专利名称：保持信噪比并提高地震记录分辨率的方法
技术领域：
本发明涉及油气地球物理地震勘探技术领域，特别涉及地震勘探资料处理的方法，是一种保持信噪比并提高地震记录分辨率的方法。
背景技术：
地震勘探是一种利用人工地震技术探测地下构造的勘探方法。它按照一定的方式在地表附近激发地震波，产生称之为地震子波的地震信号，地震子波由震源开始向地下传播，遇到地质界面之后，在界面处发生透射和反射，透射的地震子波继续向下传播，而反射子波在界面位置向上传播，其强度和极性依赖于界面反射系数的大小和符号。来自不同深度界面的地震子波以不同的时间到达地表，通过布设在地表的一种称之为检波器的接收装置，接收来自不同深度地质界面的反射波，接收到的数字信号称为地震记录。目前，地震子波具有一定的延续时间，当地层较薄时，来自薄层底面和顶面的反射子波相互干涉，影响了地震信号对薄层的分辨能力。反褶积技术是目前提高地震信号分辨率最为主要的方法，它通过提高地震信号的有效频率，压缩子波的延续时间，增强地震信号反映薄层结构的能力。由于地层的吸收作用，实际地震信号中的高频成分较弱，很容易受到高频噪声的污染。地震记录经过反褶积处理之后，在增强高频信号的同时，高频噪声也被相应地放大。反褶积在提高分辨率的同时，降低了地震记录的信噪比，信噪比与分辨率的矛盾在实际地震勘探工作中十分突出。Kallwei (1982)对零相位子波的分辨率进行了讨论，但没有涉及噪声对分辨率的影响。WideSS(1982)在分辨率的定义中引入了噪声的影响，并提出了信号纯度的概念，但是没有给出从地震记录中计算信号纯度的方法。李庆忠(1986，2008)在对信噪比与分辨率的矛盾深入研究之后指出反褶积虽然降低了地震记录信噪比，但并不改变地震记录信噪比谱。Puryear和Castagna(2008)利用谱反演，Velis (2008)利用随机稀疏脉冲反裙积较大幅度地提高了地震记录的分辨率，但没有涉及噪声对反褶积的影响。由于高频噪声的影响，实际地震记录在提高分辨率的同时，降低了地震资料的信噪比，信噪比和分辨率的矛盾在实际地震勘探中十分突出。如何在提分辨率的同时，较好地保持地震记录的信噪比，达到分辨率和信噪比的相对和谐，是勘探地球物理工作者普遍关心的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种保持信噪比并提高地震记录分辨率的方法，在提高地震记录分辨率的同时，自动控制高频噪声放大效应对地震记录信噪比的影响，达到信噪比和分辨率的相对和谐，提高地震记录的整体质量，增强地震记录表征地下构造的能力。本发明有关的基础知识和基本原理。信噪比和分辨率及其两者的矛盾信噪比是地震记录中信号能量与噪声能量之t匕，是考核地震数据质量的重要指标。分辨率是指地震信号分辨地下薄层结构的能力，是另外一个是考核地震数据质量的重要指标。反褶积处理是提高地震记录分辨率最为重要的方法，它通过拓展地震记录的高频成达到提高分辨率的目标。由于实际地震记录中的高频信号较弱，且为高频噪声所污染，提高分辨率往往会降低地震记录的信噪比。因此，分辨率和信噪比是考核地震记录整体质量的两个非常重要，但相互矛盾的指标。信噪比谱和信号纯度谱上面介绍的信噪比是指整个地震记录中信号能量与噪声能量之比，而信噪比谱是指每个频率成分上信号能量与噪声能量之比，两者既有联系、也有区别。信号纯度谱是与信噪比谱有关的概念，是指每个频率成分上信号能量与地震数据能量之比。设有由信号s(t)和噪声n(t)构成的地震记录x(t),X (t) =s (t) +n (t))式中，t表示时间，单位为毫秒.在频率域，上式表示为X(f) =S (f) +N(f)式中，f表示频率,单位是赫兹。地震记录的信号纯度定义为
权利要求
1.一种保持信噪比并提高地震记录分辨率的方法，其特征在于采用以下具体步骤实施 步骤A、人工激发地震波，利用检波器探测来自地下的反射地震信号，形成地震记录，并记录在磁带上； 步骤B、从磁带上读取地震记录，对地震记录进行噪声压制、反褶积、速度分析、偏移等常规地震处理，得到常规处理之后的地震记录Xi(t)，i = 1，2，…n，其中，t是记录时间，单位是毫秒，n为地震记录的道数。对地震记录Xi (t)做傅立叶变换，得到地震记录的傅立叶变换Xi (f)和振幅谱Ai (f)，其中，f是频率，单位是Hz。将地震记录的傅立叶变换Xi (f)和振幅谱Ai (f)输出到步骤C和步骤D处理单元； 步骤C、接收步骤B输出的地震记录振幅谱Ai (f)，以第i个地震道为中心，计算2m+l个相邻地震道的平均振幅谱(/)，再利用低通滤波算子C (f)与平均振幅谱(/)进行褶积运算，得到地震子波的振幅谱Wi (f)，所采用的低通滤波算子C (f)定义为
全文摘要
保持信噪比并提高地震记录分辨率的方法，应用于油气地震勘探信号处理领域。主要步骤包括人工激发并记录地震信号；对地震信号进行噪声压制、反褶积、速度分析、偏移等常规地震信号处理；估算地震子波的振幅谱；估算信号纯度谱；利用地震子波振幅谱和信号纯度谱计算反褶积滤波算子，对地震记录进行反褶积处理；将地震记录绘制为能够反映地下结构特征的地震剖面图像。经过本发明处理之后的地震记录能够更好地识别尺度较小、更为隐蔽的地质构造和断裂系统。
文档编号G01V1/28GK103018774SQ20121045913
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月15日 优先权日2012年11月15日
发明者李国发, 周新源, 王招明, 杨海军, 彭更新, 梁向豪, 谢会文, 王万里, 满益志, 段文胜 申请人:中国石油天然气股份有限公司