CN101201405A

CN101201405A - 一种提高地震数据处理分辨率的方法

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Publication number: CN101201405A
Application number: CNA2006101650182A
Authority: CN
Inventors: 熊定钰; 俞寿朋
Original assignee: China National Petroleum Corp; BGP Inc
Current assignee: China National Petroleum Corp; BGP Inc
Priority date: 2006-12-12
Filing date: 2006-12-12
Publication date: 2008-06-18

Abstract

本发明涉及物探地震数据处理中采用混合相位反褶积提高地震数据处理分辨率的方法，处理步骤是采集单道地震数据，确定自相关时窗，求子波的自相关；求得各个样点值作为多项式的系数，然后求出子波因子；把所有最小相位子波的反褶积算子倒序排列，得最大，最小两个反褶积算子；再用最小、大相位反褶积算子对记录做反褶积；确定反褶积结果分辨率较高的中间结果；再对每一对因式串联处理，完成混合相位反褶积。本发明避开了子波的最小相位假设，最终实现对非最小相位子波的反褶积，能显著提高地震数据分辨率，且在一定程度上能提高信噪比。

Description

一种提高地震数据处理分辨率的方法

技术领域

本发明涉及地球物理勘探技术，是一种物探地震数据处理中采用混合相位反褶积提高地震数据处理分辨率的方法。

背景技术

在物探地震数据处理技术中，目前使用的反褶积方法是建立在地震子波是最小相位的基础上，利用地震记录的自相关计算反褶积算子，因为自相关不包含相位信息，只有在子波是最小相位假设条件下才能得到唯一解。所以不适应非最小相位的实际地震子波，这就限制了地震数据处理中分辨率的提高。

反褶积是高分辨率处理中的关键环节。目前使用的反褶积方法利用地震记录的自相关代替地震子波的自相关计算反褶积算子，因为自相关并不包含相位信息，只有在子波是最小相位的假设条件下才能得到唯一解。因此这种反褶积方法只适用于最小相位子波，而震源激发的地震子波在传播过程中经过大地的吸收和地震记录仪器的改造，未必是最小相位的。另外在地震数据处理中，振幅补偿可能会进一步破坏地震子波的最小相位性质。因此子波最小相位假设往往是不符合实际情况的，所以这种最小相位假设严重限制地震数据处理中分辨率的提高。

为突破这个限制，长期以来国内外对非最小相位子波的反褶积方法做过不少研究和探索，至今未得到很好解决。

发明内容

本发明目的在于提供一种混合相位反褶积方法，避开子波的最小相位假设，实现对非最小相位子波的反褶积的提高地震数据处理分辨率的方法。

本发明过程包括以下处理步骤：

(1)采集单道地震数据并用常规的地震资料处理，确定地震资料信噪比较高的时间段为自相关时窗，对选择好的时窗数据求子波的自相关；

(2)把求得的自相关各个样点值作为多项式的系数，然后对多项式作因式分解，求出自相关的各个子因式得到子波因子；

(3)用通常的方法通过子波因子求得子波因子的反褶积算子；

(4)把得到的所有最小相位子波的反褶积算子倒序排列，得到每个子波因子最大，最小两个反褶积算子；

(5)用最小相位反褶积算子对记录做反褶积；

(6)用最大相位反褶积算子对记录做反褶积；

(7)对(5)，(6)两个步骤的反褶积结果进行分选，确定分辨率较高的中间结果；

(8)确定分辨率较高的中间结果的因式，得到这个因式的反褶积结果；

(9)在前一步骤因式反褶积结果基础上，用步骤(3)至(8)处理步骤(2)的每一对因式，串联进行对因式处理，完成混合相位反褶积；

(10)采用通常的物探处理得到反褶积后提高地震数据分辨率的叠加剖面。

本发明还提供以下技术方案：

所述的子波因式个数在10-20个。

所述的确定分辨率较高的中间结果采用录各样点绝对值的5次方之和。

本发明作因式分解时用单边自相关代替双边自相关，用地震数据自相关代替子波自相关。通过对自相关进行因式分解，得到子波的可能因式，然后对分解所得的子波因式逐个求反褶积算子并进行最大、最小相位筛选，从而避开了子波的最小相位假设，最终实现对非最小相位子波的反褶积。本发明的混合相位反褶积方法能显著提高地震数据分辨率，且在一定程度上能提高信噪比。

附图说明

图1(a)是理论模型子波；

图1(b)是对理论模型子波做最小相位反褶积的第一步；

图1(d)是对理论模型子波做最小相位反褶积的第二步；

图1(f)是对理论模型子波做最小相位反褶积的第三步；

图1(h)是对理论模型子波做最小相位反褶积的第四步；

图1(c)是对理论模型子波做混合相位反褶积的第一步；

图1(e)是对理论模型子波做混合相位反褶积的第二步；

图1(g)是对理论模型子波做混合相位反褶积的第三步；

图1(i)是对理论模型子波做混合相位反褶积的第四步；

图2(a)，反射系数模型；

图2(b)，合成地震记录，即图2(a)反射系数模型与图1(a)理论模型子波褶积结果；

图2(c)，对合成地震记录做最小相位反褶积结果；

图2(d)，本发明对合成地震记录做混合相位反褶积结果；

图3(a)未做反褶积的原始炮记录；

图3(b)对图3(a)做最小相位反褶积后结果；

图3(c)本发明对图3(a)做混合相位反褶积后结果；

图3(d)未做反褶积的原始炮记录的叠加剖面；

图3(e)对图3(a)做最小相位反褶积后的叠加剖面；

图3(f)本发明对图3(a)做混合相位反褶积后的叠加剖面。

具体实施方式

本发明的混合相位反褶积方法，如果设有任意N+1个点的子波，这个子波的自相关有2N个因式，其中N个因式就是子波的因式，另外N个因式的根是子波因式的根的倒数。若子波有一个最小相位因式，则自相关也有这个最小相位因式，同时还有一个最大相位因式，它的根是前一个因式的倒数。反之，若子波有一个最大相位因式，则自相关也有这个最大相位因式，同时还有一个最小相位因式，它的根是前一个因式的倒数。

因此，自相关的2N个因式有N个因式是最小相位的，另外有N个因式是最大相位的。但是不能确定那些因式是子波的因式，那些因式不是子波的因式。

如果采用子波最小相位的假设，就采用自相关的2N个因式中的N个最小相位因式当作子波的因式。在此基础上的反褶积方法就是当前使用的最小相位反褶积，它只有子波刚好是最小相位的情况下才是有效的。

本发明将自相关的2N个因式可分成N对，每一对是一个最小相位因式和一个最大相位因式，它们的根互为倒数，其中必有一个且只有一个因式是子波的因式。只要能在每一对因式中选出子波的因式，就可以得到子波的全部N个因式，即得到子波，也就得到反褶积算子。这样，反褶积就不受子波是不是最小相位的限制。

实际上每一对因式只要知道一个因式，另一个因式可以利用根的倒数关系得到。因此只要求出自相关的R(Z)在单位圆外的N个根。这些根有的是实数，有的是复数，如果是复数，必然以共轭形式成对出现，一对复根作为一组看待。一个实根可构成一个两点最小相位因式，一对复根构成一个三点最小相位因式。每个最小相位因式的样点前后倒序，就是最大相位因式。它们的根是互为倒数的。

对于一个最小相位因式(两点或三点)可以用常规方法得到该因式的反褶积算子，并用以对记录做反褶积。如果这个最小相位因式是子波的因式，那么反褶积以后的记录分辨率会有所提高。

设子波的因式是最大相位，求出最大相位因式的反褶积算子并对记录做反褶积。比较这两种反褶积结果，分辨率较高的结果就是所需要的中间结果。判断分辨率的高低可以采用例如记录各样点绝对值的5次方之和。

这样就确定了子波的一个因式，并得到了这个因式的反褶积结果。在这个因式的反褶积结果上用同样方法处理另一对因式。如此串联进行，一直到所有各对因式处理完毕，就完成了反褶积。

在此过程中，将每次选出的反褶积算子保存下来，就可以得到子波的反褶积算子。

本发明具体实现过程包括以下处理步骤：

1)采集单道地震数据并用常规的地震资料处理，确定地震资料信噪比较高的时间段为自相关时窗，对选择好的时窗数据求子波的自相关；

2)把求得的自相关各个样点值作为多项式的系数，然后对多项式作因式分解，求出自相关的各个子因式得到子波因子；

子波因式个数最好不要太多，以便影响因式分解的精度，最好把子波因式个数限制在二十个以内；

求得的自相关各个因式其实就是子波因子，其中既有最小相位子波因子，也有最大相位子波因子的对应体；

3)用通常的方法通过子波因子求得子波因子的反褶积算子；

这时反褶积算子都是最小相位的，如果是最小相位子波的因子，那么这个因子就是正确的，如果是最大相位子波对应的最小相位子波因子的对应体，那么就可以把这个最小相位子波因子反褶积算子进行倒序排列而得到最大相位子波的反褶积算子；

4)把得到的所有最小相位子波的反褶积算子倒序排列，得到每个子波因子最大，最小两个反褶积算子；

5)用最小相位反褶积算子对记录做反褶积；

如果这个最小相位因式是子波的因式，那么反褶积以后的记录分辨率会有所提高；

6)用最大相位反褶积算子对记录做反褶积；

7)对(5)，(6)两个步骤的反褶积结果进行分选，确定分辨率较高的中间结果；

判断分辨率的高低可以采用例如记录各样点绝对值的5次方之和；

8)确定分辨率较高的中间结果的因式，得到这个因式的反褶积结果；

9)在前一步骤因式反褶积结果基础上，用步骤(3)至(8)试探处理步骤(2)求出的第二对子波因子，在第二对子波因子反褶积基础上进行第三对子波因子试探，如此串联进行对所有子波因子进行处理，就完成混合相位反褶积；

此时的地震数据的混合相位反褶积算子就是所试探出的所有因式反褶积算子的褶积结果；

10)采用通常的物探处理得到反褶积后提高地震数据分辨率的叠加剖面。

实施例1是本发明混合相位反褶积方法运用于理论数据的过程，图1是几种不同相位子波试验分析：图1(a)中是1 6个子波，它们具有相同的自相关，子波长度为7个采样点，图中最左边的是最小相位子波，最右边的是最大相位子波，中间14个是混合相位子波，最后一个为最大相位子波，且子波自相关一共有4个最小相位反褶积算子。图1(b)，(d)，(f)，(h)分别是对图1(a)用四个最小相位反褶积算子串联褶积的结果；而图1(c)，(e)，(g)，(i)是用四个算子中的最小相位反褶积算子与最大相位反褶机算子通过分辨率高低的判断串联褶积的四个步骤；不难看出最小相位反褶积只能把最小相位子波压缩成单位脉冲如图1(h)，而对其它混合相位子波，最大相位子波却无能为力，本发明混合相位反褶积方法却能把最小相位，最大相位，混合相位子波都压缩成单位脉冲。如图1(i)。

实施例2是合成地震纪录试算：图2(a)是反射系数模型，所有地震道相同，中间空道。图2(b)是用图1(a)的子波与图2(a)的反射系数单道分别褶积合成的理论地震记录。图2(c)，(d)是对图2(b)分别进行最小相位反褶积和本发明的混合相位反褶积结果。

由图2(c)可见，只有最左边一道最小相位合成记录得到了理想的反褶积结果，而非最小相位子波的合成记录，用最小相位反褶积不但没有取得好的反褶积效果，而且增加了高频噪音干扰。图2(d)是本发明的混合相位反褶积的结果，虽然图2(b)的合成记录各道子波不同，并且除了第一个地震道外，子波并不是最小相位的，但却通过大小相位因子反褶积后分辨率提高程度的判断，筛选出了适合混合相位子波反褶积的反褶积算子.从而使反褶积后地震数据分辨率达到了理想的结果如图2(d)。

实施例3是实际地震记录计算，从图3(b)，(c)的两种反褶积，以及反褶积后叠加对比如图3(e)，(f)，可以看到，本发明混合相位反褶积方法的巨大优越性在于信噪比和分辨率都比最小相位反褶积高。最小相位反褶积因为不能适应非最小相位子波的实际情况，反褶积后产生了大量的噪音，掩盖了原有的有效信息，在很大程度上降低了信噪比。实际数据上应用表明，本发明的混合相位反褶积方法能显著提高地震数据分辨率，且在一定程度上能提高信噪比。

Claims

1.一种提高地震数据处理分辨率的方法，其特征在于包括以下处理步骤：

3)用通常的方法通过子波因子求得子波因子的反褶积算子；

5)用最小相位反褶积算子对记录做反褶积；

6)用最大相位反褶积算子对记录做反褶积；

9)在前一步骤因式反褶积结果基础上，用步骤(3)至(8)处理步骤(2)的每一对因式，串联进行对因式处理，完成混合相位反褶积；

2.根据权利要求1所述的提高地震数据处理分辨率的方法，其特征在于：子波因式个数在10-20个。

3.根据权利要求1所述的提高地震数据处理分辨率的方法，其特征在于：确定分辨率较高的中间结果采用录各样点绝对值的5次方之和。