第2章 反褶积-1.doc

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1、第二章反褶积反褶积是借助压缩基本地震子波来改善时间分辨率的一种处理过程。为搞清这一过程要求综合研究正演问题，即必须首先研究记录的地震道的积木式分段单元。地层是由不同类型岩性的岩层组成的，每种岩石类型都有地球物理学家所可利用的某种物理特性。至于地震勘探，则根据波传播速度和岩层密度确定岩层。密度与速度的乘积称之为地震波阻抗，地震资料分析期望的最终成果就是地震波阻抗剖面。我们有在井中直接检测岩层速度和密度的方法，这种方法能向我们提供地震波阻抗与深度的关系。在地面上沿测线记录到的地震反射波就是由于两地层之间的波阻抗差引起的。记录到的反射记录可通过反射率与震源

2、子波的褶积来模拟。下面分别对褶积模型、各种反滤波进行介绍，并给出应用实例。2.1褶积模型我们从图1给出的一个实际声测井记录入手，该声测井曲线是层速度与深度的关系图。实际的速度测量是以2英尺的采样间隔在1000－5400英尺之间的深度段内完成的。借助简单的斜坡把速度函数外延至地面。该声测井记录显示出明显突变和强低频趋势特征，这两者构成了总的速度变化。实际上我们通常用CMP道集作速度分析进行估算的就是这种低频趋势。对声测井曲线可通过人工分段提取其速度趋势，其结果可列表如下：由声测井记录确定的层速度趋势表1地层序号层速度(ft/s)深度范围(ft)1210

3、001000—2000219000※2000—22503187502250—25004126502500—37755196503775—5400※实际上该层速度是逐渐减小的。我们所做的就是形成一组恒定层速度的层组。把测井曲线进行这种分段多少有点类似于地质家对假想的地下模型所做的分层。地质家是根据岩性分层，而我们根据声测井曲线的分段性质提取的分层则是以速度差为依据的。下面对表1中所确定的地层的岩性分类：地层序号岩性1234灰岩泥质灰岩(泥岩含量逐渐增加)泥质灰岩泥岩5白云岩在声测井曲线的低频趋势上附加有高频分量。这些急剧变化的波动表明岩层局部特性的变化

4、属性。例如灰岩层可能含有砂泥岩夹层。岩层中的孔隙度变化可能产生较低的层速度。我们还要注意到，测井资料确实精度有限，有些高频变化，特别是以周波跳跃的形式出现的，并不是真实的。不过在实际工作中，我们尽力消除这些问题。速度和密度测井资料为地球物理特征转换成地下实际地质剖面提供了依据。现在我们的工作是确定测井记录与实际的地震记录道的关系。地震波阻抗定义为密度和速度的乘积。根据实际观测，我们了解到，与速度随深度的变化相比，密度的变化是非常小的。因此，我们可以假定波阻抗差基本上与岩层间速度差是相同的。当然也未必都是这种情况，但这种假设在目前的讨论中，使我们可以只

5、用声测井记录。建立地震道正演模型的第一组假设是：假设la．地层由许多常速水平层组成；b．震源产生的平面纵波，沿法线入射到地层界面，在这种情况下不产生横波。在构造复杂地区，第一种假设是不成立的。第二种假设要求我们必须用零炮检距资料工作，而实际上我们从来都不用自激自收的方法采集数据。但是另一方面，如果地层界面较深，相对来说排列长度较小，我们就可以认为在已知界面上的入射角很小，基本上可以忽略反射系数对角度的依赖。根据假设1a、b，我们定义与界面有关的反射系数，比如说第1层和第2层之间的反射系数r=[I(2)－I(l)]/[I(2)+I(l)]，式中I是与每

6、层有关的由密度和速度乘积给定的地震波阻抗。这里我们还假设密度随深度是不变的，因此，e=[v(2)-v(1)]/[v(2)+v(1)]。在垂直入射时，反射系数是反射波振福与入射波振幅之比。进而，从它的定义我们看出，反射系数就是声阻抗变化与两倍的平均声阻抗之比。如果v(2)大于v(1)，则反射系数为正；如果v(2)小于v(1)则反射系数为负。在图1中还绘出了由声测井曲线v(2)计算出的反射系数e(z)(z是深度变量)。每个尖脉冲位置给出了地层界面的深度，而每个尖脉冲的大小则给出界面反射波振幅占入射的单位振幅平面波的振幅的比例。现在我们把由声测井记录求得的

7、反射系数序列转换成时间序列。我们选择一个采样间隔比如说2毫秒，那么知道了速度函数之后，其深度轴就可以转换成双程垂直时间轴，如图1(c)所示。反射时间序列e(t)的常规显示也用变面积加波形(相同的序列重复6次以增加强反射的识别度)的形式显示出来。该反射系数序列e(t)代表由等时间间隔、即采样率所划分的一系列假想地层界面的反射率，这种地层模型称之为Goupilland模型。因为地震波是按时间记录的，所以我们需要用这种地层模型工作。由e(t)可以识别主要的反射，由地层2和3之间的界面产生的反射约在0.3秒，而来自4至5层之间界面的反射约在0.5秒。反射系数

8、序列e(t)仅由“一次”反射组成。我们必须把层外及层间多次反射波考虑在内以获取更真实的反射率序列。如果我们有