1、高分辨率地震數(shù)據(jù)采集 1、從“六五”開始就不斷地列入科技攻關(guān)項目，有顯著進展 2、當前仍滿足不了地質(zhì)要求，油田開發(fā)服務(wù)矛盾更加突出 3、受多個領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)水平制約 4、與采集、處理、解釋有關(guān)，是復(fù)雜的系統(tǒng)工程（基 礎(chǔ)技術(shù)、配套技術(shù)） 高分辨率 標準很難制定，絕對值，時、空、任務(wù) 提高分辨率 在原有基礎(chǔ)上提高，相對值 分辨力 可分辨的能力，可分辨的最短距離，絕對值， 追求最小值 分辨率 比值，與可分辨的最短距離之比，最大值為 1 問題不是很重要，習(xí)慣成自然 無需糾正，理解其意義即可,提高地震勘探信號的分辨率是一項長期的科學(xué)研究 課題，有許多問題需要去研充 所作的工作可分為兩類（俞壽朋，2003）

2、： 一類是直接提高分辨率的，可稱為核心工作 一類是為此準備條件或基礎(chǔ)的，稱為外圍工作 以往系統(tǒng)工程、做好基礎(chǔ)工作、形成配套技術(shù)等等，主要強 調(diào)都是外圍工作重要性，相對而言，忽視了核心工作（誤1） 與核心工作相比，外圍工作是大量的，例如表層不均勻、噪 聲、虛反射、多次反射、子波變化、速度橫向變化（非雙曲 線）、不規(guī)則觀測系統(tǒng)，它們對高分辨率影響如何消除,認識主要是拓寬信號的頻帶，要求： 1、要把信號的高頻成份記錄下耒 2、高頻成份有足夠的S/N，努力提高S/N 3、提高動靜校正的精度，減少疊加過程中的高頻損失 4、做好反褶積 做好外圍工作要求調(diào)研、分析、判斷、實施，經(jīng)驗和工作深度 決定效果，高分

3、辨率水平高低很大程度上反映了外圍工作水平 什么是高分辨率數(shù)據(jù)，衡量分辨率指標不全面 （誤2） 指標是視頻率多少周，頻帶達到多寬 高分辨率資料具有好指標，而具有高指標的未必是 高分辨率數(shù)據(jù) 例如采用譜白化處理是追求這種形式指標的極端例子,考慮問題的基礎(chǔ) 在當前的認識和技術(shù)條件下， 分辨率主要決定于原始數(shù)據(jù)采集 的分辨率，室內(nèi)處理是在采 集的基礎(chǔ)上希望有所提高 采集成為提高地震分辨率的焦點 提高分辨率是在提高信噪比的基礎(chǔ)上進行和同時進行，優(yōu)勢頻帶拓寬才能得到真正的分辨率 采集在考慮分辨率的同時必需考慮噪聲壓制 在當前對地震空間分辨率認識不足的情況下，分辨率有橫向分 辨率和縱向分辨率之分，并且常用用

4、距離（米）耒衡量，但記 錄是以時間表示，因此有時間分辨率和時間厚度的說法，但這 僅對縱向分辨率而言，同時要考慮速度的影響 采集要考慮速度分析的需求 迫切希望提高空間采集分辨率,提高分辨率有極限，受多種因素制約，處理不當會產(chǎn)生假像 影響分辨率的因素 1、地質(zhì)因素: 巖石的吸收（品質(zhì)因子Q）響.層間反射、簿 互層結(jié)構(gòu)、反射界面形狀深度等 2、地震子波：延續(xù)長度、頻帶寬度、相位特性和相位 數(shù) 目、能量及其穩(wěn)定性等 3、波場特征：波的干涉、旅行路徑、傳播速度、反射與折 射、菲湼耳帶等 4、噪聲背景：噪聲特性、信噪比等 5、采集因素: 激發(fā)條件、檢波器埋置、組合、炮檢距、震 源類型、儀器接收系統(tǒng)等 6、

5、處理因素：動、靜校正量、疊加、偏移等 內(nèi)在的削弱和補償 外在的選擇最佳狀態(tài) 涉及問題的本質(zhì)較淺 采集除了本身外，還要考慮其它的因素,近似準則和經(jīng)驗之談 1、一個反射波的分辨率極限是 波長 2、頻帶窄時，波形與相位特性關(guān)系不大；但當頻寬在二個倍頻 程以上時波形差別就大了，這時零相位子波分辨率最高 3、對于零相位子波， 絕對頻寬決定包絡(luò)形態(tài)，且頻移時包絡(luò) 不變，分辨率也就不變，但相位數(shù)是變的 4、以倍頻程表示的相對頻寬一樣，波形也一樣，但包絡(luò)按比例 縮放，因此分辨率不能用倍頻程數(shù)耒衡量 5、相對頻寬與分辨率無直接關(guān)系，此時主頻越高，絕對寬度就 越大，分辨率也越高；但絕對寬度不變不論主頻如何，分辨

6、率是不變的 6、振幅譜相同的各個子波具有相同的能量，零相位子波的分辨 能力最高,9 、水平分辨率（橫向分辨率） 第一 第二 Fresnel帶 三維概念 偏移 影響橫向分辨率的因素 未偏移和偏移數(shù)據(jù)上存在噪聲 偏移處理的精度 地震成像的廣義空間分辨率 原始數(shù)據(jù)采集限定 道距、測線方位、空間假頻、排列長度、記錄長度等 提高橫向分辨 1、小道距、長排列觀測、足夠的測線長度 2、提高速度分析精度和建速度模型的方法 3、提高S/N壓制規(guī)則噪聲，研究信號空間方向補償 4、疊加成像，零炮檢距剖面,偏移歸位 目標：空間無假頻采樣 改善中深層數(shù)據(jù)品質(zhì)途徑之一 (塔中中深層),地震波傳播吸收和衰減 地震波傳播在巖

7、石中的衰減機制 孔隙流體的局部粘性流幼或噴擠流動 Biot機制：孔隙流體的總體流動 電化學(xué)作用和毛細管作用 巖石顆粒間的磨擦滑動 散射及其它 地震波的衰減規(guī)律 衰減與流體飽和度、頻率、溫度、壓力、孔隙幾何形態(tài)、應(yīng) 變振幅、孔隙度、滲透率、巖性（速度）之間的關(guān)系 實際工作中，我們從實際數(shù)據(jù)中去統(tǒng)計衰減規(guī)律，進行儲層 特性預(yù)測，沒有去研究與分辨率有關(guān)的問題 衰減的數(shù)值計算 地震及VSP數(shù)據(jù)Q值的估算和Q補償,分辨率與信噪比 信噪比是分辨率的基礎(chǔ)，這可以從存在噪聲情況下分辨率定義的公式中得出 從記錄振幅譜不能確定信號振幅譜的寬度，也不能確定子波振幅譜的寬度，因為信號和噪聲的相位譜不同，振幅譜介于二者

8、和與差之間（同相相加，反相相減） 有噪聲時，信號振幅譜寬度一般小于記錄振幅譜寬度，當信噪比為1時，分辨能力近似降低一半 頻譜分析不能區(qū)分信號與噪聲，要對多道記錄做帶通掃描，直觀顯示每個頻帶信噪比高低 FK 譜有助于了解信號振幅譜的寬度，在二維譜上可以確定信號的分布范圍 噪聲存在本身降低分辨率，也影響反褶積效果；壓噪同時往往損害信號頻率成份，造成頻帶變窄，分辨率降低 時間域的單道噪聲壓制模型，不改變單個頻率成份的信噪比，不能擴展優(yōu)勢頻帶寬度,分頻壓噪能實現(xiàn)不同頻率成份信噪比不同程度改善 F-X域線性預(yù)測去噪 帶通濾波掃描不同處理后求和 處理所能達到的分辨率,與每個頻率成份的信噪比有關(guān). 每個頻率

9、成份信噪比改善，都對提高分辨率有益，但貢獻程度是不同的 高信噪比頻率成份對分辨率貢獻大，但信噪比改善對提高分辨率貢獻不一定大 低信噪比頻率成份對分辨率貢獻小，但信噪比改善對提高分辨率貢獻成倍增加，但由于基數(shù)小，總的作用不大 信噪比在1左右的頻率成份，信噪比改善對提高分辨率有較大的影響 記錄上有相干噪聲和隨機噪聲，高頻段隨機噪聲為主，是高分辨率主要障礙 壓制噪聲提高信噪比兩個重點頻段 高頻段的隨機噪聲壓制 (無需強調(diào)檢波器組合圖形) 信噪比在1左右的頻率成份信噪比改善,提高分辨率數(shù)據(jù)采集技術(shù) 1、傳統(tǒng)作法 2、當今作法 1、傳統(tǒng)作法 傳統(tǒng)的經(jīng)驗是: 四小、三高、雙井下、一對齊 小排列、小道距、小

10、組合距、小藥量 高頻檢波器（高截濾波器 ）、高覆蓋次數(shù)、高時間采樣率（高 掃描頻率） 井下激發(fā)、井下接收 同一道檢波器埋在同一高程上 (后三者還有商討之處?) 有利于削弱波場的復(fù)雜牲 有利于地震波高頻成份的激發(fā)與接收 有利于壓制噪聲提高數(shù)據(jù)信噪比,3、地質(zhì)目標小，分辨率要求高,難點分析,滿足小斷層、薄砂體、低幅度構(gòu)造識別 縱向分辨率要求高,橫向分辨率要求高 滿足小斷塊、砂體橫向預(yù)測,HT94-1446500老剖面,50-60，120-140Hz,60-70，140-160Hz,70-80，160-180Hz,采集難度成倍增加,難點分析,4、地質(zhì)目標小，單炮主頻要求高,5、靜校正精度要求高,難點

11、分析,t= H/Vint = 10/3500= 2.85ms,靜 校 正 問 題 ， 構(gòu) 造 有 假 象,5、靜校正精度要求高,難點分析,折射波2,折射波1,面波1,面波2,隨機高頻干擾波,背景干擾,50Hz干擾,6、干擾發(fā)育，影響資料品質(zhì),難點分析,難點分析,對高分辨資料影響大。 微震水平特別是高頻干擾,降低微震水平,信號與噪聲關(guān)系圖,6、干擾發(fā)育，影響資料品質(zhì),據(jù)李慶忠著作,死亡線,小道距：有利于提高橫向分辨率，增強對小斷塊、 斷點的識別能力。,速度模型,自激自收,30m道距,60m道距,小面元采集優(yōu)勢分析,1、基于目標觀測系統(tǒng)設(shè)計技術(shù),32m*32m,小面元采集優(yōu)勢分析,24m*24m,

12、16m*16m,8m*8m,300m河道砂,300m河道砂,300m河道砂,300m河道砂,20-2000m,2000-2875m,炮檢距與速度分析圖,適當炮檢距：保證速度分析精度；壓制多次波,1、基于目標觀測系統(tǒng)設(shè)計技術(shù),炮檢距設(shè)計,(20m2000m)炮檢距剖面,(20m2875m)疊加剖面,不同炮檢距疊加剖面對比,適當炮檢距：有利于得好中、深層地震資料。,1、基于目標觀測系統(tǒng)設(shè)計技術(shù),炮檢距設(shè)計,低速帶厚度分布圖,1-4m,4-12m,膠泥埋深分布圖,膠泥埋深4-10m,膠泥埋深6-12m,精細表層調(diào)查技術(shù),2、基于表層結(jié)構(gòu) 激發(fā)技術(shù),高程立體圖,調(diào)查點位分布圖,選炮線炮點技術(shù)：避開較厚

13、的低降速帶， 在低洼處激發(fā)，提高激發(fā)效果。,選線選點技術(shù),2、基于表層結(jié)構(gòu) 激發(fā)技術(shù),選線選點示意圖,激發(fā)深度選?。赫{(diào)查虛反射面；在潛水面下一定深度 尋找最佳激發(fā)巖性，達到展寬地震子波頻帶目的,井下接收道集,激發(fā)深度選取技術(shù),2、基于表層結(jié)構(gòu) 激發(fā)技術(shù),28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0米,基于波動力學(xué)和運動學(xué)特征的雙井微測井數(shù)據(jù)分析,激發(fā)深度選取技術(shù),2、基于表層結(jié)構(gòu) 激發(fā)技術(shù),詳細劃分激發(fā)分區(qū),沙漠區(qū)、紅柳區(qū) 藥量6kg,逐點設(shè)計激發(fā)點井深,逐點設(shè)計技術(shù),2、基于表層結(jié)構(gòu) 激發(fā)技術(shù),高頻成分的能量主要在低降速帶中衰減！,沙漠區(qū),水域區(qū),在潛水面下

14、，選擇最佳激發(fā)巖性，效果理想,激發(fā)深度選取效果,2、基于表層結(jié)構(gòu) 激發(fā)技術(shù),0 10 20 30 40 50,kg,1.0 0.5 0.0,A,不同藥量激發(fā)的子波及頻率關(guān)系圖,2,1,2,1和2 的藥量比為1:8,48Hz,125Hz,1,藥量越小 主頻越高,藥量選取技術(shù),2、基于表層結(jié)構(gòu) 激發(fā)技術(shù),激發(fā)藥量與振幅關(guān)系曲線,藥量選取技術(shù)：保證適當信噪比前提下,采用較小藥量 激發(fā),能夠提高目的層高頻成分,0.5kg,1kg,1.5kg,巖性,2kg,3kg,4kg,巖性,（60，70140，160）Hz,藥量選取效果,2、基于表層結(jié)構(gòu) 激發(fā)技術(shù),最終激發(fā)因素,潛水面,2m以下,目標巖性,高速層中

15、,擬定因素,考核點資料品質(zhì),已完成資料品質(zhì),現(xiàn)場巖 性控制,嚴格的逐點設(shè)計及現(xiàn)場監(jiān)控程序,激發(fā)因素控制技術(shù),2、基于表層結(jié)構(gòu) 激發(fā)技術(shù),2串面積（埋置）,2串面積（不埋置）,噪音壓制：可以有效減少對有效高頻信號的影響；,3、基于保護高頻、壓制干擾 接收技術(shù),噪音壓制技術(shù),在精確表層調(diào)查基礎(chǔ)上，優(yōu)選靜校正方法,多種靜校正方法的應(yīng)用,8、加大藥量，震源子波振幅增大，但低頻成份振幅增加比高頻 快，高頻成份雖有增強，但所占比例反而減小 9、地震記錄上高頻成份弱，不僅僅是傳播過程中的衰減，震源 子波本身就有高頻減弱的作用，藥量越大，這種效應(yīng)越明顯 10、震源子波也有低截作用，藥量越小，低頻缺失越多。一大

16、 一小，一高一低，需全面斟酌 11、爆炸能量四周傳播，下行波分兩類：一是直接下行，二是 先上遇界靣反射向下（包括表層多次向下），二者相亙干 涉，形成入射波頻率特性 12、藥包上方均勻介質(zhì)無吸收，地表反射系數(shù)近似-1，二者幅 度相同極性相反有時差，對于同樣的時差，低頻相位差小 相加結(jié)果很小，隨頻率升高，相位差增大，當達180度時， 和最大，然后又逐漸變小，因此下行波頻率特性是一個周 期函數(shù),18、兩個參數(shù)與接觸地表巖石性質(zhì)有關(guān),與接觸好壞有關(guān) 諧振頻率：沙 200-300Hz 粘土 200-400Hz 表土或干土 100-200Hz 堅硬草地300Hz左右 耕地100Hz左右 19、耦合的諧振頻

17、率應(yīng)該高于地震的工作頻帶，否則會增多信 號相位，發(fā)生振蕩，嚴重降低分辨率 20、如果諧振頻率與某個噪聲頻率接近，會增強噪聲，降低信 噪比 21、接觸良好時，阻尼系數(shù)較大，諧振效應(yīng)減弱，應(yīng)避免埋置 不好而降低分辨率 22、耦合諧振頻率高于地震工作頻帶時，耦合濾波系統(tǒng)為高通 特性，這對地震波傳播過程中的高頻衰減有一定補償，諧 振峰值部份在記錄前去假頻濾波時消除 23、高分辨率采集，工作頻帶較寬，時間采樣高，應(yīng)追求 更高的耦合諧振頻率、大的阻尼系數(shù),3 、地震空間分辨率 以往討論限于：垂向分辨率 （時間分辨率） 橫向分辨率 （水平分辨率） 分辨率應(yīng)當是一個相對值，現(xiàn)在普遍使用絕對值， 即可分辨的最小

18、距離或最短時間，應(yīng)視為分辨力 Ricker（1953）和 Wides（1973）給出了各自單個地震道 的分辨力的定義，即垂向分辨力 Sheriff（1982）證明了零炮檢距道水平方向分辨力公式 地震成像空間分辨率概念是由Beylkin（1985）等人首先引 入的： 成像分辨率與所有用來建立地震像點的 觀測數(shù)據(jù)的空間頻率的覆蓋區(qū)域相關(guān)聯(lián),Safar（1985）通過對點繞射積分法偏移討論了限制橫向分辨 率的因素：孔徑、頻率、加權(quán)因子、偏移速度誤差、 空間采樣間隔 馬在田院士（2002，2003）給出了地震偏移成像廣義空間分 辨率的定量計算公式 在這里不討論速度對成像影響，或者說速度為已知介質(zhì)中 研

19、究；同時也沒有討論頻率的影響，但引入波長這一參數(shù) 同一觀測系統(tǒng)中各道的空間分辨率是不同的 同一地震觀測道在不同空間方向上分辨率是不同的 思路1：給出原始地震道、成像地震道廣義空間分辨率定 義和定量計算公式，討論其特性和影響分辨率的 量化因素，在此基礎(chǔ)上探討提高地震成像分辨率 的方法與措施,思路2：從原始地震道廣義分辨率開始，推導(dǎo) 2D 和 3D 成像分辨率表達式，最后根據(jù)成像分辨率的定量 分析給出提高地震成像分辨率的方法 一個成像點分辨率決定因素包括： 原始地震道分辨率影響因素：地震子波的視波長、最小 和最大炮襝距范圍等 偏移過程對分辨率影響因素：所求分辨率的空間方向、 成像點的空間位置(深度

20、)、 偏移孔徑、孔徑內(nèi)原始地 震道數(shù)以及積分式求和時 加權(quán)因子等 數(shù)據(jù)采集是提高分辨率的基礎(chǔ)，從成像分辨率討論是在這 個基礎(chǔ)上進行討論，其中也涉及到去指導(dǎo)采集的方法,問題1：偏移剖面上空間分辨率相對于原始地震道的分辨率是 提高了還是降低了？ 橫向分辨率提高了，垂向分辨率降低了 （偏移后的道子波被拉伸） 廣義成像分辨率討論情況并非完全如此 ? 2：疊前和疊后偏移成像分辨率有高低說法嗎？ 相同條件下，二者分辨率基本相同，沒有高低之分 3：消除疊加對分辨率的影響，實現(xiàn)同相疊加（時間對齊、 波形一致），動校拉伸的影響如何消除？ 4：提高分辨率，激發(fā)和接收至關(guān)重要，但處理必需緊密 結(jié)合，如何實現(xiàn)這種結(jié)合

21、？從成像分辨率入手是否是 一條有效的途徑？ 5：分辨率的大小，能否有一個量化的計算公式？,（3） 當 h0 時，分辨率在同一個X上隨h增大而降低 非零炮檢距道的分辨率永遠達不到最大值 1 （4） 同一h值對應(yīng)的分辨率隨X變化而變化，最大值 位于Xm 處 （5） 零炮檢距偏移成像分辨率 是孔徑內(nèi)地震道空間分辨率曲面下的體積，然后除 以 Dx*hm 的面積，得到的是原點深度為z,方向為 的成像分辨率值 Dx=Xn-Xm hm 最大半炮檢距 （6） 成像分辨率是偏移孔徑內(nèi)最大和最小空間分辨 率之間的一種平均值，小于最大分辨率，大于 半數(shù)以上道的分辨率 a.合理選擇偏移孔徑和對大炮檢距的限定參予 b.

22、疊前和疊后偏移有類似的解釋,如何提高地震成像分辨率,以上分析可知： 1、成像點的空間方向與垂直Z軸夾角 不同，同一個觀測地震 道在此方向上的分辨率也不同 角為地層傾角，垂直反射面與Z軸之間的夾角 2、在所有成像孔徑內(nèi)的地震道中，空間分辨率最大（可分辨的 距離最?。┪挥?XM =Z0tan（2D） 和 LM（ =0, ）=Z0tan （3D） 角從+Z軸逆時針為正，順時針為負 3、當 h=常數(shù)時，所有成像孔徑內(nèi)的觀測地震道的空間分辨率, 形成以 XM 或 LM（ =常數(shù)，角的方位角 =0 或 ）為極 小點類似雙曲線或雙曲面，但它們并不對稱于通過XM 點的平 行Z的軸線 4、隨h增大，同一炮檢距中點的各地震道的分辨率隨之增大 5、偏移孔徑增大，成像分辨率降低，即可分辨最小距離增大,提高成像分辨率措施： 1、合理地選擇偏移孔徑 （1）首先確定成像界面傾角，算出極小點位置 XM 或 LM XM=ZDtan 或 LM( =0)=ZDtan （2）求XM點或LM點上 h=hmin 時的分辨率 RM （3）根據(jù)相加地震道相位不超過 /2 原則，可求出各