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基于反Q滤波方法提高地面地震资料分辨率方法研究


基于反 Q 滤波方法提高地面地震资料分辨率方法研究 【摘要】反 Q 滤波是地震资料处理中提高成像分辨率的重要方法。本文针 对常规反 Q 滤波中因频域反 Q 滤波算子截断造成的时域算子剧烈震荡问题,本 文对反 Q 滤波器加以修改,使其从高频端极值向两侧平滑过渡,得到较为平滑 稳定的反 Q 滤波算子,并在垦 71 地区取得较好的应用效果。 【关键词】Q 值 反 Q 滤波 叠前 分辨率 1 前言 目前高精度三维地震偏移剖面上反射波的主频已经可以达到 30-40Hz,频带 宽度也达到 10-60Hz。但是大批老三维资料的分辨率还是很低的,有些资料主频 只有 20Hz 左右,远远不能满足精细勘探和开发的要求。特别是对于第三系陆相 沉积的碎屑岩薄互层的识别和储层描述, 利用过去的低分辨率地面地震资料是很 难取得成效的。 因而利用多种提频方式,提高地面地震资料分辨率是已经非常迫 切,其中在已知地层品质因子情况下,利用反 Q 滤波提高地面地震资料分比率 是一种准确有效的方式。本文通过修改滤波算子,对地面地震数据进行叠前反 Q 滤波,提高了地震资料分辨率。 2 原理 当地震波在地层中传播时, 由于介质的非完全弹性效应,会造成高频能量的 衰减和波散, 从而影响地震资料的分辨率。目前补偿地震波频率衰减最常用的方 法是反 Q 滤波。反 Q 滤波通过补偿地震波的频率衰减和振幅损失,达到增强反 射波能量,拓展信号高频成分,提高分辨率的目的。 在研究子波变化时,岩石的吸收作用是通过岩石品质因子 Q 来描述的。Q 被定义为波动传播一个波长的距离后,原存储能量与所消耗能量之比(Aki 和 Richard,1980) 。即 为了适应实际资料中地层 Q 值随深度的变化,我们设计了时变反 Q 滤波程 序。 可以将地震记录根据地层 Q 值变化,划分若干个时窗,每个时窗内取一个 Q 值,分别进行反 Q 滤波。时窗之间采用平滑连接内插过渡。 主要的处理参数包括 Q 值、时窗参数、最高频率、频率采样间隔、频谱两 侧平滑点数、反 Q 算子长度等,需要通过试验选择。 3 垦 71 三维资料试验效果 对垦 71 高精度三维地震共炮集进行了反 Q 滤波处理。 处理中所采用的 Q 值 是根据垦 71-检 41 井 VSP 直达波求出的实测值, 因此是更为准确合理的 (表 1) 。 由于是原始资料, 反射波时距曲线为双曲线,因此必须利用平均速度和炮检 距,逐道计算时窗范围,然后进行时变反 Q 滤波。在处理之前可以先切除直达 波。 处理后不仅分辨率明显提高,而且深层的振幅得到了补偿。从振幅谱看,很 好地保留了低频,增强了高频能量,60 Hz 附近的高频能量提高了 1-2 倍。从而 有效地拓展了信号的频宽(图 1) 。 4 结论 (1)反 Q 滤波器是一个指数增加的高通滤波器,需要经过修改以改善反算 子的稳定性。采用时变反 Q 滤波可以适应地层 Q 值变化的实际情况。 (2)理论记录与实际资料证明,反 Q 滤波可以压缩子波,将地震信号主频 提高 5-10 Hz,将高截频提高 10-15 Hz。 (3)利用 VSP 资料所取得的本区 Q 值,对垦 71 井区的高精度三维资料进 行反 Q 滤波,得到了较好的频率和振幅补偿的效果,分辨率明显提高。 参考文献 [1] 凌云.大地吸收衰减分析[J].石油地球物理勘探,2001, (36)01 [2] 马昭军,刘洋.地震波衰减反演研究综述[J].地球物理学进展 2005,04 [3] 李振春,王清振.地震波衰减机理及能量补偿研究综述[J].地球物理学进 展,2007

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