中国地质大学 地震地质综合解释学习报告

中国地质大学（武汉）

中国地质大学（武汉）资源学院

本科生课程（设计）报告

课程名称： 地震地质综合解释 学时： 32

题目： 如何看待地震资料的分辨率或分辨能力问题

学生姓名： 陈雨石 学生学号： 20101003393

专业： 资源勘查工程（油气方向）班级： 021103 报告评语： 任课老师： 李兰斌 完成日期： 2013.11.14

成绩： 评阅人签名： 日期： 备注：1、无评阅人评语和签名成绩无效； 2、必须用红色签字笔或圆珠笔批阅，用铅笔批阅无效； 3、正文应该有批阅标示内容；

4、建议用A4纸张打印；批阅报告及时交系办存档；

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如何看待地震资料的分辨率或分辨能力问题

陈雨石

（中国地质大学（武汉）资源学院，湖北武汉 430074）

摘要：地震分辨率一直是地震勘探研究的主要问题之一。特别是在在石油勘探工作中，油气藏的勘探、描述和管理，对高分辨率地震资料有着非常紧迫的需求。随着油气勘探开发的不断深入，地震勘探的目标越来越复杂，勘探深度不断增加，对勘探精度的要求也不断提高。因此许多新的技术也逐渐发展起来，对地震资料分辨率的研究，对于油气勘探有重要的理论和实践意义。

关键词：地震资料；分辨率；子波；地震资料处理；综合解释 中图分类号： 文献标识码：A

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究的难点和热点。利用地震响应分辨地下地质现象的能力，取决于地震记录分辨率的大小。早期,Ricker和Widess等人对单个地震道的分辨率进行了一般性论述。Sheriff对垂直分辨率和空间分辨率（即水平分辨率）进行了初步研究。Denham和Sheriff从理论上和实践上对偏移和未偏移地震剖面水平分辨率的限制因素进行了 较为细致的评述。Kallweit和Wood利用零相位子波详细讨论了多种分辨率准则。与此同时,Widess就地震系统的分辨力进行了定量分析并给出了一系列计算公式。Sheriff给出了零炮检距地震道水平分辨力的简要公式。Beylkin等人首先提出了地震成像分辨力的概念。Wu和Toksoz采用了地震层析成像和多源信息成像方法研究了成像空间分辨力与空间频率的覆盖区域之间的关系，但他们均未给出可以计算地震成像分辨力的直接表达式。Safar通过点散射积分法偏移讨论了限制横向分辨力的因素。Vermmer也分析了影响地震成像水平分辨力的因素。Kanapp讨论了厚层、薄层和韵律层的垂向分辨率，并提出了波形分辨率的概念。Seggern用实际计算的结果提供出地震记录样

式的三维偏移数据体可分辨的能力。Chen和Schuster导出了二维和三维偏移水平分辨力的极限。马在田等提出了广义空间分辨率的概念，并给出了原始地震道和成像地震道广义空间分辨率的定义和定量计算公式。程玖兵等进一步修正了积分公式的积分限,完善了广义分辨率概念。

在石油天然气勘探过程中，地震资料作用至关重要，即使在油气田的开发中，描述油气藏，乃至对油气藏开发的监测与管理，地震资料也大有作为。如寻找隐蔽的岩性—地层圈闭；研究井孔之间的非均质性；针对不同油藏类型，开展微构造、微沉积相、微裂缝、微界面研究，建立反映储层、岩性特性、流体相态连续变化的三维精细地质模型，为合理部署开发井网奠定基础,对油藏开发动态实时跟踪。所有这些集中到一点，就是不断提高地震资料的分辨率。

1 影响地震分辨率的因素

影响地震分辨率的因素包括地震和地质两个方面。地震因素应包括激发条件、接收条件以及后继资料处理和解释的各个环节。各种因素的作用结果最终都通过地震子波和地震记录

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噪声体现出来。地质因素对地震分辨率的影响主要表现为地震波在地层内传播过程中子波的变化。主要影响包括地层吸收衰减、表层影响、层间反射以及传播路径的影响等。前三者主要是通过改变地震子波特性来影响地震分辨率，而传播路径的影响主要指的是随炮检距增加，地震分辨率降低。这是由于相邻反射点在大炮检距表现出较小的波程差和旅行时间差所致，子波本身并未发生变化。换言之，非零炮检距道分辨率比零炮检距道低是先天造成的。

2 分辨率的可变性及相对性

对于同一组地震资料采用不同的处理方法或手段，其分辨率是可以改变的。例如,反褶积处理可提高剖面的垂直分辨率，而偏移则可以提高水平分辨率。此外，分辨率的可变性还表现在分辨率随空间位置和方向而变化。因此，在讨论地震分辨率时，应当明确指出所要研究的对象，而不是笼统地讲地震分辨率。

由于地震分辨率极限是根据地震波长的大小而定义的，而地震波长随空间位置又是变化的，因此，分辨率又具有相对性。对于相同的分辨力极限，分辨浅层和深层所要求的地质体的几何尺度是不同的。此外，处于大套均匀地层中的单一薄层，肯定比其处于薄互层中更容易被识别，原因在于其受上下层的影响较小，干扰小。换言之，一个在弱干扰背景下可以分辨的地质体，在强干扰背景下则未必可以分辨。再者，相对于不同的子波，分辨率也是不一样的。形象地讲，子波好比一把尺子，不同的子波代表不同精度的尺子，用其测量地下同一地质体所得到的测量结果的精度自然也就不一样。但对于一个确定的震源子波，其确定地下地质体的精度或分辨

率总是存在一个极限。所以，要提高分辨率，必须改变震源子波的特性，即改用高精度的尺子。提高震源子波分辨率是高分辨率地震勘探的基础和关键。这方面也已经得到了足够的重视，许多学者都在投入到研究中去。

3 信噪比和分辨率

没有高信噪比，奢谈高分辨率，无异于缘木求鱼。在地震资料采集过程中，来自地下或环境的、各种不同类型的相干或随机干扰，严重地影响着地震资料的品质。为提高资料的信噪比、改善地震剖面的品质，多次覆盖方法至今仍然发挥着至关重要的作用。随着地震采集技术和装备的不断进步，从最初的6次覆盖到12次、24次、30次覆盖，至今60、70次甚至更高的覆盖次数，如有的三维可变面元设计，25m×25m面元覆盖次数可高达400次，变观处甚至达到了七、八百次。由于对多次覆盖的过度依赖，以致对单炮去噪和剔除废道等处理环节存在某种程度的忽视。

对于信噪比较低、静校正问题严重、面元中炮检距分布不均匀的资料，仅从地震剖面和CDP道集上往往很难判断信噪比。如果在地震炮集上都很难看出反射同相轴，匆匆做叠加处理，其效果可想而知。叠加剖面上的问题，应当回到CDP道集乃至炮集去寻根索源，设法解决。多次覆盖的作用在于，包含有效波的道通过同相叠加，实现反射信号的相互加强。而信噪比为零或近乎零的记录道加入，只能抵消叠加方法信号加强的功效。这样的道不仅仅是影响地震剖面的品质，其实在做速度谱和剩余静校正时就已经在产生着负面的影响。这样的道不下功夫剔除或者是懒得下功夫剔除，指望叠加提高信噪比，恐怕只能是事倍功半，甚至南辕北辙。叠前去噪和子波一致

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性处理，应该是地震资料处理最基础的至关重要的第一步。三维地震资料处理的基本流程大致可分成三个阶段：①叠前去噪、子波一致性处理、信号加强；②静校正、求速度场；③叠前偏移。叠前去噪包括尽可能精细地去除记录上存在的各种随机噪声和相干噪声，剔除废炮、废道，使单炮记录表现较高信噪比。至于子波整形或者说反射波形一致性处理，以及在炮集上的信号加强，不仅是做好静校正、求速度场所需要的，而且也是之后做好偏移的基础。从地震道褶积模型考虑，做线性处理的子波整形和改造，并不会影响剖面最终的分辨率。从有利于做速度谱和剩余静校正考虑，对于有较大剩余静校正量的资料，选择主频较低的子波较为适宜。如今地震采集施工中都有现场处理，最适合于完成这些工作，起码应该完成叠前去噪的工作。不同的施工区块，几乎不可能有相同的施工环境和地质条件，叠前去噪工作放到采集现场，有利具体情况具体分析，深入研究。实现采集与处理的一体化，有利提高资料采集质量。

4 提高分辨率是一个系统工程

地震勘探采集、处理及解释技术的整体发展进步，是地震资料分辨率提高的关键所在。发展和应用提高地震资料的处理技术同样是地震资料处理解释中的重要环节。如前所述，子波好比一把尺子，不同的子波代表不同精度的尺子，用其测量地下同一地质体所得到的测量结果的精度自然也就不一样，小波理论被誉为近代的数学“显微镜”，在信号分析、量子物理、模式识别、图像处理、奇异性检测、谱估计等方面获得了广泛的应用。它继承和发展了短时傅里叶变换局部化的思想，克服了窗口大小不随频率变

化、缺乏离散正交基的缺点，具有时频局部性、多分辨分析等特性。利用小波变换的时频特性，可以实现对地震资料的分频重构，提高地震资料的分辨率。此外，广义S变换和反Q滤波同样是较好的提高地震资料分辨率的方法。

长期的实际工作和研究表明，各种方法由于技术原理、参数选取以及处理解释人员经验认识等方面的差异，提高分辨率的效果也不一样。因此，不能说哪种方法优于其它方法，而是各有优劣。在实际使用时，要根据具体的处理解释需要，选取合适的处理方法和适当的处理参数。比如，如果提高分辨率的结果主要是用来进行地质构造解释，那么压制低频、拓展高频的方式是合适的；但如果提高分辨率的结果需要用来进行属性分析、储层预测, 则不宜使用严重破坏原地震数据频谱结构的方法。总之，叠后地震资料分辨率的提高应当根据原始地震资料的特征及后续的处理解释工作，选取合适的提高分辨率方法。提高分辨率的结果是在原始地震信号的有效频带范围内，对信号的能量进行重新分配，它不可能产生原始信号中本来不存在的高频成分，只能增强有效频带内高频信号能量的强度，达到提高分辨率的目的。单纯依靠提高叠后地震资料分辨率的处理方法，并不能从根本上解决地震资料分辨率不足的问题，地震分辨率的提高需要地震采集、处理和解释各个环节的改进与提高。

5 高分辨率地震资料的应用

在油气行业中，高分辨率地震资料对石油及天然气的勘探和开发均有极大的作用。随着勘探目标日趋隐蔽和复杂，地震资料分辨率问题已成为制约老油田进一步勘探开发的主要矛

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盾。以胜利油区为例，高分辨率地震资料的解释应用，大大地提高了隐蔽性油气藏和复杂小断块油气藏的描述精度。在对车408、车22、田家等高分辨率地震资料采集和处理中，高分辨率地震资料在解释小断块、储层预测、精细描述砂体、刻画小幅度构造、提高开发效益和指导开发方案设计等方面效果显著。这说明高分辨率地震资料在反映大的构造格局及构造形态方面与常规三维资料变化不大，但在解释小断块、小幅度构造和地层岩性等复杂隐蔽油气藏方面有着任何资料不可替代的优势。另外，叠后提高分辨率处理进一步提高了资料的分辨能力，提高合成地震记录层位标定精度的方法为高分辨率资料综合解释奠定基础，多井测井约束反演、储层厚度反演、三维可视化技术、地震相干分析和多参数分析等高分辨率综合解释技术为精雕细刻复杂隐蔽圈闭提供了很好的技术手段。

6 结束语

地震资料中蕴含着丰富的地震信息。这些地震信息是地下构造、地层结构、储层发育程度及物性、含油性等参数的综合反映。而分辨率是地震资料的重要参数之一，与普通地震资料相比，高分辨率地震资料的主频高、频带宽、断点清晰，小断层、小幅度构造、砂体、地层沉积现象等反射特征清楚，显示合理，具有较高的分辨率和信噪比。

提高地震资料的分辨率是地球物理勘探领域研究的难点、热点，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。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判断，仍然缺乏系统的量化评判标准。因此，是否能够用地震资料

频谱特征的适当方式客观、量化地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。这也说明了地震分辨率研究中还存在许多的问题，认识上还有很大的不一致性。

油气勘探开发等地质工作离不开地震技术，而在未来的地震勘探活动中，随着高新技术的应用和实际工作中新问题的不断发现，高分辨率地震资料必然会有很大需求并且越来越重要，对地震分辨率的研究在未来相当长的一段时间里都会是地震勘探研究的重要组成部分，也是研究者们需要关注的方向。

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