等外部集合形態(tài)，五、資料解釋與應(yīng)用

2．高分辨率資料的應(yīng)用1）尋找小幅度構(gòu)造、地層巖性圈閉2）利用薄層的振幅效應(yīng)，確定儲集層的厚度3）砂體追蹤4）確定油水分界面2．高分辨率資料的應(yīng)用1）尋找小幅度構(gòu)造、地層巖性圈閉利用高分辨率地震勘探方法，結(jié)合相應(yīng)的地質(zhì)目標(biāo)處理，是尋找新的含油氣圈閉的有效方法。與常規(guī)資料相比，它可以確定斷距較小的一些斷層，從而找到一些小幅度的構(gòu)造。擴(kuò)大了油氣儲量，提高了解釋的可信度，提高了鉆孔的成功率。高分辨率資料也為地震地層解釋提供了許多有用信息。在常規(guī)的地震相解釋中，往往只依據(jù)反射同相軸的變化來解釋河道、透鏡體、三角洲等，尤其是垂向和橫向分辨率都較小的地震相，光憑同相軸的變化來解釋是不十分可靠的，有了高分辨率的資料，再結(jié)合有關(guān)速度與頻譜的資料，就可以估算它們的可信度，減小解釋中的盲目性。2．高分辨率資料的應(yīng)用2）利用薄層的振幅效應(yīng)，確定儲集層的厚度調(diào)諧振幅解釋圖六、資料應(yīng)用

3）.砂體追蹤六、資料應(yīng)用

4）.確定油水分界面【總結(jié)1】提高分辨率的基本概念

1．要提高勘探精度必須在提高信噪比的同時，努力提高分辨率。2．頻帶愈寬分辨率愈高，零相位子波分辨率最高。3．分辨率與頻寬成正比這句話雖然不錯，但是并不能光看頻寬數(shù)值愈大愈好，還要注意不要丟掉低頻成分。4．不同的頻率成分有不同的用處，缺了那一部分都不成。5．對于查明地下5m到30m厚度的砂層來說，最重要的頻段是l0一160Hz.【總結(jié)1】提高分辨率的基本概念6．對于查明大套灰?guī)r頂部的臺階狀波阻抗的情況來說，需要一個很寬的頻帶。7．信噪比是分辨率的基礎(chǔ)，分辨率是由信噪比所定義的。8．帶通濾波和反褶積不能改變每一個頻率成分的信噪比例，但能改變視覺信噪比與視覺分辨率。9．我們應(yīng)該“揚(yáng)長避短”。盡量擴(kuò)展有效頻寬。【總結(jié)1】提高分辨率的基本概念對采集方面的要求

過去的“四小、兩高、兩絕招”還是繼續(xù)有效的。影響高頻端頻譜展不寬的原因(在采集方面)有：(1)野外高頻干擾相對太強(qiáng)是我們的主要障礙，今后應(yīng)埋好檢波器，并加強(qiáng)小面積的小組內(nèi)距組合，此外要以高頻回放記錄來作質(zhì)量控制檢查。(2)大地吸收作用使高頻損失太大，經(jīng)驗(yàn)公式

吸收量＝-27.3fQ-1T(dB)地震儀器的瞬時動態(tài)范圍不夠大。需要拾升高頻，壓制低頻?！究偨Y(jié)1】提高分辨率的基本概念對采集方面的要求(3)道內(nèi)組合時差和靜校正的誤差造成高頻損失嚴(yán)重。高頻截止信號(σ為均方時差)(4)動校正速度不準(zhǔn)也造成高頻損失。高頻截止信號為最大炮檢距處的總的動校誤差(單位：ms)(5)組合效應(yīng)對高頻有效反射信息有壓制作用。組合基距大于25m時情況就嚴(yán)重。(6)野外炮點(diǎn)位置不準(zhǔn)，井口r值時間不準(zhǔn)等因素也會影響高頻信息的獲得?！究偨Y(jié)2】分辨率的基本概念(1)真分辨率——地震資料本身所達(dá)到的分辨率。

它是由有效頻寬所決定的。有效頻寬即信噪比大于1的頻帶寬度?！な紫热Q于各頻率成分的野外接收原始信噪比?！ぬ幚磉^程中盡量拓寬有效頻寬?！ぷ罱K體現(xiàn)在偏移剖面上，并轉(zhuǎn)化為各種波阻抗剖面的胖瘦程度(如Seislog，Velog，PIVT，積分地震道)。分辨能力約為半個視周期，分辨厚度為四分之一視波長，這是實(shí)實(shí)在在地震資料本身達(dá)到的分辨率。

【總結(jié)2】分辨率的基本概念(2)視分辨率——追求地震有效頻寬以外的分辨率的努力和嘗試。．Delog(最大似然反褶積)·L1一NORM(L1模反褶積)．SLIM(地震巖性模擬)·GLI(廣義線性反演)，·最大熵伯格反褶積·最小熵反褶積．頻譜拓寬(用自回歸法推低頻及最小熵法推高頻)等等。以上各種方法可以獲得有效頻寬以外的分辨率，但它們是多解的?！究偨Y(jié)2】分辨率的基本概念(2)視分辨率——追求地震有效頻寬以外的分辨率的努力和嘗試。你愿意精確到幾米多能做到，但只是諸多可能解答中的一個?！じ咚降囊暦直媛适牵築CI方法，即寬帶約束反演。稀疏脈沖波阻抗反演模擬退火法波阻抗反演上述方法從井出發(fā)，將測井資料詳情的垂向分辨率與地震勘探的資料結(jié)合起來，取長補(bǔ)短。

.小波時頻分析【總結(jié)2】分辨率的基本概念

(3)假分辨率——視頻率雖高，但沒有用處。·色譜劃分的假象——一種誤解?！るp密度顯示法——波谷顯示更清楚，分辨率沒有變?！ぷV移展法?！e誤的辦法，分辨率不能人為制造?！V去30Hz以下的“高頻剖面”——失去低頻段的剖面，視頻率似乎是高了，但頻譜反而窄了。

【總結(jié)3】高分辨率資料處理原則要點(diǎn)

[原則]

照顧高頻，統(tǒng)一波形，對齊時間，抬信壓噪，展寬頻帶，零炮檢距，從井出發(fā)，零相位化，爭取最大有效頻寬。[說明]1．照顧高頻：在整個處理過程中要照顧高頻，分頻處理更好。2．統(tǒng)一波形：激發(fā)、接收的子波波形要統(tǒng)一，否則胖瘦不一樣的波形談不上時間的對齊。這主要需采用兩步法反褶積(作AVO時可用地表一致性反褶積)，還有反Q濾波等。千萬不要用單道反褶積！【總結(jié)3】高分辨率資料處理原則要點(diǎn)

[說明]3．對齊時間：作好靜校正及動校正，要上下一個樣點(diǎn)都不錯。注意：只有波形一致，時間對齊了，才能使用去噪手段。4．抬信壓噪：在不損害信號(尤其是高頻信號)的基礎(chǔ)上，盡量使用各種去噪手段，來提高各頻段中的信噪比。傾角平緩時，盡量使用相鄰道信息來拾信壓噪。5．展寬頻帶：要用分頻掃描來調(diào)查各頻段在各處理階段的信噪比的實(shí)際情況，并將信噪比大于1(能看到同相軸影子)的頻帶，通過反褶積或譜白化盡量拉平抬升起來。

【總結(jié)3】高分辨率資料處理原則要點(diǎn)

[說明]6．零炮檢距：可用多項(xiàng)式擬合t0道，最好用“剔除擬合法”求縱波正入射剖面，或用AVO流程求P波剖面。7．從井出發(fā)：對反射系數(shù)有效成分作補(bǔ)償糾正，檢查極性，試求子波，正確確定低頻分量，作好波阻抗標(biāo)定工作。8．零相位化：作好子波剩余相位校正。9．阻抗反演：波阻抗反演是高分辨率資料處理的最終表達(dá)形式。

【總結(jié)4】高分辨率資料處理參考流程

1．解編(如果是氣槍振源應(yīng)加作氣槍信號反褶積)。2．球面擴(kuò)散及吸收補(bǔ)償，乘以3．用程序檢查炮點(diǎn)偏移，以及統(tǒng)計r值與井探及初至的關(guān)系，糾正錯誤。4．調(diào)查研究：單炮抽查，搞清干擾波類型，以便采取克服干擾的措施；調(diào)查激發(fā)、接收頻譜及能量的穩(wěn)定性；單炮分頻掃描，掌握