地震资料分辨率表征研究

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1、石油天然气学报(江汉石油学院学报)2009年10月第31卷第5期·50·JournalofOilandGasTechnology(J1JPI)Oct12009Vol131No15地震资料分辨率表征研究刘浩杰(胜利油田有限公司物探研究院,山东东营257000)[摘要]地震资料分辨率的准确表征是提高分辨率研究的难点和关键之一。针对正演模拟、实际地震和井间地震资料,从客观量化角度对地震资料分辨率与频谱特征参数的关系进行了研究。结果表明:地震资料分辨率可由地震子波更准确表征;在有效频带范围内,主频和优势频带随着分辨率的提高逐

2、渐向高频端移动,在地震资料高频信息增多的同时,其低频特征参数表示的低频信息相应减少;地震资料分辨率的表征呈现复杂性、多样性和系统性。[关键词]地震资料;分辨率;地震子波;主频;有效频带;优势频带[中图分类号]P631144[文献标识码]A[文章编号]100029752(2009)05200502051问题的提出地震资料分辨率是地球物理勘探开发领域的关键参数之一,提高地震资料的分辨率一直是国内外研[1]究的难点和热点。但对地震资料分辨率的量化表征,或者对提高分辨率方法效果的分析,仍然缺乏系统的量化评判标准。地震资料分辨

3、率表征存在的问题具体表现在以下几方面。问题之一是地震资料分辨率的实际评价与分辨率理论研究的不一致。地震资料分辨率是指用地震记录沿垂直方向所能分辨的最薄地层的厚度,其理论研究一般是基于地震子波的各种时域或频域特征。李庆忠院士利用带限子波对地震[2][3]资料分辨率进行了系统的研究,云美厚等研究了地震分辨率与地震地质解释能力之间的关系,表明了地震资料分辨率只决定于地震子波的特性。因此,对于地震资料分辨率的评判,应该研究其对应的地震子波。但在实际应用中,可能是由于缺乏准确的子波求取方法,也可能由于研究成果毕竟是建立在理论褶

4、积模型的基础之上,对实际地震资料分辨率的评判常常直接利用地震记录的频谱特征来表述(即主频提高多少,频带展宽多少,或者高频拓展多少)。这种理论研究与实际评判参数的不一致表明,必须从实际地震资料出发,研究有效的分辨率表征方法和参数。问题之二是地震资料频谱特征参数的客观量化准确分析存在很大困难。其原因包括:①地层层位或反射系数的不均匀性,使得子波与地层反射系数的褶积作用所得到的地震信号的功率谱或振幅谱存在频谱缺口和一定程度的不稳定性;②实际谱分析方法、谱分析时窗不同对分析结果有重要的影响;③地震资料的量化频谱特征参数的确定

5、基本属于经验性质(如以-18dB表示的优势频带等),并不一定是普遍规律,在某些区域或者对某些研究结果的分析需要特殊对待。这导致地震资料分辨率的表征缺乏系统性、客观性和一致性。问题之三是谱特征参数表征地震资料分辨率提高效果的方式及可靠性。提高地震资料的分辨率是地球物理勘探领域研究的难点、热[4～6]点,因此不同的学者和研究机构提出了不同的方法,分辨率提高后的频谱特征也呈现众多不同的特点。因此,是否能够用地震资料频谱特征的适当方式客观的、量化的论证提高地震资料分辨率的可靠性仍然是尚待探讨的问题。有些提高分辨率的方法在提高

6、地震资料分辨率后,其频谱特征呈现高分辨率地震资料完美的特征,但在解决实际问题中却难以应用。基于以上地震资料分辨率表征所存在的问题,笔者基于不同分辨率的正演模拟地震资料、实际地震资料和井间地震资料,以及其对应的地震子波,系统地研究量化频谱特征参数与分辨率之间的关系。所研究的量化频谱特征参数及定义如下:①主频———功率谱或振幅谱最大幅值处的频率;②中心频带(中[收稿日期]2009206205[基金项目]中国博士后科学基金项目(20070411107);国家“863”计划项目(2007AA060504)。[作者简介]刘浩杰

7、(19762),男,1998年江汉石油学院毕业,博士,副研究员,现从事油藏综合地球物理研究工作。第31卷第5期刘浩杰:地震资料分辨率表征研究·51·心频带上、下限)———主频两边1/2最大功率谱处的频率;③优势频带(优势频带上、下限)———主频两边最大功率谱的-18dB处的频率;④截至频带或有效频带(截至频带上、下限)———功率谱或者振幅谱能量发生突变处频率。2正演模拟地震资料分辨率分析211精细地质模型不同分辨率的正演模拟对正演模拟地震资料进行分辨率研究的优点就是能够综合研究地震资料,从地震资料中提取子波、实际理论

8、子波的特征,研究地震资料分辨率与地震子波频谱特征的关系。在垦71区块两口井的真实声波时差曲线和分层信息的基础上,结合地质构造信息,通过平行插值建立了接近于真实情况的精细地质模型。针对实际地质模型的反射系数剖面,基于基本褶积原理,利用不同主频(40、60、80、100Hz)的雷克子波得到了不同分辨率的正演模拟地震剖面。由正演模拟结果的比较中可以定