海洋地震资料提高分辨率的研究及应用

吴其林 但志伟 肖 为 杜军峰 李三福 侯志平

(1.成都理工大学地球科学学院，成都 610059;2.中海油能源发展股份有限公司地球物理研究所，广东 湛江 524057)

0 前言

近年来，大量海上低幅构造油气藏、薄互层油气藏陆续被发现，常规地震处理资料面临开发精度难题［1］。由于地震波在地下传播时受到衰减影响，地球介质吸收效应主要吸收或衰减地震波场高频部分［2－6］，频率越高衰减越快，地震反射资料难以满足复杂油气藏勘探精度要求。因此，保真并提高地震资料成像结果，特别是提高分辨率技术，成为当今地震资料处理的核心技术之一。

目前，地震资料提高分辨率的方法主要有反Q滤波、谱整形技术和子波整形反褶积等，其中反Q滤波是最为常见而有效的方法。HALE得到了一个时间域的较快的反Q滤波算子，为了进一步提高计算效率，他对其他各种反Q滤波算子做了一系列展开研究从而扩展了这种算法［7］。田刚使用微测井采集的直达波资料求取不同厚度沙层的吸收补偿反滤波器来补偿地震数据的高频成分，谱整形技术是高频补偿的一种有效手段［9－10］。子波整形反褶积方法是，设计一个子波整形滤波器，把地震道上的子波转变为期望输出子波，利用其子波滤波因子同地震道反褶积的方法的提高分辨率［11］。总之，地震资料提高分辨率的方法各有优劣，需要针对不同勘探任务、不同地质条件来选用。

珠江口盆地惠州地区三维地震资料大部分于2005年之前采集，一般以双源四缆为主，电缆长为3 km的短电缆。受当时处理技术及方法的限制，保真性和保幅性相对较差，地震分辨率精度相对较低，特别是该区碳酸盐岩层密度高、速度快，分辨率更是有限，难以满足目前对该地区勘探开发的精度要求。为此本次研究在分析反Q滤波、谱整形技术以及子波整形反褶积方法的基础上，通过珠江口盆惠州地区的实际叠前地震资料处理对比评价各种提高分辨率的方法。

1 反Q滤波方法及其应用

反Q滤波是目前较为常见的方法，是一种补偿大地吸收衰减效应的技术。该技术可以改善地震记录的相位特性，从而改善地震同相轴的连续性，提高弱反射波的能量和地震资料的信噪比和分辨率。反Q滤波法的关键是地层品质因子Q的取值，目前常用取值方法有:固定经验取Q值;依据叠加速度反演求取Q值;利用VSP资料中波场分离的下行波资料求取Q值。本项目依据惠州区域经验Q值进行反Q滤波的提高分辨率试验，通过修改经验Q值对地震资料反复对比得出较为合理的Q值，然后进行反Q滤波(图1)。

图1展示原始地震剖面在2.2 s以上地层中的实验对比情况，Q 值分别取 150，200，300，500。当Q值为150时，提高分辨率的同时噪音也变强，处理效果中等;当Q值为200时，分辨率提高的同时噪音加强相对较弱，处理效果较好;当Q值为300时，提高分辨率效果有限，效果较弱;Q值等于500时的资料提高分辨率效果最差。综上所述，Q值为200时的提高分辨率效果最佳，其剖面上分辨轴的个数增多，波组能量强弱关系进一步增强，特别是碳酸盐岩与下覆珠江组砂泥岩地层、基底与下覆地层的能量强弱对比明显增强。同时，在频谱上高频部分明显提高，频带也明显变宽，但低频部分有一定程度下降。

图1 不同Q值提高分辨率剖面和原始剖面的对比图

2 谱调整方法及其应用

谱调整法是指对给定的地震记录的振幅进行校正，使其处于给定的形态，这种形态通常给定的频率振幅谱为1，在给定的频率之外，振幅谱为一个较小值。将地震记录作傅氏变换，交换到频率域计算其振幅谱，并对其振幅谱根据振幅频率进行加权校正而相位谱不变，然后作反傅氏变换得到谱整形后的记录。作为最常用的振幅谱调整技术，谱调整技术也存在以下问题:对频率内所有成分进行校正，使噪音有可能放大;整形谱由用户定义，人为控制因素较多。如图2所示，谱调整后的叠加剖面同相轴增加，低频、高频都有提高，频带明显变宽，但噪音增大也较为突出，性噪比低，未达理想效果。

3 子波整形反褶积方法及应用

子波整形反褶积法通过设计一个子波整形滤波器，将地震道上的子波转变为期望输出子波，利用其子波滤波因子同地震道反褶积的方法来提高分辨率［12］。

本项目实际处理效果显示，该方法方便快捷，在提高低频的同时拓宽了高频(图3)，同时不改变原始资料振幅和波形相对关系，满足保真保幅处理的原则。该方法实施提高分辨率的剖面上反映出较好的原有能量相对关系，提高了剖面的实际分辨能力，使碳酸盐岩沉积内幕沉积叠置关系和横向变化特征清晰化(图4)。依据HZ－A井的井震标定，井震相关性达90.3%，验证了子波整形反褶积是提高分辨率的一种可靠方法(图5)，同时在LH地区反演应用中取得良好的应用效果。使用该方法解决了常规剖面难以识别薄层油层的问题，理清了油田内部储层与隔层的纵向位置和横向范围，对类似薄层油藏开发具有借鉴意义。

图2 谱调整提高分辨率前后剖面

图3 子波整形反褶积前后频谱

图4 子波整形反褶积提高分辨率前后剖面

4 结语

(1)对比反Q滤波、谱调整和子波整形反褶积方法，认为反Q滤波可以最小化频散和衰减效应，补偿地表吸收衰减中的能量、频率和波形畸变，在薄层识别方面也有更大优势;其不足之处是，其低频部分未能得到补偿，不利于完成后续反演工作。谱调整虽然在频谱延拓方面比其他方法有更大优势，但相应放大的噪音降低了该方法的综合实效。

(2)子波整形反褶积在拓频后的低频和高频得到不同程度的提高，同时不改变原始资料相对振幅、波形特征，减少了人为控制因素，满足保真保幅处理原则，是一种较为实用的提高分辨率方法。

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