谱整形提频处理技术在D区块叠后数据的应用

冯占勋

摘要：本文提出了一种基于叠后数据的提频处理技术，通过高频补偿的方法使高频弱信号能量得到增加，进一步拓宽频带，达到提频的目的。

关键词：谱整形;分辨率;高频补偿;精细解释

1 引言

决定地震资料分辨率的主要因素于两个方面，一个是高分辨率地震资料采集技术[1-2]，另一个是高分辨率处理技术。目前国内外提高地震资料分辨率的方法技术主要包括：静校正处理、高保真去噪、反褶积技术，高精度速度建模、合理的偏移成像、反Q滤波和谱白化等技术。

2 基本原理

谱整形的目的就是提升原始叠加剖面的频率，重点在其高频成分，具体实现方法就是应用基于输入数据振幅谱驱动的频率域零相位反褶积。反褶积的目的是推导出一个反褶积算子F（f）滤波器，并将其应用到记录道X（f）上，估算反射系数R（f），公式如下：

R（f）= X（f）* F（f）（1）

为了得到反褶积算子，我们在频率域中建立地震道褶积模型，公式如下：

X（f）= R（f）* Wt（f）+N（f）（2）

其中：X（f）是记录原始信息的地震道;R（f）期望输出的地震反射系数;Wt（f）未知时变地震子波;N（f）未知背景噪音。

公式里我们有三个未知数，R（f），Wt（f）和N（f），只有一个已知量X（f），因此在零相位反褶积过程中至少要满足如下的假设条件。

（1）假设噪声项可忽略不计，公式2缩减为：X（f）=R（f）* Wt（f）;

（2）假设时变子波是稳定的时不变的，不一定是整道都是时不变，只要在一些时窗范围内子波是时不变的，即Wt（f）=W（f）;

（3）假设地震子波是零相位的，W（f）=|W（f）|

（4）假设如果地下反射系数是随机的，那么反射率是不相关的，振幅谱接近白色，R（f）=constant.

褶积振幅部分变成：X（f）=constant x|W（f）|，也就是说地震道的振幅谱与子波的振幅谱成正比，事实上反射系数的均方根常数可以忽略，那么，

|W（f）|=|X（f）|.反褶积就是用估算子波的逆滤波对数据进行滤波处理。

R（f）= X（f）/|X（f）|

3 技术方法

高频补偿技术是将谱整形后的叠加数据与原始叠加数据进行合理有效的加权叠加，有两个关键点：一是谱整形后的频率和叠加剖面，谱整形要尽可能在叠加剖面不失真的前提下抬高其高频成分，以保持振幅的保真度，并去除由于频率提髙所带来的噪音干扰，亦可滤除不需的频率成份，将剖面处理到满足叠加加权所需数据;二是谱整形后剖面的比例系数K，K的选取要依据叠加剖面资料特点和地质解释需求而定，需要极高分辨率时可提高K的取值范围，但要保证数据的保幅保真度，既要满足保留原始数据低频信息，又要将谱整形后的高频成分得以体现。具体公式如下：

其中：Y代表期望输出数据，即宽频叠加后的成果数据;A代表原始叠加剖面，该数据的频率作为基础频率;B是在A基础上通过零相位反褶积谱整形，扩展高频成分后的叠加剖面;K是比例系数，以原始叠加剖面频率成分为基础，将拓展频率范围后的叠加剖面乘以相应的系数反加回来;i代表地震数据的地震道，以一个地震道为基础进行处理;n代表地震数据的总道数，单道处理后进行叠合。单独使用A，剖面频率低，频带范围窄，分辨率无法满足储层内部识别;单独使用B，剖面频率成分高、分辨率高，损失低频有效信息，基于原始数据频谱控制的宽频叠加技术是将二者结合起来，将拓频后的数据乘以相应加权系数再与原始剖面相加，这样既保护了原始数据的频率信息又拓展了频带范围，提高了分辨率，为储层预测和层间识别提供高质量可靠的基础数据。同时在提频处理的过程中利用信噪比谱、井曲线及提高分辨率后频谱三者加以质控，合理挖掘高频潜力，保证结果的可靠性。

4 应用效果

D区块构造复杂，目的层地震反射能量弱，信噪比低，储层内部结构识别难度大。图1是提频处理前后对比剖面及频谱分析图，可以看出原始叠加剖面频率低、层间细节不清楚，频谱分析显示频率范围窄，主频低，高频成分缺失，资料分辨率不能满足解释人员的需求。经过谱整形提频技术处理后，可以看出剖面的分辨率有很大提高，频率成份更加丰富，主频得到一定提髙，层间细节信息更加丰富，断层面更加清晰，波组关系清楚，横向分辨率好，频谱分析显示高频成分得到有效提升，主頻提高，频带范围得到拓展，同时其低频成份得到了很好的保持，分辨率明显提高，同时剖面能量与井对应较好，一些小地质体和小构造在剖面上均有体现（图2），为隐蔽油气藏的勘探，提供了高品质的地震资料。

5 结论

1、基于叠后数据的谱整形提频技术既保护了低频信号，又拓宽了资料的频带和主频，大大提高了地震资料分辨率;

2、该技术能有效提高小构造、小地质体及其边界的清晰度，为隐蔽油气藏的地震识别勘探提供了高品质的资料基础。

3、该技术方法资料基础要求低，适用性强，在D区块已经进行了实际应用，并取得了很好的处理效果，在其它构造复杂区块可推广应用。

参考文献

[1]李仲远.BZ地区高分辨率三维地震采集技术探讨[J].石油物探，：2008，47（4）：410-417

[2] 谭绍泉，徐锦玺，何京国，等官1地区高分辨率地震采集技术及应用[J].石油物探.2005，44（6）：636-639