譜整形提頻處理技術(shù)在D區(qū)塊疊后數(shù)據(jù)的應(yīng)用

馮占勛

摘要：本文提出了一種基于疊后數(shù)據(jù)的提頻處理技術(shù)，通過(guò)高頻補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ垢哳l弱信號(hào)能量得到增加，進(jìn)一步拓寬頻帶，達(dá)到提頻的目的。

關(guān)鍵詞：譜整形;分辨率;高頻補(bǔ)償;精細(xì)解釋

1 引言

決定地震資料分辨率的主要因素于兩個(gè)方面，一個(gè)是高分辨率地震資料采集技術(shù)[1-2]，另一個(gè)是高分辨率處理技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)外提高地震資料分辨率的方法技術(shù)主要包括：靜校正處理、高保真去噪、反褶積技術(shù)，高精度速度建模、合理的偏移成像、反Q濾波和譜白化等技術(shù)。

2 基本原理

譜整形的目的就是提升原始疊加剖面的頻率，重點(diǎn)在其高頻成分，具體實(shí)現(xiàn)方法就是應(yīng)用基于輸入數(shù)據(jù)振幅譜驅(qū)動(dòng)的頻率域零相位反褶積。反褶積的目的是推導(dǎo)出一個(gè)反褶積算子F（f）濾波器，并將其應(yīng)用到記錄道X（f）上，估算反射系數(shù)R（f），公式如下：

R（f）= X（f）* F（f）（1）

為了得到反褶積算子，我們?cè)陬l率域中建立地震道褶積模型，公式如下：

X（f）= R（f）* Wt（f）+N（f）（2）

其中：X（f）是記錄原始信息的地震道;R（f）期望輸出的地震反射系數(shù);Wt（f）未知時(shí)變地震子波;N（f）未知背景噪音。

公式里我們有三個(gè)未知數(shù)，R（f），Wt（f）和N（f），只有一個(gè)已知量X（f），因此在零相位反褶積過(guò)程中至少要滿(mǎn)足如下的假設(shè)條件。

（1）假設(shè)噪聲項(xiàng)可忽略不計(jì)，公式2縮減為：X（f）=R（f）* Wt（f）;

（2）假設(shè)時(shí)變子波是穩(wěn)定的時(shí)不變的，不一定是整道都是時(shí)不變，只要在一些時(shí)窗范圍內(nèi)子波是時(shí)不變的，即Wt（f）=W（f）;

（3）假設(shè)地震子波是零相位的，W（f）=|W（f）|

（4）假設(shè)如果地下反射系數(shù)是隨機(jī)的，那么反射率是不相關(guān)的，振幅譜接近白色，R（f）=constant.

褶積振幅部分變成：X（f）=constant x|W（f）|，也就是說(shuō)地震道的振幅譜與子波的振幅譜成正比，事實(shí)上反射系數(shù)的均方根常數(shù)可以忽略，那么，

|W（f）|=|X（f）|.反褶積就是用估算子波的逆濾波對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理。

R（f）= X（f）/|X（f）|

3 技術(shù)方法

高頻補(bǔ)償技術(shù)是將譜整形后的疊加數(shù)據(jù)與原始疊加數(shù)據(jù)進(jìn)行合理有效的加權(quán)疊加，有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一是譜整形后的頻率和疊加剖面，譜整形要盡可能在疊加剖面不失真的前提下抬高其高頻成分，以保持振幅的保真度，并去除由于頻率提髙所帶來(lái)的噪音干擾，亦可濾除不需的頻率成份，將剖面處理到滿(mǎn)足疊加加權(quán)所需數(shù)據(jù);二是譜整形后剖面的比例系數(shù)K，K的選取要依據(jù)疊加剖面資料特點(diǎn)和地質(zhì)解釋需求而定，需要極高分辨率時(shí)可提高K的取值范圍，但要保證數(shù)據(jù)的保幅保真度，既要滿(mǎn)足保留原始數(shù)據(jù)低頻信息，又要將譜整形后的高頻成分得以體現(xiàn)。具體公式如下：

其中：Y代表期望輸出數(shù)據(jù)，即寬頻疊加后的成果數(shù)據(jù);A代表原始疊加剖面，該數(shù)據(jù)的頻率作為基礎(chǔ)頻率;B是在A基礎(chǔ)上通過(guò)零相位反褶積譜整形，擴(kuò)展高頻成分后的疊加剖面;K是比例系數(shù)，以原始疊加剖面頻率成分為基礎(chǔ)，將拓展頻率范圍后的疊加剖面乘以相應(yīng)的系數(shù)反加回來(lái);i代表地震數(shù)據(jù)的地震道，以一個(gè)地震道為基礎(chǔ)進(jìn)行處理;n代表地震數(shù)據(jù)的總道數(shù)，單道處理后進(jìn)行疊合。單獨(dú)使用A，剖面頻率低，頻帶范圍窄，分辨率無(wú)法滿(mǎn)足儲(chǔ)層內(nèi)部識(shí)別;單獨(dú)使用B，剖面頻率成分高、分辨率高，損失低頻有效信息，基于原始數(shù)據(jù)頻譜控制的寬頻疊加技術(shù)是將二者結(jié)合起來(lái)，將拓頻后的數(shù)據(jù)乘以相應(yīng)加權(quán)系數(shù)再與原始剖面相加，這樣既保護(hù)了原始數(shù)據(jù)的頻率信息又拓展了頻帶范圍，提高了分辨率，為儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和層間識(shí)別提供高質(zhì)量可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。同時(shí)在提頻處理的過(guò)程中利用信噪比譜、井曲線及提高分辨率后頻譜三者加以質(zhì)控，合理挖掘高頻潛力，保證結(jié)果的可靠性。

4 應(yīng)用效果

D區(qū)塊構(gòu)造復(fù)雜，目的層地震反射能量弱，信噪比低，儲(chǔ)層內(nèi)部結(jié)構(gòu)識(shí)別難度大。圖1是提頻處理前后對(duì)比剖面及頻譜分析圖，可以看出原始疊加剖面頻率低、層間細(xì)節(jié)不清楚，頻譜分析顯示頻率范圍窄，主頻低，高頻成分缺失，資料分辨率不能滿(mǎn)足解釋人員的需求。經(jīng)過(guò)譜整形提頻技術(shù)處理后，可以看出剖面的分辨率有很大提高，頻率成份更加豐富，主頻得到一定提髙，層間細(xì)節(jié)信息更加豐富，斷層面更加清晰，波組關(guān)系清楚，橫向分辨率好，頻譜分析顯示高頻成分得到有效提升，主頻提高，頻帶范圍得到拓展，同時(shí)其低頻成份得到了很好的保持，分辨率明顯提高，同時(shí)剖面能量與井對(duì)應(yīng)較好，一些小地質(zhì)體和小構(gòu)造在剖面上均有體現(xiàn)（圖2），為隱蔽油氣藏的勘探，提供了高品質(zhì)的地震資料。

5 結(jié)論

1、基于疊后數(shù)據(jù)的譜整形提頻技術(shù)既保護(hù)了低頻信號(hào)，又拓寬了資料的頻帶和主頻，大大提高了地震資料分辨率;

2、該技術(shù)能有效提高小構(gòu)造、小地質(zhì)體及其邊界的清晰度，為隱蔽油氣藏的地震識(shí)別勘探提供了高品質(zhì)的資料基礎(chǔ)。

3、該技術(shù)方法資料基礎(chǔ)要求低，適用性強(qiáng)，在D區(qū)塊已經(jīng)進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用，并取得了很好的處理效果，在其它構(gòu)造復(fù)雜區(qū)塊可推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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