保持信噪比並提高地震記錄解析度的方法
2023-05-03 01:49:46 2
專利名稱：保持信噪比並提高地震記錄解析度的方法
技術領域：
本發明涉及油氣地球物理地震勘探技術領域，特別涉及地震勘探資料處理的方法，是一種保持信噪比並提高地震記錄解析度的方法。
背景技術：
地震勘探是一種利用人工地震技術探測地下構造的勘探方法。它按照一定的方式在地表附近激發地震波，產生稱之為地震子波的地震信號，地震子波由震源開始向地下傳播，遇到地質界面之後，在界面處發生透射和反射，透射的地震子波繼續向下傳播，而反射子波在界面位置向上傳播，其強度和極性依賴於界面反射係數的大小和符號。來自不同深度界面的地震子波以不同的時間到達地表，通過布設在地表的一種稱之為檢波器的接收裝置，接收來自不同深度地質界面的反射波，接收到的數位訊號稱為地震記錄。目前，地震子波具有一定的延續時間，當地層較薄時，來自薄層底面和頂面的反射子波相互幹涉，影響了地震信號對薄層的分辨能力。反褶積技術是目前提高地震信號解析度最為主要的方法，它通過提高地震信號的有效頻率，壓縮子波的延續時間，增強地震信號反映薄層結構的能力。由於地層的吸收作用，實際地震信號中的高頻成分較弱，很容易受到高頻噪聲的汙染。地震記錄經過反褶積處理之後，在增強高頻信號的同時，高頻噪聲也被相應地放大。反褶積在提高解析度的同時，降低了地震記錄的信噪比，信噪比與解析度的矛盾在實際地震勘探工作中十分突出。Kallwei (1982)對零相位子波的解析度進行了討論，但沒有涉及噪聲對解析度的影響。WideSS(1982)在解析度的定義中引入了噪聲的影響，並提出了信號純度的概念，但是沒有給出從地震記錄中計算信號純度的方法。李慶忠(1986，2008)在對信噪比與解析度的矛盾深入研究之後指出反褶積雖然降低了地震記錄信噪比，但並不改變地震記錄信噪比譜。Puryear和Castagna(2008)利用譜反演，Velis (2008)利用隨機稀疏脈衝反裙積較大幅度地提高了地震記錄的解析度，但沒有涉及噪聲對反褶積的影響。由於高頻噪聲的影響，實際地震記錄在提高解析度的同時，降低了地震資料的信噪比，信噪比和解析度的矛盾在實際地震勘探中十分突出。如何在提解析度的同時，較好地保持地震記錄的信噪比，達到解析度和信噪比的相對和諧，是勘探地球物理工作者普遍關心的問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種保持信噪比並提高地震記錄解析度的方法，在提高地震記錄解析度的同時，自動控制高頻噪聲放大效應對地震記錄信噪比的影響，達到信噪比和解析度的相對和諧，提高地震記錄的整體質量，增強地震記錄表徵地下構造的能力。本發明有關的基礎知識和基本原理。信噪比和解析度及其兩者的矛盾信噪比是地震記錄中信號能量與噪聲能量之t匕，是考核地震數據質量的重要指標。解析度是指地震信號分辨地下薄層結構的能力，是另外一個是考核地震數據質量的重要指標。反褶積處理是提高地震記錄解析度最為重要的方法，它通過拓展地震記錄的高頻成達到提高解析度的目標。由於實際地震記錄中的高頻信號較弱，且為高頻噪聲所汙染，提高解析度往往會降低地震記錄的信噪比。因此，解析度和信噪比是考核地震記錄整體質量的兩個非常重要，但相互矛盾的指標。信噪比譜和信號純度譜上面介紹的信噪比是指整個地震記錄中信號能量與噪聲能量之比，而信噪比譜是指每個頻率成分上信號能量與噪聲能量之比，兩者既有聯繫、也有區別。信號純度譜是與信噪比譜有關的概念，是指每個頻率成分上信號能量與地震數據能量之比。設有由信號s(t)和噪聲n(t)構成的地震記錄x(t),X (t) =s (t) +n (t))式中，t表示時間，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。地震記錄的信號純度定義為
權利要求
1.一種保持信噪比並提高地震記錄解析度的方法，其特徵在於採用以下具體步驟實施 步驟A、人工激發地震波，利用檢波器探測來自地下的反射地震信號，形成地震記錄，並記錄在磁帶上； 步驟B、從磁帶上讀取地震記錄，對地震記錄進行噪聲壓制、反褶積、速度分析、偏移等常規地震處理，得到常規處理之後的地震記錄Xi(t)，i = 1，2，…n，其中，t是記錄時間，單位是毫秒，n為地震記錄的道數。對地震記錄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個地震道為中心，計算2m+l個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(/)進行褶積運算，得到地震子波的振幅譜Wi (f)，所採用的低通濾波算子C (f)定義為
全文摘要
保持信噪比並提高地震記錄解析度的方法，應用於油氣地震勘探信號處理領域。主要步驟包括人工激發並記錄地震信號；對地震信號進行噪聲壓制、反褶積、速度分析、偏移等常規地震信號處理；估算地震子波的振幅譜；估算信號純度譜；利用地震子波振幅譜和信號純度譜計算反褶積濾波算子，對地震記錄進行反褶積處理；將地震記錄繪製為能夠反映地下結構特徵的地震剖面圖像。經過本發明處理之後的地震記錄能夠更好地識別尺度較小、更為隱蔽的地質構造和斷裂系統。
文檔編號G01V1/28GK103018774SQ20121045913
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月15日 優先權日2012年11月15日
發明者李國發, 周新源, 王招明, 楊海軍, 彭更新, 梁向豪, 謝會文, 王萬裡, 滿益志, 段文勝 申請人:中國石油天然氣股份有限公司