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在目前的油气勘探和开发中,高分辨率地震勘探起到越来越重要的
作用,尤其在油田的二次开发过程中,高分辨率地震资料是寻找残余油
气藏和进行高精度油藏描述的基础资料。为满足上述地质需求,地震勘
探在资料精度上提出了更高的要求。然而,地震资料的精度能否无限提
高?地震勘探在构造描述上的潜力究竟有多大?它所能描述的最精细构
造是否有个极限,并且影响这个极限的主要因素有哪些?本文针对这些
问题进行了初步探索,并建立了研究该问题的基本框架。
本文通过理论和实际实验相结合,欲确定出地震分辨率的极限值,
或者寻找出确定分辨率极限值的方法。本文所依靠的基本理论是地震波
传播理论。因为地震勘探是由数据采集、资料处理等各个环节组成,所
以在研究方法上采用系统分析的方法,研究地震勘探各个环节对地震分
辨率有什么性质的影响,及各环节之间关系,确定出哪个环节是主要影
响因素,从而得到对地震分辨率极限的认识。
首先是对地震资料采集部分的分析。地震勘探数据采集是地震勘探
的基础。本文认为影响陆上高分辨率勘探的主要障碍是客观存在着地表
低速带,它对地震波尤其是高频成份有很强的吸收作用。所以我们把爆
炸震源模拟和波在低速带中的传播模拟作为研究重点。在特定的激发、
采集条件下,从理论上模拟出传播到检波器周围的地震波频带宽度是多
少,通过理论模拟可以使我们对野外采集中所能接收出的最高有效地震
波频率有所了解,同时也可以通过震源模拟优化激发条件,使其能够激
发出具有最宽频带的地震波。在资料采集中,我们不能给出一个固定的
频率宽度极限值,但给出了计算这一频率宽度极限值的方法,即通过数
值模拟计算出特定激发、采集条件下的频率宽度极限值。
地震资料处理是提高地震资料分辨率的关键环节。通过对地震资料
经过处理各个环节后分辨率的变化情况的讨论,本文认为直接对地震资
料分辨率有提高作用的是反褶积技术和反Q技术。其它各处理环节如动、
静校正、速度分析和叠加技术是资料分辨率提高的基础。通过对反褶积
技术的理论基础和应用条件的研究,本文认为在理想条件(无噪音干扰
和子波已知)下,反褶积技术可以把子波压缩成尖脉冲。但是这在实际
中是不可能的,所以只能向着反褶积的理想条件努力。于是本文通过同
相叠加来提高资料信噪比和应用子波反褶积来提高反褶积效果,经过理
论和实际资料处理取得了好的效果。并且在高信噪比资料的基础上应用
反Q技术,也取得了好的效果。通过理论和实际资料处理,认识到:处
理是可以提高地震波分辨率,但应以客观采集的地震波频带和资料的噪
音为基础。得出把资料的频带拓宽到两倍是可能的,并且资料的噪音背
景也可以接受。
最后,本文在用井资料作为约束,提高复合波的分层的问题方面也
作了初步的工作。由于受到采集中客观条件的限制和地震数据处理能力
的限制,在没有外来的更精细资料的辅助,就地震自身提高分辨率是有
困难的。本文从测井资料中提取反射系数,在已知反射系数的条件下结
合并旁地震道计算出子波。对地震资料进行应用子波反褶积,取得了好
的效果。所以,今后利用井资料作为约束,是进一步提高地震分辨率的
一种途径。
通过对地震采集、处理和复合波的研究,本文建立了一套以分辨率
研究的基本框架,并指出了影响地震分辨率的主要因素,这为客观的认
识地震勘探的能力,为客观的提高地震波分辨率有指导意义。
关键词:分辨率,模拟,反褶积,叠加,神经网络