專利名稱：保持信噪比并提高地震記錄分辨率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油氣地球物理地震勘探技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及地震勘探資料處理的方法，是一種保持信噪比并提高地震記錄分辨率的方法。
背景技術(shù)：
地震勘探是一種利用人工地震技術(shù)探測(cè)地下構(gòu)造的勘探方法。它按照一定的方式在地表附近激發(fā)地震波，產(chǎn)生稱之為地震子波的地震信號(hào)，地震子波由震源開(kāi)始向地下傳播，遇到地質(zhì)界面之后，在界面處發(fā)生透射和反射，透射的地震子波繼續(xù)向下傳播，而反射子波在界面位置向上傳播，其強(qiáng)度和極性依賴于界面反射系數(shù)的大小和符號(hào)。來(lái)自不同深度界面的地震子波以不同的時(shí)間到達(dá)地表，通過(guò)布設(shè)在地表的一種稱之為檢波器的接收裝置，接收來(lái)自不同深度地質(zhì)界面的反射波，接收到的數(shù)字信號(hào)稱為地震記錄。目前，地震子波具有一定的延續(xù)時(shí)間，當(dāng)?shù)貙虞^薄時(shí)，來(lái)自薄層底面和頂面的反射子波相互干涉，影響了地震信號(hào)對(duì)薄層的分辨能力。反褶積技術(shù)是目前提高地震信號(hào)分辨率最為主要的方法，它通過(guò)提高地震信號(hào)的有效頻率，壓縮子波的延續(xù)時(shí)間，增強(qiáng)地震信號(hào)反映薄層結(jié)構(gòu)的能力。由于地層的吸收作用，實(shí)際地震信號(hào)中的高頻成分較弱，很容易受到高頻噪聲的污染。地震記錄經(jīng)過(guò)反褶積處理之后，在增強(qiáng)高頻信號(hào)的同時(shí)，高頻噪聲也被相應(yīng)地放大。反褶積在提高分辨率的同時(shí)，降低了地震記錄的信噪比，信噪比與分辨率的矛盾在實(shí)際地震勘探工作中十分突出。Kallwei (1982)對(duì)零相位子波的分辨率進(jìn)行了討論，但沒(méi)有涉及噪聲對(duì)分辨率的影響。WideSS(1982)在分辨率的定義中引入了噪聲的影響，并提出了信號(hào)純度的概念，但是沒(méi)有給出從地震記錄中計(jì)算信號(hào)純度的方法。李慶忠(1986，2008)在對(duì)信噪比與分辨率的矛盾深入研究之后指出反褶積雖然降低了地震記錄信噪比，但并不改變地震記錄信噪比譜。Puryear和Castagna(2008)利用譜反演，Velis (2008)利用隨機(jī)稀疏脈沖反裙積較大幅度地提高了地震記錄的分辨率，但沒(méi)有涉及噪聲對(duì)反褶積的影響。由于高頻噪聲的影響，實(shí)際地震記錄在提高分辨率的同時(shí)，降低了地震資料的信噪比，信噪比和分辨率的矛盾在實(shí)際地震勘探中十分突出。如何在提分辨率的同時(shí)，較好地保持地震記錄的信噪比，達(dá)到分辨率和信噪比的相對(duì)和諧，是勘探地球物理工作者普遍關(guān)心的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種保持信噪比并提高地震記錄分辨率的方法，在提高地震記錄分辨率的同時(shí)，自動(dòng)控制高頻噪聲放大效應(yīng)對(duì)地震記錄信噪比的影響，達(dá)到信噪比和分辨率的相對(duì)和諧，提高地震記錄的整體質(zhì)量，增強(qiáng)地震記錄表征地下構(gòu)造的能力。本發(fā)明有關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本原理。信噪比和分辨率及其兩者的矛盾信噪比是地震記錄中信號(hào)能量與噪聲能量之t匕，是考核地震數(shù)據(jù)質(zhì)量的重要指標(biāo)。分辨率是指地震信號(hào)分辨地下薄層結(jié)構(gòu)的能力，是另外一個(gè)是考核地震數(shù)據(jù)質(zhì)量的重要指標(biāo)。反褶積處理是提高地震記錄分辨率最為重要的方法，它通過(guò)拓展地震記錄的高頻成達(dá)到提高分辨率的目標(biāo)。由于實(shí)際地震記錄中的高頻信號(hào)較弱，且為高頻噪聲所污染，提高分辨率往往會(huì)降低地震記錄的信噪比。因此，分辨率和信噪比是考核地震記錄整體質(zhì)量的兩個(gè)非常重要，但相互矛盾的指標(biāo)。信噪比譜和信號(hào)純度譜上面介紹的信噪比是指整個(gè)地震記錄中信號(hào)能量與噪聲能量之比，而信噪比譜是指每個(gè)頻率成分上信號(hào)能量與噪聲能量之比，兩者既有聯(lián)系、也有區(qū)別。信號(hào)純度譜是與信噪比譜有關(guān)的概念，是指每個(gè)頻率成分上信號(hào)能量與地震數(shù)據(jù)能量之比。設(shè)有由信號(hào)s(t)和噪聲n(t)構(gòu)成的地震記錄x(t),X (t) =s (t) +n (t))式中，t表示時(shí)間，單位為毫秒.在頻率域，上式表示為X(f) =S (f) +N(f)式中，f表示頻率,單位是赫茲。地震記錄的信號(hào)純度定義為
權(quán)利要求
1.一種保持信噪比并提高地震記錄分辨率的方法，其特征在于采用以下具體步驟實(shí)施 步驟A、人工激發(fā)地震波，利用檢波器探測(cè)來(lái)自地下的反射地震信號(hào)，形成地震記錄，并記錄在磁帶上； 步驟B、從磁帶上讀取地震記錄，對(duì)地震記錄進(jìn)行噪聲壓制、反褶積、速度分析、偏移等常規(guī)地震處理，得到常規(guī)處理之后的地震記錄Xi(t)，i = 1，2，…n，其中，t是記錄時(shí)間，單位是毫秒，n為地震記錄的道數(shù)。對(duì)地震記錄Xi (t)做傅立葉變換，得到地震記錄的傅立葉變換Xi (f)和振幅譜Ai (f)，其中，f是頻率，單位是Hz。將地震記錄的傅立葉變換Xi (f)和振幅譜Ai (f)輸出到步驟C和步驟D處理單元； 步驟C、接收步驟B輸出的地震記錄振幅譜Ai (f)，以第i個(gè)地震道為中心，計(jì)算2m+l個(gè)相鄰地震道的平均振幅譜(/)，再利用低通濾波算子C (f)與平均振幅譜(/)進(jìn)行褶積運(yùn)算，得到地震子波的振幅譜Wi (f)，所采用的低通濾波算子C (f)定義為
全文摘要
保持信噪比并提高地震記錄分辨率的方法，應(yīng)用于油氣地震勘探信號(hào)處理領(lǐng)域。主要步驟包括人工激發(fā)并記錄地震信號(hào)；對(duì)地震信號(hào)進(jìn)行噪聲壓制、反褶積、速度分析、偏移等常規(guī)地震信號(hào)處理；估算地震子波的振幅譜；估算信號(hào)純度譜；利用地震子波振幅譜和信號(hào)純度譜計(jì)算反褶積濾波算子，對(duì)地震記錄進(jìn)行反褶積處理；將地震記錄繪制為能夠反映地下結(jié)構(gòu)特征的地震剖面圖像。經(jīng)過(guò)本發(fā)明處理之后的地震記錄能夠更好地識(shí)別尺度較小、更為隱蔽的地質(zhì)構(gòu)造和斷裂系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G01V1/28GK103018774SQ20121045913
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者李國(guó)發(fā), 周新源, 王招明, 楊海軍, 彭更新, 梁向豪, 謝會(huì)文, 王萬(wàn)里, 滿益志, 段文勝 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司