jason反演 第三讲 子波及其极性 100403

地震数据的准备--地震数据的极性认识
地震数据的极性判断： １、SEGY格式规定，初至波起跳向下，记录数值是负值，对应正反 射系数界面，此称“正常极性地震记录”。即波谷对应正反射系数 (Normal Format)； ２、地震子波是混合相位的； ３、不同的处理方法可以得到不同相位的子波，……地震数据的“视极 性”也就各异； ４、通常处理技术还很难解决子波的零相位化； ５、有一些资料处理模块是可以改变相位的。 （据李庆忠院士《走向精确勘探的道路》P134） 所以：子波是未知的！判断地震数据的极性有一定的困难。 平常我们拿到手的地震数据，其极性是什么？没有答案。因为野外 是保证极性下跳；处理中心数据入站，极性没有变化；但处理流程中， 每一个处理环节没有进行相位监控，所以到数据出站时，地震数据的相 位被改造成什么样？这是一笔糊涂帐。所以很难说清地震数据的极性是 什么，也就是子波相位是说不清楚的。这给我们的反演带来困惑。（解 决办法见合成记录）。
从上面两个例子来看，如果不注意子波的极性（即 相位），那么可能把阻抗计算反了，在九十年代初期， 曾发生过这种事情。也就是从那个时候起，才引起我们 的注意，可是目前还有许多解释员，只简单的用零相位 雷克子波做合成记录，然后用这个子波进行反演，这种 做法是不对的，有可能把高速与低速层做反了，那么地 震反演的结果就全错了，因此，子波的相位是至关重要 的！
《地震勘探数据处理规范》中关于极性的规定：

记录初至下跳（负值），称正常极性：反之，称为反正常极性。数据 处理中通常采用正常极性。 对于没有提供极性信息的测线，应放大显示少许单炮记录的初至，以 鉴定其极性。对反正常极性记录应进行反极性处理。在成果剖面中应 标注清楚记录道的极性。
地震子波的极性（SEGY格式规定：normal格式，正反射系数，负子波）
极性和层位标定


层位标定是储层研究工作最重要基础之一； 搞清基础资料的极性是正确标定的前提； 搞清子波相位是标定的基础。
有关极性的约定

地震勘探的正反射和负反射 --上覆为疏介质、下覆为密介质反射系数为正； --上覆为密介质、下覆为疏介质反射系数为负。
有关极性的约定
SEG极性标准：
1、对炸药震源，当爆炸压缩开始时初至下跳，产生一负数，图形显示下 跳（即初至相当正反射系数，处理剖面正常极性显示为波谷）； 2、对零相位子波，正反射系数由波峰中的规定
《地震勘探采集技术规范》中关于极性的规定：


年度开工前或每次改变大线、检波器和仪器输入电路时，必须采用炸 药激发，检查地震数据采集系统的极性（包括仪器、地震有关标准对 极性的规定电缆、检波器串），并将极性记录记带，磁带上的能量初 至应为负值。 经计算机显示，要求初至下跳，宽行打印初至样值是一负值。
子波时窗选择： 在估算子波时，应选择一个适当的时间范围（时 窗），地震数据中的子波在纵向上其振幅和相位都会 发生变化（子波是空变的），因此，如果子波参与反 演处理，则应选择短时窗（1000ms或更短）；时窗长 度应为子波长度的3-4倍。
子波长度:
子波应该有足够的长度，这样可以使子波的能量削弱到零，我们不希望在子波的边 缘处有尖锐的切除现象，因为可能有褶积人工痕迹，也可在子波谱中产生边界效应。频 率低的数据需要长的子波，一般情况下，我们更想让子波的长度越短越好，典型的长度 范围在60-128ms之间。 子波简单化：因为两个主要原因我们追求一个简单的子波： 1、处理的结果导致子波趋向简单化，除震源子波外，所有处理过程最少做过一次反褶 积处理，反复多次反褶积，我们希望简单些。 2、我们追求一个简单、可信的地质模型，该模型能用于油气勘探，在子波估算中，有 一些不确定因素，特别是第二个、三个旁瓣的存在，用户不喜欢在子波导致的第二个、 三个旁瓣获得的地质目标上钻探。 子波带宽：频率成分应与地震数据的频率完全一致，如果子波的频率超过高信噪比数据 的频率范围，则子波看起来很杂乱。 子波相位：因为所有因素，我们希望相位随频率有一个简单变化，这些扰乱相位的因素 （检波器、记录、处理）有平滑频率响应的能力，当子波太长时，相位就会反复无常， 与噪声相位响应相似，当子波比较长时，杂乱的相位就会在高频部分产生，再向低频部 分传播，因此，在有用的频宽内，不允许有反复无常相位出现。
下跳子波 0 空气 大地
反射系数
V1，ρ1 V2，ρ2
RC = ( ρ2v2 - ρ1v1) / (ρ2v2 + ρ1v1)
V1 < V2 ，ρ1 < ρ2
反射系数
正常极性子波（normal）
地震响应
V1 1
+
低速层
波谷
V2 2
波峰
高速层
V3 3 V1 < V2 > V3 ρ1 < ρ2 > ρ3
激发
接收

子波－由脉冲震源产生的信号（可有几个相位）。较厚的地层 的反射子波为零相位 ； 实际地震数据很难见到零相位子波，这是因为陆相沉积很难见 到产生零相位反射的又平又厚的常速地层 ； 地震数据是由不同形状子波和反射系数的“褶积”形式组成的；



子波形状的变化是由波阻抗的垂直变化或地质体边界的横向变 化产生的，每一种形状都和振幅变化有关 。
目前在子波估算中存在的问题： 1、简单地应用零相位雷克子波； 2、没有注意子波的相位（极性）； 3、空变子波要慎用! 以上因素都会影响地震反演的结果!
子波估算中应注意的问题：是子波估算,而不是子波提取。 1、子波的长度(保证一个主峰,两个旁瓣)； 2、估算子波的井旁道(最好是走向方向)； 3、估算子波的时窗(至少是子波长度的三倍以上，边界不要卡在强轴上)； 4、兼顾子波的波形及频谱(振幅谱,相位谱)，特别要注意在地震主频带内,相 位接近常相位。
几种判断子波极性的方法（也是判断地震数据的极性）：
a) 海上资料 ； b)如果工区地层有煤层沉积 ； c)如果工区地层有碳酸盐岩沉积； d)制作合成记录时，要兼顾浅、中深层的反射同相轴，然后用零相位子波 和负180度子波分别做两个合成记录，经过仔细对比；
e)需要通过多口井的合成记录，来判别子波的相位。
从地震数据中估算子波的三种方法：振幅谱子波、 相位谱子波和振幅谱相位谱子波。
三种子波估算方法说明
振幅谱子波：子波的振幅谱来自于子波自相关的付氏变换，这一计算是通过地 震自相关的付氏变换除以反射系数来实现的，反射系数来自声阻抗曲线；通过 子波长度和能量衰减来减少旁瓣，将估算的子波的自相关截短。
相位谱子波：一个不随频率变化的常相位输入子波，是通过输入的地震数据和 声阻抗曲线来估算的，振幅谱与输入的子波相同。子波估算过程由相关步骤完 成：首先，输入的反射系数从声阻抗曲线中导出，然后，最初始的子波的关键 参数，如相位、时移和比例因子等，是通过对反射系数和地震数据做最小平方 运算得到的，这些系数用于产生子波，接下来，在井周围的数据道上对子波进 行稀疏脉冲反演处理，得到的结果是一个改进了的声阻抗模型和一个改进的反 射系数估算，这一过程可以反复迭代，直到子波达到要求为止。 振幅和相位谱子波：输入的地震数据中的子波，其振幅谱和随频率变化的相位 谱被同时估算，提供一个优先的子波用于分析。在连续的处理步骤中，声阻抗 曲线用于导出反射系数，然后从这些反射系数和地震数据中得出一个最好的最 小平方子波，接下来用到White(1980)方法，然后用得到的子波做稀疏脉冲反 演，这一结果是一个新的改进了的声阻抗模型和一个改进的反射系数估算，第 一步可以按要求反复迭代，其它在子波估算中的关键输入参数是子波长度、子 波时移和数据中最大的有效频率，子波长度一定要足够长，与子波的能量相适 应。当所选的输入地震与井曲线没有优化结合时，子波开始时间就代表子波的 时移时间，依据Jason习惯，如果一个子波的开始时间与一半的子波长度的负 值相同的话，子波不做时移处理。
低速层
波谷对应正反射系数（+），代表地震波由低速层进入高速层；波峰对应负 反射系数（-），代表地震波由高速层进入低速层。
反射系数
反极性子波（reverse）
地震响应
V1 1
+ 低速层
波峰
V2 2
高速层
波谷
V3 3
V1 < V2 > V3 ρ1 < ρ2 > ρ3
低速层
波峰对应正反射系数(+)，代表地震波从低速层进入高速层;波谷对应负 反射系数(-)，代表地震波从高速层进入低速层。
影响地震子波相位（极性）的因素：
（1）大地吸收的影响； （2）野外激发接收的影响；
（3）不同年份施工、不同仪器施工、不同处理参数，也会造成子 波相位的混乱；
（4）有一些处理模块会改变子波的极性，但目前在处理中，没有 全程对子波相位进行监控，所以最后出站的结果，不知道子波相 位被改造成什么样； （5）目前的处理技术还很难解决子波的零相位化，这些因素都给 子波相位的估算带来极大的困难！
多井子波提取和优化
子波应用的目的
子波应用的目的:
1、利用多种技术估算地震子波:单独利用地震数据、 利用一口井或多口井反射、利用部分叠加或多个地震 数据部分叠加;
2、最优化的井震联合； 3、在横向非均匀介质中内插子波； 4、产生地质建模所用的合成子波；
5、计算零相位地震数据的反褶积算子；
6、估算Q值和产生基于Q值的子波。 使用一个合适的子波，是获得满意的油藏描述结果的关键！
子波的合理估算--子波的相位
不同的地震反演软件，对子波相位的设计是不同的： 1、Jason 软件中,对子波的振幅谱和相位谱是同时估算，软件通过子波的 相位谱会自动识别是波峰代表正反射系数，还是波谷代表正反射系数，不 需要人为干预。 2、Strata软件中，需要人工指定是波峰代表正反射系数,还是波谷代表正 反射系数。一般情况下，该软件缺省的极性设置是：波峰代表正反射系数； 因此需要首先调查地震数据的极性，把地震数据处理为接近零相位；然后 进行反演，以保证反演结果的正确性。 有人说：“进行地震反演，必须首先把地震数据乘以（-1），然后再进行 反演，否则结果就是错误的。”这个说法不确切。 1、首先要确认地震数据的极性，不是所有的地震数据都要乘以（-1）； 2、要看所应用的软件是如何处理相位这个问题的； 3、要认真学习有关的软件，了解其功能的具体设置，不要以偏概全。