高分辨率地震数据处理和反演方法

HiSPEC
AIW波阻抗反演方法
滩坝砂岩
HFE处理后
HFE + 常规反演
滩坝砂岩
HFE + AIW
HiSPEC
~3m ~ 4m
AIW波阻抗反演结果
1292-1295 1298-1302
~ 3.5m
薄互砂岩储层
HiSPEC
AIW波阻抗反演结果
大套砂砾岩层
HiSPEC
目 录

高分辨率处理方法的一点认识
原始纯波数据
成果数据 （多项式拟合去噪 ）
HiSPEC
目 录

高分辨率处理方法的一点认识

高频拓展的可能性 决定地震数据分辨率的关键因素 高分辨率与保持信噪比、相对振幅关系的矛盾

HFE 高频拓展方法 AIW 基于小波边缘分析建模的波阻抗反演 HFE 及 AIW应用实例分析 三参数 HiSPEC-AVO 反演技术
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500(hz) 0
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原始数据
拓频处理结果
小波变换高通滤波结果
HiSPEC
高分辨率的一点认识
高分辨率与保持信噪比、相对振幅关系的矛盾
保持信噪比是高分辨率地震数据实用性的保证。 保持相对振幅关系和时频特性是储层预测和地震属性分 析的基础。
[W]
.
[R] = [S]
HiSPEC
高分辨率的一点认识
同态反褶积 —— 一个典型的经典反褶积方法
同态反褶积 在地震子波、反射系数未知（一个方程，两个未知数）情况下， 可以从有限带宽的地震记录得到宽频带的反射系数（数据不含噪声）。
s(t) = r(t) * w(t)
变换到复赛谱域
s( ) r ( ) w( )
由于不需要子波，

所以，HFE高频拓展方法可以归结为求解 如下问题：
已知： y(t)=r(t)* w(t); 且, r(t), w(t) 未知； 求解： h(t)=r(t)*w(at); 已知 a>1
HFE可以保持地震子波 时变、空变的相对关系，
保持地震数据的时频特性 和波组特征。
HiSPEC
HFE高频拓展方法原理
HiSPEC
高分辨率地震数据处理和反演方法 及其 在储层研究中的应用
2014年10月
北京海思派克科技有限公司
HiSPEC Research Corp.
HiSPEC
目 录

高分辨率的一点认识

高频拓展的可能性 决定地震数据分辨率的关键因素 高分辨率与保持信噪比、相对振幅关系的矛盾

构造形态及地层接触关系 碳酸盐岩储层 砂岩储层（致密砂岩） 非常规储层
HiSPEC
地层接触关系分析
HFE 及 AIW应用实例分析
HFE处理前(上)
HFE处理后(下)
HiSPEC
反射连续性分析
HFE 及 AIW应用实例分析
HFE处理前(上)
HFE处理后(下)
HiSPEC
地层接触关系分析
HFE 及 AIW应用实例分析
HiSPEC
保持信噪比是高分辨率地震数据实用性的保证
低信噪比数据中，难以识别层间反射和弱反射信号。
高分辨率的一点认识
原始数据处理
拓频(1)处理结果
拓频(2)处理结果
HiSPEC

高分辨率的一点认识
保持相对振幅关系和时频特性是储层预测和地震属性分析的基础
相对振幅关系和时频特性反映了地下地质情况的变化和波场的动力学特征，是储层预测 及地震属性分析的基础。破坏这些信息，储层预测和地震属性分析就失去了依据。
After HFE
HiSPEC
储层形态
HFE 及 AIW应用实例分析
Before HFE (upper)
After HFE (lower) -- The North Sea
HiSPEC
地层形态
HFE 及 AIW应用实例分析
HFE处理前
HFE处理后
HiSPEC
小构造
HFE 及 AIW应用实例分析
HFE 高频拓展方法 AIW 基于小波边缘分析建模的波阻抗反演 HFE 及 AIW应用实例分析 三参数 HiSPEC-AVO 反演技术
HiSPEC
高分辨率的一点认识
高频拓展的可能性
野外采集的频率只有80Hz， 处理时能够拓宽到120Hz吗 ？
HiSPEC
反褶积处理的目的 ： 去除地
震子波的影响，恢复地下地层 的反射系数。 褶积模型假设条件下， 地震记录为：
After HFE
HiSPEC
层间反射分析
HFE拓频处理效果分析
Inline526 HFE处理前
Inline526 HFE处理后
HiSPEC
地层接触关系分析
HFE 及 AIW应用实例分析
HFE处理前
HiSPEC
地层接触关系分析
HFE 及 AIW应用实例分析
HFE处理后
HiSPEC
时间切片分析
HiSPEC
低频
AIW波阻抗反演方法
基于模型的波阻抗反演方法面临的问题
高频 低频+高频
初始模型高频成份与实际的地下岩性变化情况有较大差异，
井数据插值或外推能够得到较好的初始模型低频部分(背景值), 而难以得到比较准确的高频部分(反映岩性变化的局部异常值)。 直接影响反演结果的精度和真实分辨率，限制了反演结果在分析实 际地质问题中的应用效果。
HFE拓频处理效果分析
HFE处理前
HiSPEC
时间切片分析
HFE拓频处理效果分析
HFE处理后
HiSPEC
相干切片分析
HFE拓频处理效果分析
HFE处理前
HFE处理后
HiSPEC
井数据对比分析
HFE拓频处理效果分析
薄砂岩
薄煤层
薄砂岩
薄煤层
HFE处理前（上）
HFE后（下）
HiSPEC
井数据对比分析
HiSPEC
高分辨率的一点认识
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主频 50hz
主频 150hz
主频 100hz
频宽相同 65hz
频宽 150hz
HiSPEC
低频信号是影响分辨率的重要因数
高分辨率的一点认识
地震数据中，低频信号含有丰富的地质信息。低频信号的缺失,不但会降低地震反演及储 层预测的精度，同时，由于子波旁瓣增多，在地震剖面上出现一些假象。
HFE高频拓展方法是一种有效的高精度的高分辨率处 理方法，前提条件：
—
输入数据的信号是真实的。 输入数据要有一定的频带宽度。
—
—
频带拓宽的程度依赖于输入数 据的质量 （信噪比较高时，可拓宽到2倍左右）。
频带拓宽是有限的，截止频率是理论上的极限。
—
由于HFE高分辨率处理的效果依赖于原始数据的品质，对 地震数据的前期处理质量有较高的要求。建议在使用 这项技术之前，对原始资料处理尽量做到保真处理。
HiSPEC
高频拓展方法
High Frequency Extension (HFE)
HiSPEC
HFE高频拓展方法思路
HFE高频拓展方法原理
HFE 避开反褶积方法直接消除子波影响的方法难题， 采取压缩子波的途径，达到提高分辨率的目的。
HFE高频拓展方法特点
大幅度提高分辨率的同时：
— — —
基本保持地震数据原有的信噪比。 可以保持地震数据相对振幅关系和时频特性。 可以保持地震数据的低频成分。
HFE处理前
Canada
HFE处理后
HiSPEC
HFE 及 AIW应用实例分析
— — — —
构造形态及地层接触关系 碳酸盐岩储层 砂岩储层（致密砂岩） 非常规储层
HiSPEC
w1-SP
生物灰岩
w2-SP w3-SP w4-SP
HFE 及 AIW应用实例分析
HiSPEC
反射系数
HFE高频拓展方法原理
HFE
求解上述方程的优势

y(t)=r(t)* w(t) --- 低频子波 h(t)=r(t)*w(at), a>1 --- 高频子波 HFE高频拓展等效于：将由低频子波形成的
地震数据转换为由高频子波形成的地震数据。
不需要已知子波，避免了 求取子波方法上的问题。
面临问题： 地震数据包含噪声，地震子波未知，而且时变、 空变，反褶积方法数学上的假定条件难以满足， 是反褶积方法面临的两个主要问题。
HiSPEC
高分辨率的一点认识
决定地震数据分辨率的关键因素
地震信号的有效频带宽度是影响地震数据分 辨率的关键因素。 子波主频不能真正代表地震数据的分辨率。 低频信号是影响分辨率的重要因数。
HiSPEC
解决方案
AIW波阻抗反演方法
地震特征参数是地下地质情况的反映。从地震数据本身提取特征参数 来修改初始模型并参与模型扰动,使反演结果更接近实际地质情况。
AIW反演方法关键步骤

利用小波边缘分析从地震数据本身提取地震特征参数。
Ws f t 1 t x f x dx s s

Ws f t 0 t 2W f t s 0 2 t

联合地震特征参数和测井数据建立初始模型。 根据地震特征参数的性质进行模型扰动。
AIW方法特点
充分利用地震信息，减少了对井数据及初始模型的依赖程度，提高了反演 的精度和真实分辨率，使反演结果能更好的反映实际地下地质情况。
s( ) r ( )
逆变换到时间域
高通滤波
r(t)
复赛谱
复赛谱中，子波位于低频端， 无序的反射系数位于高频端。
HiSPEC
认 识
高分辨率的一点认识
可 能 性： 宽频带的反射系数序列经有限带宽的地震子波 作用后，形成了有限带宽的地震记录。 在一定的前提条件下，完全可能从低分辨率的 地震记录得到宽频带的地震记录。
高分辨率的一点认识
反褶积方法：通过求取反子波，与地
震数据进行反褶积处理，消除子波，得 到反射系数：
r(t) = s(t) * w-1(t)
反褶积过程可以通过求解线性方程组的 方法实现：
s(t) = r(t) * w(t)
褶积过程可表示为如下的线性 方程组
[R] = [W]-1[S] 通过求解以上线性方程组，可以得到 宽频带的反射系数序列。

HFE 高频拓展方法 AIW 基于小波边缘分析建模的波阻抗反演 HFE 及 AIW应用实例分析 三参数 HiSPEC-AVO 反演技术
HiSPEC
基于小波边缘分析建模的波阻抗反演
Acoustic Impedance Inversion based on Wavelet Edge Analysis Model Construction ( AIW )
源自文库
HFE处理前
HFE处理后
HiSPEC
地层接触关系分析
HFE 及 AIW应用实例分析
Marine 两期水进 ingression
Before HFE (upper)
After HFE (lower) -- Canada
HiSPEC
地层接触关系分析
HFE 及 AIW应用实例分析
Before HFE
Clear contact mode
Application of homomorphic theory in non stationary deconvolution CREWS Research Report – Volume11(1999) Mi YanPeng & Gary Margrave，University of Calgary
常规反褶积降低地震数据原有的信噪比
0 -6 -12 -18 -24 -30
含噪声的原始数据
反褶积结果
HFE处理结果
HiSPEC
反 褶 积 处 理 结 果
HFE高频拓展方法原理
H F E 处 理 结 果
0hz-45hz 45hz-85hz 85hz-125hz
全频带数据
频率扫描结果
HiSPEC

HFE高频拓展方法原理

高频拓展的可能性 决定地震数据分辨率的关键因素 高分辨率与保持信噪比、相对振幅关系的矛盾

HFE 高频拓展方法 AIW 基于小波边缘分析建模的波阻抗反演 HFE 及 AIW应用实例分析 三参数 HiSPEC-AVO 反演技术
HiSPEC
HFE 及 AIW应用实例分析
— — — —
HFE 及 AIW应用实例分析
风化壳底
风化壳底
HFE处理前（上）
HFE后（下）
HiSPEC
层间反射分析
HFE拓频处理效果分析
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250
0
50
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150
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HFE处理之前
HFE处理之后
HiSPEC
目 录

高分辨率处理方法的一点认识

高频拓展的可能性 决定地震数据分辨率的关键因素 高分辨率与保持信噪比、相对振幅关系的矛盾
HiSPEC 正确认识和利用高分辨率地震数据
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HFE 处理前后，层间反射分析 HFE 处理前后，地层接触关系分析 HFE处理前后, 时间切片分析 HFE 处理结果与井资料的对比
HiSPEC
层间反射分析
HFE拓频处理效果分析
Before HFE
HiSPEC
层间反射分析
HFE拓频处理效果分析