地震勘探频谱及分辨率简述
高分辨率地震勘探综述 (2)
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A VO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]。
高分辨率地震勘探
第一节 高分辨率地震勘探概述
1）高分辨率？ 2）如何识别分辨率？
从剖面 中如何 看分辨 率高 低？？
第一章 高分辨率地震勘探
第二节 地震勘探分辨率
地震勘探分辨率
垂直分辨率 水平分辨率
第一章 高分辨率地震勘探
第二节 地震勘探分辨率
一、地震勘探分辨率的概念、准则
1、垂直分辨率
当反射体半径小于这个范 围则不可分辨，大于这个范 围反射波才可分辨。
L1
1 h
2
h
R3
R2
R0
R1
第二、三Fresnel带
第二Fresnel带中各点对应的传播时间与 中心点传播时间差在1/2-1周期间；
第三Fresnel带中各点对应的传播时间与 中心点传播时间差在 1-3/2周期间；
第四。。。。
几点重要结论：
从地震记录上一般不能辨认出反射界面的位置，也看 不出有多少反射界面；
地震记录上不能看出子波的形状； 地震记录上某个波峰、波谷不一定能代表某个反射界
面； 由波峰或波谷的幅度大小一般不能确定反射系数的大
小和符号（极性）； 压缩子波长度是提高纵向分辨率的关键。
第一章 高分辨率地震勘探
第一章 高分辨率地震勘探
第二节 地震勘探分辨率
（2）其它因素
层间多次波
R R R R
（a）入射波
（b）反射波 层间反射示意图
第一章 高分辨率地震勘探
第二节 地震勘探分辨率
三、分辨率与信噪比的关系
地震记录上有各种噪声，例如面波、声波、 随机干扰、多次波等，这些噪声大大的影响了 地震记录的分辨率。所以要提高分辨率，首先 要消除噪声，提高信噪比。
λ＝VT，当地层厚度为λ/4时，顶、底反射同相叠 加，振幅产生极大值，这时的地层厚度叫调协厚度，这 也是反射分辨率的极限（书上这么说）。
地震勘探
Rayleigh defined the vertical resolution as being about λ/4. Ricker used a slightly different criterion, which resulted in a slightly smaller resolvable limit. Widess also used a different criterion of λ/8.
Resolution refers to the minimum separation between two features such that we can tell that there are two separate features rather than only one. With respect to seismic waves we may think of how far apart two interfaces must be to show as separate reflectors.
二、地震波的横向分辨率(Horizontal Resolution)
在煤矿开采过程中，人们往往更需要了解煤层的横向变化情况，如断层、尖灭、冲刷带等等。这意味着地震资料应具有较高的横向分辨率，而这经常
第四章 地震资料的解释 来自Interpretation of Seismic Data
第一节 地震分辨率
Resolution
地震分辨率是可分辨的最薄地层厚度或最窄的地质体宽度，前者称为纵向分辨率，后者称为横向分辨率。
一、地震波的纵向分辨率(Vertical Resolution)
纵向分辨率是指沿地层垂直方向所能分辨的最薄地层的厚度。以煤层为例，纵向分辨率就是刚好分开煤层顶、底界面反射波的极限厚度或双程旅行时间。 Rayleigh、Ricker、Widess根据自己的研究提出了不同的准则，这三种纵向分辨率准则并不存在根本差异。Rayleigh准则和Widess第一准则分别用λ/4和λ/8作为纵向分辨率，而Ricker准则介于二者之间。
地震勘探频谱及分辨率简述
地震波水平最大分辨率 菲涅尔带 在O点自激自收，子波在 OR1与
OR0之间反射的时间差是半个周期， 认为R0R1半径内的信号能够互相加强， 小于R0R1半径的地质体在地震剖面上 无法识别。
R0R1= 0.5λh
f=
Vh 2（R0R1）2
频率与地质体半径的平方成反比
振幅
主频
频率
地震子波一般为零相位子波，能量集中在中央主瓣上， 其频谱成份宽，地震分辨率高
频谱
振幅
时间
越窄的脉冲，频谱越宽 （也可以这么认为：合成该脉冲需要的简谐波越多） 所以地震勘探也可以这样理解，多个简谐振动在同一地点，同一时间，同一速度往 同一方向传播，这些简谐振动遇到地层界面后反射回来，由检波器接收，形成地震 记录。所以子波的频谱决定了地震记录的频谱范围（类似于蓝光照射到镜子上反射 回来不可能成为红光，也不可能比原来的光照强）。
物探原理 地球物理研究偏重于数学算法，而忽略了本身的物理意义，本人从理论出发， 结合研究实际，探讨一下地震资料分析及运用方面的一些看法 首先简单描述下地震激发接收过程
地震勘探原理 (2)精选全文
Impedance Inversion 反演成波阻抗或积分地震道
Interpretation 解释——层位标定、砂层追踪及厚度推算等等
4
二、分辨率的基本概念
1. 严格的分辨率定义
要使两个地震波完全分开，必须两个子波脉冲的包络完全分开，如果两 个子波的包络连在一起，必然互相干涉，两个波的振幅、频率必然含糊不清 。 Knapp认为：垂向分辨率应该用地震子波脉冲的时间延续度来定义。
t
1 2.3 f
f ：地震子波视频率（主频）
厚度分辨率： zR
z
v tR 2
*
4.6
zR ：可分辨厚度 如 V=3000m/s f =30Hz
所以 zR =22m
以上公式假定了地震子波是理想的雷克子波。 在上述分辨厚度时，相邻两个雷克子波的过零点互相重合。 最小相位子波和混合相位子波可分辨厚度更差。 Rayleigh 指出：“一个反射波的分辨率的极限是 1/4 波长。”
60Hz的包络相同，但子波振动相位数却不同。
(2)相对频宽
f2与f1相除称为相对频宽R，即 R= f2/f1 或倍频程数：OCT=3.32Log10(f2/f1)。 倍频程相同（即相对频宽相同），波形是相同的，只是波形的胖瘦不同，因此分辨率
不同。
如： 10—40Hz B=30 R=4 胖
20—80Hz B=60 R=4 瘦，分辨率高
当然比较简单，有时 10—30Hz 曲线似乎也反映得不错，但是当砂泥岩互层比较复杂时，频宽 就十分重要了。
40―50Hz的曲线频带太窄，根本不能反映砂层的存在，而40―160Hz的曲 线虽然绝对频宽很宽，但对模型的反映也很差，因为缺乏低频。
结论：分辨率与频宽成正比这句话虽然不错，但是并不能光看频宽数值愈大 愈好，还要注意不要丢掉低频成分，那种丢掉低频成分的，表面上看来主频 较高的分辨率是假分辨率。
地震勘探原理03第二章 地震信号的频谱分析
u1(t)=Acos(ωt+α)
A, ω, α 振幅，频率和初相位 u1(t)=Acos(ωt+α) ＝ A【cosωtcos α－sin ωtsin α】
＝acos ωt＋bsin ωt
其中，a＝Acos α, b=-Asin α
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6
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7
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8
第三节 频谱资料的获得与整理 一 获得信号的频谱的方法简介 1 连续信号f（t）的频谱F（ ω）
F ( ) f (t )e
j . .t
dt
2
离散
二
地震频谱资料的计算，整理和显示中的一些问题
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主频 0 频带宽度＝ 2 1
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第四节 地震频谱的特征及其应用
一 基本概念
频谱分析：frequency spectral analysis
就是利用傅立叶方法对振动信号进行分解并进而对 它进行研究和处理的一种过程 傅立叶：Fourier
1 it F ( ) f ( t ) e dt 2 1 it f (t ) F ( ) e d 2
u(t ) S ( )e
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五 设
褶积定理 u1(t) u2(t) S1(ω) S2(ω)
u1 ( )u2 (t )d S1() S 2()
u1 (t )* u 2 (t ) u1( )u 2(t ) d
两个函数褶积的频谱等于它们的频谱的乘积
《地震勘探原理》第2章地震信号频谱分析
二、线性叠加定理
设有N个函数 u1 (t ),u2 (t ),u N (t )
S1 (), S 2 (), S N () 分别是 u1 (t ), u 2 (t )u N (t ) 的频谱。
a1u1 (t ) a2 u 2 (t ) a N u N a1 S1 ( ) a2 S 2 ( ) a N S N ( )
2、激发条件对地震波频谱的影响
药量大，频谱向低频方向移动； 岩石致密，频谱向高频方向移动。
3、不同类型的反射波频谱有差异
同一界面的反射纵波比反射横波频率较高，原因主要是横波 高频成分被吸收严重。
4、相同类型的反射波随传播 距离增加，频率降低
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第三节 地震波频谱的特征和应用
二、地震勘探中频谱的应用
fs f
2
f s 时，有
fa f fs
16
第三节 地震波频谱的特征和应用
四、线性时不变系统
在信号的传递过程中，所涉及的是一个信号系统，多 数情况下，以知道信号的激发(输入)和接收(输出)，中 间过程是未知的。 这个系统实质是一个滤波系统。
17
第三节 地震波频谱的特征和应用
线性时不变系统具有如下的特点：
地震勘探原理
第二章 地震信号的频谱分析
第一节 频谱分析概述 第二节 傅立叶展式的重要性质 第三节 地震波频谱的特征和应用
1
第二章 地震信号的频谱分析
第一节 频谱分析概述
所谓频谱分析，就是利用付立叶方法来对振动信号进行分解并 进而对它进行研究和处理的一种过程。
一、频谱的基本概念 1、频谱(Spectrum):
bn u(t ) sin ntdt
T 2 T 2
地震分辨率概要
地震分辨率1分辨率的定义分辨能力是指区分两个靠近物体的能力。
度量分辨能力的强弱通常有两种方式：一是距离表示，分辨的垂向距离或横向范围越小，则分辨力越强；二是时间表示，在地震时间剖面上，相邻地层时间间隔Δt 越小，则分辨能力越强。
为了利于理解，采用时间间隔Δt 的倒数为分辨率（resolution ），采用相对值表示。
地震勘探的分辨率，要使两个地震波完全分开，必须两个子波脉冲的包络完全分开，如果两个子波的包络连在一起，必然互相干涉，两个波的振幅、频率必然含糊不清。
2地震分辨率的分类地震分辨率包括垂直分辨率、水平分辨率和广义空间分辨率。
2.1垂直分辨率垂直分辨率是指地震记录或地震剖面上能分辨的最小地层厚度。
2.1.1波形分辨率Knapp 认为，相邻两个子波波形或波形包络在时间域可以完全区分，称为波形分辨率（厚层分辨率）。
分辨率与层厚度、频率的关系：子波延续时间：t nT n V λ∆== 顶底反射波时差：2h V τ∆=∆上式n 为子波延续时间的周期数，λ为子波波长，V 为子波在地层中的速度，h ∆为层厚度。
（1） 若t τ∆<∆，则不可分辨； （2） 若t τ∆>∆，则可分辨。
欲分辨该地层，则需t τ∆>∆，即2h V n V λ∆>，则：2h n λ∆>。
可以看出垂向分辨率主要取决于子波的波长（频率）和延续时间的周期数。
子波分类：（1） 分类（能量特征、Z 变换多项式的根） 最小相位子波：能量集中前部、根位于单位圆外 混合相位子波：能量集中中部、根位于单位圆内与圆外 最大相位子波：能量集中尾部、根位于单位圆内（2） 零相位子波（a ） 相位等于零的子波（b ） 关于t=0时刻对称的，物理不可实现的（c ） 典型的零相位子波：雷克子波（Ricker wavelet ） 时间域：()()()2212t f m w t m t f e ππ-⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦频率域：()22f w f f m m f e f -⎛⎫ ⎪=⎪⎝⎭⎛⎫⎪⎭相位：()0f ϕ=2.1.2时间分辨率利用复合反射波的振幅和波形变化特征指出，两个子波的波形可以部分重叠。
地震勘探2 2
阶跃台阶即以2的整数次幂跳变；三、记录系统地震数据经模数转换为数字形式，记录在磁盘上。
第五节地震勘探的分辨率一 、垂向分辨率1．用地震记录沿垂直方向所能分辨的最薄地层的厚度；2．由图3.5.1，当来自顶、低反射波的时差 τ小于地震子波的延续时间Δt时，顶、低界面的反射波才能分开；，因此，τ<tΔ是顶、低界面的反射波能否分开的条件。
1．当地层厚度 Δh>λ/4 时，才能由波形特征分辨夹层顶、低界面的存在； 2．当地层厚度 Δh<λ/4 时,称为薄层，不能由波形特征分辨夹层顶、低界面的存在；3．在地层厚度 Δh=λ/4 时，出现相对振幅的极大值，这种现象称为薄层的调谐效应。
此时的地层厚度称调谐厚度，利用调谐效应可以分辨四分之一波长的波层的厚度。
见图3.5-22.横向分辨率1．指沿横向方向所能分辨的最小地质体的尺寸；2．第一菲涅尔带：地表点震源发出的球面波到达界面时的波前面，与前面相距1/4波长先期到达的另一波前面在界面上形成的圆称第一菲涅尔带； 3．在频率较高时，第一菲涅尔带半径为)3.5.3(2cf tv r =4．如果地质体的水平宽度a 满足不等式)4.5.3(ra <则这样的地质体相当于一个点的绕射，不能分辨该地质体的存在；5．第一菲涅尔带半径随频率增高而减小，随勘探深度增大而增大，因此不能撇开地质体的埋深而谈分辨率问题。
6．下图是砂岩体模型宽度与其对应的地震响应，对于大于菲涅尔带的反射段，显示的反射图形与反射段的形态一致，对于小于菲涅尔带的反射段，地震反射特征发生变化，呈现点绕射型效应、振幅随岩层横向宽度的减小而降低。
3. 对影响分辨率的几个因素的讨论无论是垂向分辨率还是横向分辨率，都是与子波的频率成分、频带宽度和相位特征等因素有关，子波的波长越短，分辨率越高，频带越宽，分辨率越高，在频谱相同的情况下，零相位子波具有较高的分辨率，这是因为零相位子波，频带较宽，振动延续时间最短所致。
地震勘探的高分辨率技术
地震勘探的高分辨率技术编者按本文是石油科技情报研究所为石油部大庆科委提供的专题咨询调研项目之一，信号波峰幅值平方主要是针对松辽盆地油气勘探中存在的实际问题，搜集了一些国外有关的技术资料编写而成，对于我国其它探区也具有一定参考价值。
在我国各大探区，譬如说，松辽盆地的油气勘探中，不论是浅层薄泥砂互层、“三小”（小背斜、小断块，小砂体）构造还是深层古潜山构造、基岩断裂带、大三角洲砂体等隐蔽油气藏的勘探皆迫切需要提高地震法纵（垂）、横向的分辨能力。
在调研近十多年来有关的文献虽不少，但因其论述观点、出发角度与目的对象皆各有不同，只有根据我国探区的实际需要，将有关成果归纳一下，分为以下三个方面作一介绍。
过程中曾获得大庆物探公司技术领导的帮助，在此表示感谢。
第一部分 模式分析模式分析主要依靠数学运算与简化物理模型以合成记录与试验分析作为手段，针对在各种波阻抗结构下，薄层（包括互层）、楔形体、透镜体断块及其各类组合体的地质模式进行实验室的分析研究，从理论上为提高地震分辨率的有利因素、有效途径及可能性提供了依据。
为使模试结果具有指导意义，模式分析中要作出若干基本符合实际的简化假设（如假设薄层所在上、下介质的密度不变、泊松比值为常数、震源子波恒定等），忽略某些非关键性参数的影响（如吸收和扩散引起的衰减、多次反射等），围绕几个主要参数（如界面上、下的波速比值、目的层厚与深度等），模拟几种具有代表性的单元地质结构（如尖灭、透镜体、薄层、小断块等）进行大量实验与分析，现已取得不少成果。
一、影响分辨率关键性因素的分析纵向分辨率是区分薄层的能力，而横向分辨率是区分横向波阻抗细节变化的能力，如分出断层、河道、岩性异体和断裂带等。
噪比值、子波频谱宽度与上限频率、相位谱和波谱形状等；纵向分辨率主要取决于信笼统地说，也就是优势信噪比信息的频带宽度；而横向分辨率除受上述因素的影响之外，检波点距与偏移速度的准确度也很重要。
噪比值、地震子波频谱下面首先着重分析一下影响纵向分辨率的几个关键性因素：信，在不计噪声的情况下是：为纵向分辨率宽度、上限频率、相位谱、波谱形状以及相互之间存在的相互影响。
地震勘探频谱及分辨率简述
地球物理研究偏重于数学算法，而忽略了本身的物理意义，本人从理论出发， 结合研究实际，探讨一下地震资料分析及运用方面的一些看法
首先简单描述下地震激发接收过程
检波器记录
地震激发产生一个脉冲信号，该信号在传播 过程中称为子波 子波在传播过程中遇到地层界面就会产生反 射，用检波器采集反射信号，从而形成了一道 地震记录，运用该地震记录就能研究地下地层 信息（声波测井合成记录就是用褶积算法模拟 该过程）
简单的自激自收模型
二个要点： 1、地震子波，也就是激发条件 2、界面反射系数，也就是不同地层的波阻抗差
频谱
傅里叶变换能将符合条件的脉冲信号分解为多 个简谐信号，反之可以认为该子波信号是多个简 谐信号的叠加，这是我们开展地震属性分析的前 提。 地震记录是子波到达地层界面后反射形成的一 连串振动记录，也可以分解为多个简谐信号，以 振幅为Y轴，频率为X轴，绘制频谱图，从而研究 地震记录的频率成份
频谱
振幅
理论上
①
① ② ④③
子波 地震记录
②
振幅
实际上
频率
子波 地震记录
实际地震剖面经
过叠加，深部能
③
① ④ ③②
量增强等处理， 振幅会有变化， 但频率属性不变
简谐振动特点，传播过程中频率不变
频率
地震波传播过程中会损失能量（振幅）
④
理论上地震记录各频段能量均匀减少，实际上高频成份衰减更快
高频成份振幅衰减后，该部分子波能量不复存在，其频率成份也
地震波垂直最大分辨率
h
>
λ 4
频率、波长与分辨率
一般分辨率
h
>
λ 2
地震波在某一层岩层中的传播速度是一定的
高分辨率地震勘探复习1
压缩子波长度是提高纵向分辨率的关键。
第一章
第二节
高分辨率地震勘探
地震勘探分辨率
从定义中可以看出，地震分辨率是用波长来 描述的， 波长=速度/频率 =速度.周期（延续时间） 所以： 子波延续时间越小，分辨率越高； 频率越高，分辨率越高。
第一章
第二节
高分辨率地震勘探
地震勘探分辨率
2)地震子波的相位 相同的振幅谱，对应不同的相位谱，子波形状不同。 三种不同相位特性地震子波的波形图
Q越小，振幅衰减越厉害，不同岩石的Q值不同。 风化岩石，含气砂岩Q值为9（？）,正常岩石Q值为55（？）。
第一章
第二节
高分辨率地震勘探
地震勘探分辨率
（2）其它因素
层间多次波
R R R R （a）入射波 层间反射示意图 （b）反射波
第一章
第二节
高分辨率地震勘探
地震勘探分辨率
三、分辨率与信噪比的关系
1.1g/cm3 。 2. TNT
威力较大、化学稳定性好、起爆性能强 。可用于生产铵梯炸药和加入其
它炸药制造不同爆炸性能的产品。爆速6700m/s，密度1.6g/cm3 。 3.黑索今 (称为旋风炸药或RDX炸药)
它的威力是TNT的1.5倍以上。它对撞击敏感, 一般不单独使用。爆速
8400m/s，密度1.7g/cm3 。
初始地震子波 形成部位
(非线性过渡区)
地震波区(爆炸远区)
(地震波也是应力波)
点震源爆炸分区示意图
1 按组分不同分类
a 化合炸药： 又称为单质炸药或单体炸药。此类炸药又分为单质猛性炸药 , 如 TNT 、黑索金 (RDX)、特屈儿(Tetryl)、太安(PETN)和硝化甘油(NG)等,单质弱性炸药如硝酸铵。 b 混合炸药： 由两种或两种以上的成分所组成的混合物,既可以仅由单质炸药组成,也可以含有 非爆炸性物质,但应含有氧化剂和可燃剂两部分。这类炸药有硝铵炸药(如铵锑炸药)、
地震勘探
第四章地震资料的解释Interpretation of Seismic Data第一节地震分辨率Resolution地震分辨率是可分辨的最薄地层厚度或最窄的地质体宽度，前者称为纵向分辨率，后者称为横向分辨率。
一、地震波的纵向分辨率(Vertical Resolution)纵向分辨率是指沿地层垂直方向所能分辨的最薄地层的厚度。
以煤层为例，纵向分辨率就是刚好分开煤层顶、底界面反射波的极限厚度或双程旅行时间。
Rayleigh、Ricker、Widess根据自己的研究提出了不同的准则，这三种纵向分辨率准则并不存在根本差异。
Rayleigh准则和Widess第一准则分别用λ/4和λ/8作为纵向分辨率，而Ricker准则介于二者之间。
Resolution refers to the minimum separation between two features such that we can tell that there are two separate features rather than only one. With respect to seismic waves we may think of how far apart two interfaces must be to show as separate reflectors.Rayleigh defined the vertical resolution as being about λ/4. Ricker used a slightly different criterion, which resulted in a slightly smaller resolvable limit. Widess also used a different criterion of λ/8.二、地震波的横向分辨率(Horizontal Resolution)在煤矿开采过程中，人们往往更需要了解煤层的横向变化情况，如断层、尖灭、冲刷带等等。
《地震勘探原理》第2章地震信号频谱分析
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fs f
2
f s 时，有
fa f fs
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第三节 地震波频谱的特征和应用
四、线性时不变系统
在信号的传递过程中，所涉及的是一个信号系统，多 数情况下，以知道信号的激发(输入)和接收(输出)，中 间过程是未知的。 这个系统实质是一个滤波系统。
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第三节 地震波频谱的特征和应用
线性时不变系统具有如下的特点：
bn u(t ) sin ntdt
T 2 T 2
T 2 T 2
An cos(n0t n )
n 0
n
jn0t C e n
2 2
An a n bn
a bn Cn n 2
2
2
Cn Cn e
jn
n arctg(
bn ) an
掌握干扰波出现的规律，在野外采集时选择仪器上合适的滤 波档，将其拒之门外。在室内处理时，有针对性地设计滤波 器，将其滤除，提高信噪比s/n。
三、采样定理和假频问题
1、采样定理
若采样频率为fs时，信号频率为f，则满足这样的条 件，即当采样频率fs大于信号频率f的2倍时，采集到的 离散信号才能完全恢复原来的连续信号。
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第三节 地震波频谱的特征和应用
五、频率滤波参数的选择
有效波与干扰波频谱不重叠时，滤波器中心频率应与 有效波主频相同； 通频带越窄，选择性越好，但分辨能力降低，只适用 于厚层的研究，反之亦成立； 地层变深，地震波主频降低，因此应采取时变滤波器； 应首先对地震资料进行频谱分析，做频率扫描，了解 有效波和干扰波的频谱规律，通过试验选取合适的滤 波器。
地震勘探原理
第二章 地震信号的频谱分析
地震勘探的分辨率概述
2
AB＝t/2*V =(T/2)/2*V =T*V/4= /4
h
B
菲涅尔带半径
OA h / 2 / 16
第三节 地震勘探分辨率
影响横向分辨率的主要因素： 1. 偏移孔径 (Aperture) － 这是决定横向分辨率的主要因素。通常偏移孔径越宽 , 可展现的地层倾角越陡 ,横向可分辨的距离越小 ,即横向 分辨率越高。 2.几何路径 (Geometry) －零偏移距道集横 向分辨率最高。 3.覆盖次数 (Fold) －多次覆盖可减少噪 音 ,进而可改进分辨率。4.采样率 (Sampling)－采样率越 小对分辨率的改进越有利。实践证明，采样率的不同对 合成空间子波宽度的影响几乎为零，但对偏移噪音有较 大的影响，采样率越小偏移噪音的压制效果越好。
第三节 地震勘探分辨率
5.偏移成像的精度(Imaging)－精确成像这是地 震资料处理所追求的目标。理论上讲 , 偏移可 以把菲涅尔带收敛成一个点 ,绕射波得到收敛, 但由于观测点密度的限制、噪音的存在以及 介质的不均匀等 , 这种理想的情况实际上是做 不到的。提高偏移成像的精度就是在实际条 件允许的情况下 , 最大限度地提高地震资料的 空间分辨率。
3
10 15 35 150 800 1000 2000 2000
第四系砂土、粘土
第四系含水砂、土
600
1050
4.55
15.59
第四系上部 第四系下部 上第三系N 下第三系上部E3 下第三系下部E2 E1—EK过渡层
1800 2000 2300 2800 3500 4500
51.02 64.33 87.48 134.86 220.33 383.0
横 向 分 辨 率 随 时 间 的 变 化 关 系
地震资料垂向分辨率定义
地震资料垂向分辨率定义好的，以下是为您生成的关于“地震资料垂向分辨率定义”的文章：---【地震资料垂向分辨率定义】**开场白**朋友们，想象一下，当我们想要了解地球内部的结构，就像想要看清一个多层的大蛋糕里每一层的细节，这时候地震资料就派上用场啦。
不过，这里面有个很关键的概念，那就是地震资料的垂向分辨率。
今天咱们就来好好聊聊这个！**什么是地震资料垂向分辨率？**简单来说，地震资料垂向分辨率就是指地震勘探中能够分辨出地下地层厚度的最小能力。
打个比方，就好比我们用望远镜看远处的山峰，垂向分辨率高，就能看清山上每一块突出的石头和每一道细小的裂缝；分辨率低，可能就只能看到一个大致的轮廓。
在日常生活中，我们可以把它想象成用手机拍照。
如果像素高，就能清晰地看到脸上的小痘痘；像素低，可能连五官都看不太清楚。
但是要注意，可别把垂向分辨率和横向分辨率搞混了，横向分辨率是指在水平方向上分辨地质体的能力。
**关键点解析**3.1 核心特征或要素第一个要素是波长。
波长越短，垂向分辨率越高。
这就好比我们用短尺子去测量，能更精确地量出小尺寸的东西。
比如说，高频的地震波波长较短，所以在垂向分辨率上就更有优势。
第二个要素是子波形态。
子波形态越尖锐，垂向分辨率越好。
就像我们用锋利的刀去切东西，能切出更薄更清晰的切面。
第三个要素是信噪比。
信噪比高，垂向分辨率也会相对提高。
就好像在一个安静的环境里听音乐，能更清楚地分辨出每一个音符。
3.2 容易混淆的概念地震资料垂向分辨率容易和纵向分辨率混淆。
其实纵向分辨率更多地强调在垂直方向上对地质体特征的反映程度，而垂向分辨率更侧重于能够分辨出的最小地层厚度。
比如说，纵向分辨率可能关注的是地层的岩性变化，而垂向分辨率更关注能不能清晰地分辨出这一层有多厚。
**起源与发展**地震勘探技术的出现可以追溯到 20 世纪初。
那时候，人们开始尝试利用地震波来探测地下结构。
随着技术的不断进步，地震资料的垂向分辨率也在不断提高。
7级地震的频谱参数
7级地震的频谱参数包括频率范围、分辨率带宽、动态范围、灵敏度、采样率和触发模式等。
这些参数可以帮助我们了解地震信号的特性，并进一步分析地震活动的原因和影响。
具体来说，频率范围是指地震仪能够测量的最低和最高频率，通常以赫兹(Hz)为单位；分辨率带宽则决定了仪器能够分辨的最小频率差，对于地震信号的准确识别和分析非常重要；动态范围则衡量仪器能够测量的信号强度范围，通常以分贝(dB)为单位；灵敏度则反映了仪器对于弱信号的测量能力；采样率则决定了仪器每秒采集的样本数，是数字信号处理的基础；触发模式则指导仪器在何时、如何启动数据采集。
在7级地震的情况下，这些参数可能会受到一定的影响，需要结合具体情况进行具体分析。
同时，还需要综合考虑其他因素，如地震的震源深度、地表地质等因素，对地震的影响进行全面评估。
浅层地震探测技术应用中的分辨率问题
浅层地震探测技术应用中的分辨率问题来源：矿产与地质谢忠球时间：2005-11-1摘要浅层地震探测技术中影响分辨率的因素,除与反射波主频和频带宽度有关外,还主要受信噪比、子波形态、采样率、岩性界面反射系数的影响。
浅层地震探测中,通过高分辨率数据处理,能有效地提高资料的信噪比和分辨率。
关键词浅层地震勘探,分辨率,高分辨率处理RESOLUTION PROBLEMS ABOUT THE APPLICATION OF SHALLOWSEISMIC PROSPECTING TECHNIQUEXie Zhongqiu(I nstitute of K arst G eology,C AGS,G uilin 541004)Abstract The factors which influence the resolution of shallow seismic prospecting are affected mainly by SNR (signal-to-noise ratio),Wavelet shape,sampling rate and reflection coefficient of lithological interface in addition to main frequency and frequency band-width of reflecting wave.The SNR and resolution of seismic data can be effectively improved through high resolution processing of seismic data in shallow seismic prospecting.Key words Shallow seismic prospecting,Resolution,High resolution processing目前浅层工程物探技术,在解决各种灾害地质、环境地质问题,例如矿井突水、塌陷、滑坡等的预测、治理中的作用,已经逐渐为人们所认识。
地震勘探的分辨率概述
Fn S 2 ( f )df
0
Rst
am2 /
Fn S 2 ( f )df
0
；
am
为子波的最大振幅
Fn 为 Nyquest 为率；S(f)为振幅为；θ(f)为相位为
为于零相位子波：0 Rsf 1
第三节 地震勘探分辨率
二、影响分辨率的主要因素
• 1.子波的频率成分：＝V/F； h≥/4 • 2d.子减波小的，频分带辨宽率度提F高b或；延续时间d：Fb增加或 • 3.子波的相位特征：从Widess公式得以证实； • 4.信噪比：S/N>2，分辨率较高； • 5.偏移成像的精度：与横向分辨率有关； • 6.岩石的吸收作用：振幅随旅行时增加而呈指
野外常规施工经脉冲反褶积后的水平叠加剖面
野外常规施工经两步法反褶积后的水平叠加剖面
提高分辨率的途径之三 ： 进行 子波处理
• 子波处理就是严格保持子波的振幅谱不变， 只改变子波的相位谱，使非零相位子波转化 为零相位子波。这是因为在相同振幅谱条件 下，所有不同相位特征的子波中，零相位子 波的分辨率最高，而且零相位子波的主极值 正好对应于反射界面的位置。
• 2、速度场的研究越来越被人们所重视，变 速成图、叠前深度偏移、油藏模拟等都要利 用。
提高分辨率的途径之六：采用
井间地震等新方法、新பைடு நூலகம்术
井间地震示意图
井间地震技术的突出
优点是避开了表层的影
界
透
面
射
波
响；震源和接收器就在 介质中;可观测到多种类 型的波；井间地震资料
与地面地震资料联合使
用可减少反演过程中的
第三节 地震勘探分辨率
5.偏移成像的精度(Imaging)－精确成像这是地 震资料处理所追求的目标。理论上讲,偏移可 以把菲涅尔带收敛成一个点,绕射波得到收敛, 但由于观测点密度的限制、噪音的存在以及 介质的不均匀等,这种理想的情况实际上是做 不到的。提高偏移成像的精度就是在实际条 件允许的情况下,最大限度地提高地震资料的 空间分辨率。
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高频衰减
A
高频信号
频率f不变
t
同样时间内经历周期多 高频衰竭快 A
低频信号 t
经历周期少 低频衰竭慢 V=λ·f 1 S
A 传播过程
A∝
S
波长
传播距离首先取决于能量，能量大，传播远 低频如撞钟声，能量大，传播远，以同样的能量去撞一面锣，声音尖锐，但传播近
振幅
高频衰减
振幅
主频
频率
简谐振动的特点，传播过程中频率不变，随着传播介质变化， 振幅和波长会发生变化 注意：衰减是波的振幅属性，频率未发生变化
V=λ·f
A∝
1 S
随着地层压实和成岩作用，地震波传播速度变大，导致波长变
大。同时振幅与传播距离成反比，地震波能量减少。
地震分辨率随深度增加而降低
1、地震波长变大 2、地震波能量变小 3、高频成份衰减
频率、波长与分辨率 地震波垂直最大分辨率 h > λ 4 一般分辨率 h >
λ 2
地震波在某一层岩层中的传播速度是一定的 V V=λ·f h> 2f 所以子波中的高频成份越多，λ值就越小，能够分辨的层厚h就越薄
频谱
振幅 ① ① ② ④ ③ 频率 振幅
理论上
子波 地震记录
②
实际上
子波 地震记录
实际地震剖面经 过叠加，深部能 量增强等处理， 振幅会有变化， 但频率属性不变
③
④ ③ 简谐振动特点，传播过程中频率不变
① ②
频率
地震波传播过程中会损失能量（振幅）
④
理论上地震记录各频段能量均匀减少，实际上高频成份衰减更快 高频成份振幅衰减后，该部分子波能量不复存在，其频率成份也 随之消失，从而导致实际的频谱变化趋势—深度增加，主频降低
物探原理 地球物理研究偏重于数学算法，而忽略了本身的物理意义，本人从理论出发， 结合研究实际，探讨一下地震资料分析及运用方面的一些看法 首先简单描述下地震激发接收过程
检波器记录
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
地震激发产生一个脉冲信号，该信号在传播 过程中称为子波 子波在传播过程中遇到地层界面就会产生反 射，用检波器采集反射信号，从而形成了一道 地震记录，运用该地震记录就能研究地下地层 信息（声波测井合成记录就是用褶积算法模拟 该过程）
振幅
主频
频率
地震子波一般为零相位子波，能量集中在中央主瓣上， 其频谱成份宽，地震分辨率高
频谱
振幅
时间
越窄的脉冲，频谱越宽 （也可以这么认为：合成该脉冲需要的简谐波越多） 所以地震勘探也可以这样理解，多个简谐振动在同一地点，同一时间，同一速度往 同一方向传播，这些简谐振动遇到地层界面后反射回来，由检波器接收，形成地震 记录。所以子波的频谱决定了地震记录的频谱范围（类似于蓝光照射到镜子上反射 回来不可能成为红光，也不可能比原来的光照强）。
地震波水平最大分辨率 菲涅尔带 在O点自激自收，子波在 OR1与
OR0之间反射的时间差是半个周期， 认为R0R1半径内的信号能够互相加强， 小于R0R1半径的地质体在地震剖面上 无法识别。
R0R1= 0.5λh
f=
Vh 2（R0R1）2
频率与地质体半径的平方成反比
二个要点： 1、地震子波，也就是激发条件 2、界面反射系数，也就是不同地层的波阻抗差 简单的自激自收模型
频谱
傅里叶变换能将符合条件的脉冲信号分解为多 个简谐信号，反之可以认为该子波信号是多个简 谐信号的叠加，这是我们开展地震属性分析的前 提。 地震记录是子波到达地层界面后反射形成的一 连串振动记录，也可以分解为多个简谐信号，以 振幅为Y轴，频率为X轴，绘制频谱图，从而研究 地震记录的频率成份