高分辨率地震勘探综述 2.docx

高分辨率地震勘探综述摘要高分辨率是地震勘探的一个重要研究方向，涉及地震数据采集、处理和解释等各个方面。在回顾高分辨率地震勘探发展历程及存在问题的基础上，重点阐述了高分辨率的评价机制，并对近年来发展的高分辨率方法原理及应用实例进行了详细介绍。高分辨率是一个系统工程，实际生产中的各个环节都有可能对分辨率造成影响，因此，高分辨率不仅仅局限于某个单独的技术，需要同时发展采集、处理和解释各方面的技术，尤其是借鉴交叉学科的新方法。关键词：采集；处理；解释；高分辨率；评价机制1 概述1.1 高分辨率勘探的目的及技术发展历程地震勘探是一种应用地震波在地下介质中的传播来对地下地质构造和岩性进行测量的技术，经过近一个世纪的发展，该方法已经成为最有成效的油气勘探物探方法。纵观地震勘探的发展历程，高分辨率一直是科研、生产的重点和难点。诚然，高分辨率地震勘探是一个系统工程，从地震资料采集、处理到解释，每一个环节都对分辨率有着重要的影响。虽然采集、处理和解释分属不同的环节，考量高分辨率的角度也有所不同，但三者是有机联系的。首先，野外地震数据的采集质量直接关系着地震勘探的成败，只有在采集质量得到保证的前提下，处理技术（诸如静校正、拓频和压噪技术等）才有发挥的空间，而地震处理得到的剖面又是解释的基础，解释成果则是高分辨率地震勘探的最终目标，三者环环相扣，紧密联系；其次，采集、处理和解释的方法也是相互影响和促进的，例如，采集观测方式的改变有可能对处理方法或参数提出新的要求（如可控震源采集对处理提出了谐波压制的要求等），解释方法的突破也有可能对处理提出新的标准（如AVO解释技术要求处理方法具有高保真度等）。在阐述高分辨率地震勘探之前，有必要先介绍一下分辨率的概念及主要影响因素。地震勘探分辨率是基于地震测量技术对地下构造进行空间测量的精度描述，在反射波地震勘探中可以概括如下：可分辨的最小地质体的厚度或最窄地质体的宽度，前者称为垂（纵）向分辨率，后者称为横向分辨率[1-2]。马在田[3]（2004年）又提出了偏移成像广义空间分辨率的概念，扩展了分辨率的范畴。对于垂向分辨率，不少学者从不同的角度进行了研究，形成了几个具有代表性的分辨率标准，如Rayleigh准则[4]（分辨率极限为）、Ricker准则（分辨率极限为）和Widess准则[5]（小于），其中，是目前生产中最常用的分辨率判断标准。上述准则都是以地震子波波长作为定量估算垂向分辨率的参量，这表明，在地震波速度一定的情况下，地震子波的优势频带越高，波长（主周期）越短，则垂向分辨率越高。对于横向分辨率，人们一般用菲涅尔带的半径进行描述[6]。横向分辨率主要取决于勘探深度、地层速度和地震波频率，速度越小、深度越浅、频率越高，则横向分辨率越高，反之亦然。广义空间分辨率除了与频率、速度有关，还受深度、距成像点地面投影的水平距离及炮检距等因素的影响[7]。高分辨率地震数据采集技术主要体现在激发和接收两个方面。首先，激发效果的好坏，直接决定地震数据品质的高低。激发震源所产生的地震子波需要满足四个条件：1.具有较宽的频带，包含足够多的高频和低频成分；2.具有较高的主频，能够满足纵、横向的分辨率要求；3.具有足够强的能量，保证深层反射波能被地面检波器接收；4.具有较好的信噪比水平，尤其是高频成分的信噪比，为处理阶段改善信噪比提供必要条件。在科研和生产中，人们对激发因素的研究重点集中在埋藏井深和药量（以炸药震源为例）等方面[8-13]。其次，接收是另一个影响地震数据采集质量的关键点，包括检波器类型及组合方式、面元大小、炮检距、道距、覆盖次数等因素[14-16]。在具体生产中，需要对工区进行反复试验，获得最佳激发接收参数，尽可能提高采集数据的信噪比、拓宽有效波频带范围以及提高地震子波的主频等。高分辨率地震资料处理技术是在数据有效采集的基础上拓宽频带、提高主频，其本质是对弱有效信号（一般指高低频成分）进行真振幅恢复。常用的方法主要分三大类：反褶积、吸收补偿及基于时频谱的拓频技术。反褶积的基础是维纳滤波和褶积模型，实质是从输出信号中提取或恢复原始信号，通过压缩地震子波，达到展开频谱、提高资料分辨率的目的。Robinson等[17]（1967）建立了预测反褶积的理论基础，有效地压制了海上鸣震和多次波。Ulrych T.J.[18]（1971）提出了同态反褶积，规避了地震子波最小相位及反射系数白噪的假设，可以同时提取地震子波和反射系数。Wiggins[19]（1978）在反褶积中引入了熵的概念，提出了最小熵反褶积（MED），可以有效加强尖脉冲的特性，增强剖面“亮点”的识别能力。20世纪80年代出现了最大似然反褶积[20]，该方法有效地解决了传统反褶积无法进行信噪分离的缺点，实际资料测试表明，该方法可以求出高分辨和高信噪比的反射系数。随着盲系