提高地震勘探分辨率
基于时频谱的提高分辨率方法研究
摘要在地震勘探领域，“三高”处理一直是人们谈论的中心话题，也是解决地震勘探难点的根本途径。
在“三高’中的高分辨率有助于增加地震资料的丰富性，展示更为精细的地质信息。
然而受介质特性和数据采集条件的影响，原始地震数据总是达不到研究的需要。
在影响地震资料分辨率的因素中，大地吸收和子波带限特征是两个关键因素。
品质因子Q是量化吸收的常用参数，然而如何获取稳定准确的Q值一直是人们研究的热点。
由于大地吸收效应不仅与传播介质有关，还与地震子波的频率有关，因而人们提出在时频域进行Q值估计。
然而传统时频分析方法分辨率较低，不能提供足够精度的时频分布，因此本文提出使用反演时频谱来估计Q值。
相比传统时频谱，反演时频谱聚焦性跟高，稳定性更强，并且受随机噪声影响较小，为计算Q值提高了良好的基础数据。
反Q滤波是使用Q值对地震数据进行吸收补偿的常用方法，然而传统的滤波方法可能会带来不稳定问题，通过增加稳定因子，本文实现了稳定反Q滤波方法。
通过理论和实际数据验证了方法的正确性和有效性。
子波带限会使地震高频被衰减甚至消失，该问题最直接的表现就是子波延续时间增加，多个地层反射叠加在一起，造成地质构造的模糊，通常使用反褶积方法来处理。
稳态反褶积方法基于褶积理论，在最小相位的假设条件下，通过估计子波频谱来消除子波影响。
频谱一般是通过傅里叶变换得到的，傅里叶频谱具有平均效应，然而地震数据在不同时刻的频率组成是不同的，因此傅里叶分析的精度是不够的。
为了弥补传统方法的不足，本文实现了基于Gabor时频谱的非稳态反褶积方法。
该方法分两步进行处理，第一步是在时频谱上通过估计衰减函数来解决地震道能量均衡问题，第二步是通过计算每个时刻的频谱包络来估计子波谱，然后在最小相位的假设条件下进行非稳态反褶积。
将该方法应用于某工区实际数据，取得了良好的效果，处理后的地震资料分辨率得到了明显的提高，地质构造更清晰，边界也更明显。
关键词：吸收补偿，反演谱分解，非稳态反褶积，分辨率The Method Study to Increase Seismic ResolutionBased on the Time-Frequency SpectrumTian Yongxiao (Geological Resources and Geological Engineering)Directed by Prof. Zhang FanchangAbstractIn the field of seismic exploration, "three-high" processing has always been the central topic of people's discussion, and the fundamental method to solve the difficulties in seismic exploration. High resolution in "three high" can help increase the richness of seismic data and show more detailed geological information. However, due to the influence of media characteristics and seismic data acquisition conditions, the original seismic data cannot meet the research requirements. In the factors that affect the resolution of seismic data, the characteristics of earth absorption and wavelet band are two key factors.Quality factor Q is a general parameter of quantization absorption, but how to obtain stable and accurate Q value is always a hot topic. Because the absorption effect of the earth is not only related to the propagation medium, but also to the frequency of the seismic wavelet, it is proposed to carry out the Q value estimation in time-frequency domain. However, the traditional time-frequency analysis method has a low resolution and cannot provide a time-frequency distribution with sufficient precision. Therefore, this paper proposes to estimate the Q value by using the inverse time-frequency spectrum. Compared with the traditional method, inverse time-frequency spectrum is more focused, more stable, and less affected by random noise, which improves the good basic data for calculating the Q value. Inverse Q filtering is general method to compensate absorbed energy of seismic data use the Q value. However, the traditional filtering method may lead to instability problems. By introducing the stability factor, this paper realizes the stable inverse Q filtering method. The correctness and validity of the method are verified by theoretical and practical data.Band-limited Wavelet will make high frequency attenuation even disappear. The mostdirect performance is wavelet duration extended, multiple stratigraphic reflection wavelet superimposed. The result is a vague geological structure, deconvolution is usually used. The traditional deconvolution method is based on the convolution theory. Under the assumption of the minimum phase, the wavelet influence is eliminated by estimating the wavelet spectrum. Spectrum is generally obtained by Fourier transform, with an average effect. However, frequency of seismic data in different time is different, so the precision of Fourier analysis is not enough. In order to make up the deficiency of traditional methods, the nonstationary deconvolution method based on Gabor Transformation is implemented. The method is processed in two steps. The first step is to solve the problem of seismic energy balance by estimating the attenuation function on the time-frequency spectrum. The second step is to estimate the wavelet spectrum by calculating the spectrum envelope of each moment. Then, the nonstationary deconvolution is performed under the assumption of the minimum phase. The method is applied to the actual data of a working area and has obtained good results. The resolution of seismic data after processed is obviously improved, the geological structure is clearer and the boundary is more obvious.Key words: absorption compensation, inverse spectral decomposition, nonstationary deconvolution, resolution.目录第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 选题背景 (2)1.2.1 时频分析方法 (2)1.2.2 大地吸收补偿 (4)1.2.3 反褶积 (5)1.3 论文研究内容 (7)第二章反演谱分解方法研究 (8)2.1 信号的投影分解 (8)2.2 傅里叶变换 (9)2.3 Gabor变换和短时傅里叶变换 (12)2.4 小波变换 (17)2.5 反演谱分解 (19)2.5.1 实数域反演谱分解 (20)2.5.2 复数域反演谱分解 (24)2.5.3 L1稀疏约束反演 (26)2.6 匹配追踪分解 (28)2.6.1 匹配追踪基本原理 (28)2.6.2 Morlet小波构建超完备匹配子波库 (31)2.6.3 瞬时属性约束参数扫描范围 (33)2.6.4 最小二乘方法优化相位参数 (34)2.6.5 多子波匹配追踪 (36)2.7 小结 (39)第三章基于时频特征的高分辨率处理 (40)3.1 地震资料分辨率 (40)3.1.1 水平分辨率 (40)3.1.2 垂直分辨率 (41)3.1.3 影响地震资料分辨率的因素 (42)3.2 吸收补偿 (43)3.2.1 反Q滤波方程 (44)3.2.2 反Q滤波方程的稳定性 (47)3.2.3 稳定反Q滤波 (48)3.2.4 基于反演谱分解估计Q值 (50)3.2.5 吸收补偿处理实例 (52)3.3 非稳态反褶积 (53)3.3.1 Gabor反褶积原理 (53)3.3.2 衰减函数估计 (55)3.3.3 子波谱估计 (59)3.3.4 实际数据处理 (62)结论与认识 (64)参考文献 (66)致谢 (72)中国石油大学(华东)硕士学位论文第一章绪论1.1 引言“高分辨率”，“高信噪比”，“高保真度”是地球物理勘探始终的追求。
小波分析提高地震勘探资料分辨率论文
小波分析提高地震勘探资料分辨率的研究【摘要】小波变换在信号分析中具有良好的局部化特性。
在小波变换域中，有效信号的相关性和随机噪声的随机性仍然保留，因此可以在小波变换域内对地震资料进行去噪处理；小波变换作为频率和时间的二元函数，使之可以很方便地在频率和时间域中同时进行地震波能量的吸收衰减补偿。
试验证明，利用小波变换去噪和提高分辨率，不仅方便有效，而且有很好的保真度。
【关键词】地震勘探应用；小波变换；分辨率1 我国的发展前景随着地震勘探工作的发展和深入,油田勘探逐渐从浅部转至深部、从平地转到山区、沙漠地区。
由于采集条件越来越恶劣,地震勘探时所采集到的地震资料中包含的噪声将增多,这些噪声与有关地下构造和岩性的信息之间互相交织着。
因此,不宜直接利用野外地震资料作地质解释,需要对其进行数字处理,从中提取有用信息,从而为地震勘探的地质解释提供可靠的资料。
其中,信号降噪便是数字处理中尤为重要的一步,它被用于从地震资料中提取有用信息,提高地震资料的信噪比。
着重研究地震勘探信号的降噪技术,研究中结合了小波变换和k-l变换技术。
地震勘探的原理、生产工作、术语解释及信号噪声;接着研究小波阈值去噪法和k-l变换去噪法,针对它们各自的优缺点,对各个算法进行改进,提出平移不变量小波阈值去噪法和基于k-l变换的时空加倾角调整处理算法。
实验结果表明,运用这两种改进的算法对地震数据进行处理,剖面噪声得到了很好地去除。
另外,由于信号和噪声在二进小波变换各个尺度上具有不同的传播特性,而且从信号的模极大值使用共轭梯度法可以较好的重构信号,论文又采用二进小波变换模极大值去噪法对模型数据和地震数据信号进行处理。
2 我国地震勘探2.1 地质勘探引入监理机制的意义国土资源部副部长、中国地质调查局局长汪民指出：“开展地质勘探项目监理工作不仅是保证地勘项目质量和提高国家投资效益的需要，也是探索建立地质勘查运行新机制的需要；它对加强我国地勘单位队伍建设、提高勘查质量和效益，都将具有明显推动作用。
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）。
几种提高分辨率处理方法的探析
１ 前 言
文献标 识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ６ ７ ８ （ ０ ０ Ｏ一 Ｏ ７— ０ １０－ ９１２ １）２ Ｏ４ ２
在 零 相 位 、 小 相 位 和 最 大 相 位 子 波 中 零 相 位 最
随着 开发 地震 勘探 的进 一步 深入 ， 探的 主体 勘 目标 由构造油气 藏转 为岩性 油气藏 。 近年来 ， 地震勘 探技 术获 得 了明显 的 改进 ， 着地 震勘 探 仪器 的进 随 步， 地震 勘探 的工作方 法也有 许多创 新和完 善 ， 随着 世界油 气工业 的发展趋 势 以及我 国油气勘探 开发 的
可实 现子波 ， 是在数 字滤 波 、 褶积和反 演 中经 常 但 反 用到 。 众所 周知 ， 型 的、 典 常用 的零相 位子波 是Ｒ ｃ— ｉ ｋ ｅ 子波， ｒ 它是制 作合 成记 录 的基 本 子波 。在 实际 资
料处理 中， 常使用子 波零 相位化 的手段 ， 也 来取得零
率 如下关 系 ： ①振 幅谱 绝对 宽度 越 大 ， 子波 越短 ， 则 分辨 率越高 ； 振 幅谱绝 对宽度 不变 ， ② 则不 论主频 如 何， 分辨率 不 变 ； 振 幅谱绝 对 宽度 不变 ， 主频 越 ⑧ 则 高 时相对 宽度越小 ， 就是子 波相位数越 多 ， 也 分辨 率 与 主频无关 。 振 幅谱 相对宽度 不变 ， ④ 则子 波相位 数 不 变 。此 时主频越 高 ， 对宽 度就越 大 ， 绝 分辨率也 就 越高。
地震资料提高分辨率处理技术在研究地区的应用
地震资料提高分辨率处理技术在研究地区的应用地震是地球内部能量的释放，也是地球表面最常见的自然灾害之一。
地震对人类社会和自然环境都会造成严重的危害，因此对地震的研究和监测显得尤为重要。
地震勘探是地震研究的重要手段之一，而地震资料的分辨率则是地震勘探中的关键技术之一。
提高地震资料的分辨率处理技术在研究地区的应用，对于地震预测、震害评估和灾害应对都具有极其重要的意义。
地震资料的分辨率指的是地震波数据中可以分辨出的最小空间或时间尺度。
低分辨率的地震资料往往难以准确地显示地下结构和地震波在地下的传播路径，影响了对地下地质构造的认识和对地震灾害的预测。
提高地震资料的分辨率处理技术成为地震勘探的重要课题之一。
地震资料提高分辨率处理技术的核心是信号处理和成像技术。
信号处理技术包括数字滤波、模型剖面拟合、时间频率分析等，能够提取地震波中的有用信息并将噪声信号进行滤除，从而提高地震资料的清晰度和精度。
成像技术包括地震逆时偏移成像、多次波叠加成像、波场外推成像等，能够根据地震资料的波形特征和传播规律进行地下结构成像，实现对地下地质构造和地震灾害特征的准确展示。
提高地震资料的分辨率处理技术能够准确地展示地下地质构造。
地震波在地下的传播是受到地下介质的影响的，不同的地质构造对地震波的传播会产生不同的影响。
通过提高地震资料的分辨率处理技术，地震研究人员可以更清晰地观测到地下的地质构造，如断裂带、岩层结构、地下水体等，从而深入了解地下地质构造和演化规律。
地震资料提高分辨率处理技术能够提高地震预测的准确性。
地震预测是地震研究的一个重要方向，而地震资料的分辨率决定了地震波的观测精度和信息获取的有效性。
通过提高地震资料的分辨率处理技术，可以更准确地获取地震波的传播路径和能量释放的位置，从而提高地震预测的准确性和可靠性。
地震资料提高分辨率处理技术能够促进地震灾害的影响评估和灾害应对。
地震灾害对于人类社会和自然环境都具有严重的破坏性，因此加强对地震灾害的影响评估和灾害应对显得十分重要。
高分辨率地震勘探
高分辨率地震勘探随着油气勘探技术的发展和勘探程度的提高，要求地震勘探能确定储集层（储集体）的垂向厚度及向四周延伸的范围，查明小断层及小幅度构造，但是，很多储集层，尤其是地层性的储集层，其体积一般都较小，这时常规的地震勘探方法已不能满足这种要求，必须进行高分辨率勘探。
我国大约在1985年开展这方面的试验工作。
经过几十年的努力和工作实践，积累了一些经验，也取得了较好的地质效果，找到了一定数量的地层岩性圈闭的油气藏。
一、高分辨率地震勘探的意义高分辨率地震的意义远远不限于分辨两个相邻的物体，而是为油气勘探提供更多的、更精细的地质信息。
因此，对油气勘探而言，地震分辨率是指精细而且正确反映地下地质情况的能力；这种分辨能力是通过地震波同相轴的分离、组合、延伸、相互接触关系、振幅、频率变化而表现出对地下多个(不仅是两个)地质体的地层及其之间的关系、沉积相、岩性、含油气性等对油气勘探至关重要的地质信息。
因此，地震分辨率不仅仅是一个纯物理概念，而是一个地球物理概念。
高分辨率地震的优越性主要表现在以下方面：(1)精细的构造解释由于分辨率的提高，地震剖面更清晰，小断层、小幅度构造、水道等细微的地质现象都表现出来了，有利于精细的构造解释.莺歌海盆地LT31—2构造，就是应用高分辨率地震后在地层上倾方向发现一条深切谷，形成上倾方向的封闭，侵蚀面与地层界面共同形成一个背斜圈闭；在南海东部，曾应用高分辨率地震寻找小幅度背斜，取得很好的效果；江汉、苏北也应用高分辨率地震解决了小断层、小断块以至砂岩体的问题。
(2)含气层的直接标志——亮点和平点当砂、泥岩的阻抗差别不大时，含气层顶面将有亮点出现，而气水界面处则应有平点；但由于气层顶面与气水界面之间的距离一般都很小，特别是地层倾角较小时，常规地震是很难分辨的。
地震分辨率提高后，就有可能同时得到亮点和平点反射。
海洋石油总公司应用亮点加平点的直接标志，在莺歌海盆地勘探天然气时，钻探4个构造，成功率达100％，并应用平点圈定气田的含气范围，确定气水界面，有效地减少了评价井数量，获得巨大的成功。
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。
面向油藏开发的提高分辨率处理技术研究——以胜利探区永新工区为例
非零炮 检 距道 在动 校正 的过 程 中除 了 向时 间减
小方 向移 动外 ， 时还 产 生 时 间方 向的 拉 伸 。动 校 同 正 的拉伸 畸变 导致 子波 的拉 伸 。子 波拉 伸后 频率 降 低 ， 续 时间加 大 ， 分 辨率 降低 ， 延 则 并且 ， 动校 正之 前 相邻 层 反射 时间 差 比零 炮 检 距 道要 小 。此外 ， 由于 炮 检 距 越 大 ， 播 路 径 就越 长 ， 频 成 分 损 失也 越 传 高
清楚 地证 实 了这 一结论
料的分辨率问题。文 中通过分析胜利探区地震资料 处理实例 ， 对开发地震勘探提高分辨率技术 的应用 提 出了一些 认识 。 提高地震 资料分辨率 的关键技术环 节主要包 括： ①处理好信噪比和分辨率的关系； ②叠前多域有 效压缩子波 ， 提高地震资料频率 ； ③叠后拓频技术 ， 提高地震勘探分辨率。
来定 义 的” 。 １ 炮 检距 ． ４
１ 地 表 层 存 在 低 速层 ， 对 高频 其
衰减起主导作用 。同时表层厚度和低速带在横 向上 常有 明显 变化 ， 由此 导致 不 同记 录道 的子波 不 一致 ，
存在 静校 正量 ， 必影 响 地震 资料 的分 辨率 。 势
摘 要 ： 对开发地 震资料对分 辨率 的要求 ， 析 了影 响地 震资料分 辨率 的因素， 究 了以保护和 提高资料 高频成 针 分 研 分信 噪 比为基 础的提 高分辨 率处 理技 术。胜利探 区永新工 区开发地 震资料处 理应用 效果表 明， 成果 剖面 的弱反 射层 次清楚 ， 质信息 丰富 ， 地 勘探 目的层 的主频得到有效提高 ， 极大提 升 了开发地震 资料 的处理质 量。
油 气 地 球 物 理
２ １年 １ ０１ 月
超分辨成像技术在地震勘探中的应用研究
超分辨成像技术在地震勘探中的应用研究超分辨成像技术是一种利用计算机算法提高图像分辨率的技术。
在地震勘探中，超分辨成像技术可以用于提高地震数据的分辨率，从而更准确地识别地下构造，帮助地震勘探工程师更好地理解地下地质情况。
本文将详细探讨超分辨成像技术在地震勘探中的应用研究。
超分辨成像技术主要通过补全缺失的高频信息来提高图像分辨率。
在地震勘探中，地震数据是通过地震仪器记录地震波的反射和折射情况。
然而，受限于仪器的分辨能力和地下介质的复杂性，地震数据往往存在分辨率不高的问题。
超分辨成像技术可以通过复原高频信息，重新构建具有更高分辨率的地震图像。
首先，超分辨成像技术可以应用于地震勘探中的地震图像重建。
地震图像重建是利用地震数据的所有信息来还原地下地质情况的过程。
在传统的图像重建方法中，基于波动方程的正演模拟和逆演算法往往需要大量的计算和时间。
而超分辨成像技术可以通过复原缺失的高频信息，避免了复杂的正演和逆演算法，从而减少计算量和重建时间。
其次，超分辨成像技术可以帮助地震勘探工程师更准确地识别地下构造。
地震数据经过超分辨成像技术处理后，图像的分辨率得到了提高，地下构造的边界和细节更加清晰可见。
这使得工程师可以更准确地确定地下构造的位置、大小和形状。
针对地震断层和裂缝等岩层构造，超分辨成像技术能够提供更精确的信息，有助于评估地震灾害和地质灾害的潜在危险性，为地质工程设计提供准确的依据。
此外，超分辨成像技术还可以应用于地震勘探的数据融合和处理。
地震勘探中常常会使用多种仪器和方法来采集地震数据，如地震地震探测仪、重力仪、磁力仪等。
这些数据有时候会存在冲突和重叠的情况，导致分析结果不准确。
超分辨成像技术可以将不同的地震数据进行融合处理，提高数据的一致性和准确性，从而更好地理解地下地质情况。
总之，超分辨成像技术在地震勘探中有着广泛的应用。
通过提高地震数据的分辨率，超分辨成像技术可以帮助地震勘探工程师更准确地识别地下构造，评估地震灾害和地质灾害的潜在危险性，并提供准确的信息为地质工程设计提供依据。
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。
基于非线性扫描技术的可控震源地震勘探分辨率提高方法
（１ ．西 南 石 油 大 学 资源 与 环境 学 院 ， 四川 成都 ６ １ ０ ５ ０ ０； ２ ．西 南 石 油 大 学 计 算 机科 学 学 院 ， 四川 成 都 ６ １ ０ ５ ０ ０）
摘
要： 可控 震 源地 震 扫描 信 号 易 被 地 下 介 质 吸 收 并 形 成 高频 部 分 衰 减 ， 降低对 地下地质 体的分辨 能力． 分 析 地 震
东
北
பைடு நூலகம்石
油
大
学
学
报
第 ３ ７卷
Ｖｏ １ ． ３７
第 ２期
Ｎｏ ．２
２ ０ １ ３年 ４月
Ａｐ ｒ ． ２ ０１３
Ｊ ０ＵＲＮＡＬ ０Ｆ ＮｏＲＴＨ ＥＡＳ Ｔ ＰＥＴＲ０Ｌ ＥＵＭ ＵＮＩ ＶＥＲＳ Ｉ ＴＹ
基 于 非 线 性 扫 描 技 术 的 可 控 震 源 地 震 勘探 分 辨 率提 高 方 法
信 号 时能够 取得 比线 性扫 描信 号对 薄互层 更 高的分 辨率 ．
１ 非 线 性 扫 描技 术
Ｉ ． １ 信 号 扫 描 方 式
可控 震 源地震 扫描 可将 长时 间 、 小 能量 的扫 描记 录信 号 等 效 为短 时 间 、 大 能 量 的扫 描记 录信 号 ， 激 发 的正 弦扫描 信号 的离 散 自相关 函数 为［ ７
性 扫 描信号 那 样均匀 ， 对 高频 段扫 描时 间长 、 能量 补偿 多 ， 能够拓 宽 信号 的优 势频带 ， 显 著提 高地震 勘探 的 分辨 率ｌ ＿ ４ ］ ． 文 中利 用 可控震 源 的非线 性扫 描方 式 ， 将 可 控震 源下 传 能 量在 不 同 频率 段 不 等量 分 配 ， 使 低 频 能 量 向高 频 能量转 移 ， 提高 地震勘 探数 据对 薄互 层 的分 辨 率． 应用 结 果表 明 ， 可 控震 源使 用 非线 性 扫 描
地震资料提高分辨率处理技术在研究地区的应用
地震资料提高分辨率处理技术在研究地区的应用地震资料提高分辨率处理技术是一种新型的技术手段，其应用范围非常广泛，而在地震勘探领域的应用则是其中的重要一环。
对于地震勘探来说，提高分辨率处理技术可以将地下结构更加清晰地展示出来，帮助地震学家更好地理解和研究地球的构造和活动规律，为油气勘探、地震预测等领域提供技术支持和数据基础。
地震勘探中一般采用地震震源和地震接收仪来进行地质勘探和资源探测。
然而，由于地球中的地下结构复杂多变，地震波在传播过程中会发生弯曲、反射、折射等现象，从而使勘探获得的数据难以处理和解释。
此时，提高分辨率处理技术可以对原始数据进行处理，通过多种算法和模型建立，得到更加详细和准确的地下结构信息，从而提高地震勘探的效率和精度。
提高分辨率处理技术主要包括引入高频分量、超分辨率处理、倾斜叠加成像等多种方法。
其中，引入高频分量是指将震源信号中的高频分量提取出来，降低低频分量的干扰，从而提高地震数据的信噪比和分辨率。
超分辨率处理是指以相邻实测数据之间的差异作为基础，利用各种算法和数学模型，对原始数据进行重建和扩展，从而是得到更加精细的结构信息。
倾斜叠加成像又是一种比较新的技术，其核心在于针对地下层的倾斜特征，通过合适的成像算法和加权方法，将数据从不同角度进行展开，并进行加权重建，从而获得更加清晰的地下结构信息。
在实际应用中，提高分辨率处理技术可以广泛应用于各种地质构造的研究，如岩浆岩体、断裂带、潜在油气藏等。
以岩浆岩体为例，利用高分辨率地震勘探技术可以更好地区分不同种类的岩浆岩，刻画其空间形态和构造特征；而对于断裂带，同样可以通过提高分辨率处理技术，重构其地下结构，从而及时发现地下构造矛盾、岩层非连续性等情况，为地震灾害预测和防范提供参考；而在潜在油气藏勘探方面，利用高分辨率地震技术可以更准确地定位和描述油气藏的位置、上下文环境和物性特征，帮助勘探人员提高勘探成功率和效率。
总之，地震资料提高分辨率处理技术是一项非常重要的技术手段，其在地震勘探领域的应用无疑会为地球科学的研究提供巨大的助力。
地震勘探的方法与发展趋势
地震勘探的方法与发展趋势
地震勘探，指利用地下介质弹性和密度的差异，通过观测和分析大地对人工激发地震波的响应，推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。
地震勘探的方法包括反射法、折射法和地震测井（见钻孔地球物理勘探）。
前两种方法在陆地和海洋均可应用。
随着科学技术的不断发展，地震勘探技术也在不断更新和改进。
未来地震勘探的发展趋势主要集中在以下几个方面:
1.高分辨率成像技术的发展。
高分辨率成像技术可以有效提高地震勘探的成像质量和分辨率，从而更准确地反映地下结构和岩石性质。
2.多种地震波的联合应用。
多种地震波的联合应用可以提高地震勘探的数据量和质量，从而更全面地反映地下结构和岩石性质。
3.机器学习和人工智能技术的应用。
机器学习和人工智能技术可以有效提高地震勘探数据的处理和分析效率，从而更快速地获取地下结构和岩石性质信息。
4.地震勘探与其他技术的融合。
地震勘探可以与地球物理、地球化学、数学建模等技术融合，从而更全面地研究地下结构和岩石性质。
总之，地震勘探在地质勘探中的应用十分广泛，未来的发展趋势也十分广泛，我们有理由相信，在不久的将来，地震勘探技术一定会更加成熟和完善。
地球物理学中的高分辨率探测技术
地球物理学中的高分辨率探测技术地球物理学是一门综合性学科，包括地球物理勘探、地震学、重力学、地磁学、电磁学等分支。
高分辨率探测技术是地球物理学中的一项重要技术，广泛应用于勘探、灾害预警、环境监测等领域。
本文将介绍地球物理学中的高分辨率探测技术及其应用。
一、高分辨率探测技术概述高分辨率探测技术是指通过合理设计的仪器和方法，对地下或海底进行高分辨率成像，获取高精度的地下信息。
在地球物理勘探中，高分辨率探测技术可以使勘探者更精确地了解和分析地质和构造情况，得出更准确的勘探结论。
目前，高分辨率探测技术主要包括地震勘探、地电勘探、地磁勘探等。
1.地震勘探地震勘探是目前应用最为广泛的高分辨率探测技术之一，主要是通过声波在不同介质中的传播速度和振幅变化，来探测地下岩石和洼地空间结构的方法。
地震勘探利用不同的地震波，如爆炸震源产生的冲击波、震源炮产生的振动波以及地震产生的地震波，以及其在地下岩石中的反射、折射、透射等现象来揭示地下构造。
2.地电勘探地电勘探是利用地下岩石和土壤电神经的电性质，来测定地下岩石构造的一种勘探方法。
地电勘探的原理是在地下电极系综中施加人工电磁场（交流频率），利用地下介质的电阻率及其变化与地下结构的关系，观测电场强度与时间的变化，进而确定地下构造。
3.地磁勘探地磁勘探是通过测量地球磁场在地勘探区域的变化特征，来了解地下结构的一种勘探方法。
地磁勘探利用地球磁场的变化、地表磁场及其梯度的测量，以及地下物质的磁性差异和形状特征，来推断地下构造及物质的性质。
二、高分辨率探测技术的应用高分辨率探测技术在地球物理学领域应用广泛，包括勘探、灾害预警、环境监测等。
其中，勘探是该技术应用领域的主要方向。
1.高分辨率探测在勘探领域的应用高分辨率探测技术在勘探领域广泛应用于油气、矿产资源勘探，其高精度的成像特性使其成为精细勘探的首选方法。
比如，在油气勘探中，靠近地表的岩石和地下水的影响可以被用高分辨率技术检测出，从而帮助勘探者获取精确的数据。
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
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李庆忠院士给出一个不十分严格的垂向分辨能力的计算公式
时间分 辨力
t
1 2.3 f
厚度分 辨力
z vt
2 4.6
影响分辨率的因素
1、地质因素: 岩石的吸收（品质因子Q）响.层间反射、簿
互层结构、反射界面形状深度等
2、地震子波：延续长度、频带宽度、相位特性和相位 数
目、能量及其稳定性等
3、波场特征：波的干涉、旅行路径、传播速度、反射与折
分辨率的定义始终不十分确切，日常工作中常采用指标是：
视频率多少周 频带多宽
用这个指标遇到的问题是：
1、数值不好确定 2、指标与分辨率不能完全等同，高分辨率数据一定具有好
的指标，但高指标不一定是高分辨率数据
反褶积是处理提高分辨率的主要手段，但要做好反褶积，实现 反褶积的目的是一件很不容易的事：
1、子波往往是非最小相位的 2、子波特性是时变的，反褶积假设时不变 3、记录中有噪声，反褶积因子估算，受噪声强度影响 4、反射系数序列白噪假设难以满足，反褶积使反射系数趋
噪声影响反褶积效果
信号保真去噪
压噪对原始信噪比有要求 CMP叠加对原始数据信噪比最低要求与覆盖次数有关
S 1
N
M
信号高频成份衰减
f t
At A0e Q
Ag 0.65
r
ftபைடு நூலகம்
eQ
A2
rS
Ag为面波能量，A2为反射信号高频分量能量，rs为面波 沿地表传播距离，r反射信号传播距离
水平分辨率（横向分辨率）
第一 第二 Fresnel带 三维概念 偏移
影响横向分辨率的因素
未偏移和偏移数据上存在噪声 偏移处理的精度 地震成像的广义空间分辨率 原始数据采集限定
道距、测线方位、空间假频、排列长度、记录长度等
提高横向分辨
1、小道距、长排列观测、足够的测线长度 2、提高速度分析精度和建速度模型的方法 3、提高S/N压制规则噪声，研究信号空间方向补偿 4、叠加成像，零炮检距剖面,偏移归位
射、菲湼耳带等
4、噪声背景：噪声特性、信噪比等 5、采集因素: 激发条件、检波器埋置、组合、炮检距、震
源类型、仪器接收系统等
6、处理因素：动、静校正量、叠加、偏移等 内在的削弱和补偿 外在的选择最佳状态
涉及问题的本质较浅
近似准则和经验之谈
1、一个反射波的分辨率极限是 ¼ 波长
2、频带窄时，波形与相位特性关系不大；但当频宽在二个倍频 程以上时波形差别就大了，这时零相位子波分辨率最高
R bM2
B f cos f df
bM 子波最大样点值
E
E 子波总能量
R bM2 E
bM2 EM
EM E
It1I
It 为主瓣时间宽度指标 Iω 为波形指标
It 一般小于主瓣宽度，若 EM 不变，bM 越大， 主瓣越窄，分辨率越高 Iω 为主瓣能量与子波能量之比，当Iω 接近于1 时，旁瓣能量很小
6、振幅谱相同的各个子波具有相同的能量，零相位子波的分辨 能力最高
7、分辨率是由绝对频宽决定的，但与频段所在的位置有关， 低频成份不能缺，这与地层厚度组成的滤波器响应有关
垂直分辨率（纵向分辨率）
1/4波波 1/2视周期 反褶积 拓宽优势频带 缩短子波长度
噪声对分辨率的影响
噪声存在，影响分辨率 压噪方法具有滤波性质
什么是高分辨率数据，衡量分辨率指标不全面
指标是视频率多少周，频带达到多宽
（误2）
高分辨率资料具有好指标，而具有高指标的未必是
高分辨率数据
例如采用谱白化处理是追求这种形式指标的极端例子
最小相位子波谱白化处理
最小相位子波，谱白化后，振幅谱变成白色，指 标极高，实际单边子波改造成双边子波，子波长 度没有减小，增加的高频成份与前面的子波叠合， 只会起高频噪声作用，原因是谱白化是改造振幅 谱，而没有考虑子波的相位谱
于白化 5、反褶积算子只能适应某一时刻的子没，很难适应整道
认识主要是拓宽信号的频带，要求：
1、要把信号的高频成份记录下耒
2、高频成份有足够的S/N，努力提高S/N 3、提高动静校正的精度，减少叠加过程中的高频损失 4、做好反褶积 做好外围工作要求调研、分析、判断、实施，经验和工作深度 决定效果，高分辨率水平高低很大程度上反映了外围工作水平
高分辨率 标准很难制定，绝对值，时、空、任务……
提高分辨率 在原有基础上提高，相对值
分辨力
可分辨的能力，可分辨的最短距离，绝对值，
追求最小值
分辨率 比值，与可分辨的最短距离之比，最大值为 1
问题不是很重要，习惯成自然 无需纠正，理解其意义即可
考虑问题的基础
• 分辨率主要决定于原始数据采集的分辨率，室内处理是在采 集的基础上希望有所提高 • 提高分辨率是在提高信噪比的基础上进行和同时进行，优势 频带拓宽才能得到真正的分辨率 • 分辨率有横向分辨率和纵向分辨率之分，应该用距离（米） 耒衡量，但记录是以时间表示，因此有时间分辨率和时间厚度 的说法，但这仅对纵向分辨率而言，同时要考虑速度的影响 • 提高分辨率有极限，受多种因素制约，处理不当会产生假像 •提高分辨率处理是处理中的一项系统工程
提高地震勘探分辨率
一、概述 二、与采集有关的问题讨论 三、提高分辨率处理 四、解释性处理和解释与分辨率 五、分辨率展望 六、小结
1、从“六五”开始就不断地列入科技攻关项目，有显著进展 2、当前仍满足不了地质要求，油田开发服务矛盾更加突出 3、受多个领域科学技术水平制约
4、与采集、处理、解释有关，是复杂的系统工程（基 础技术、配套技术）
地震波传播在岩石中的衰减机制
孔隙流体的局部粘性流幼或喷挤流动 Biot十机制：孔隙流体的总体流动 电化学作用和毛细管作用 岩石颗粒间的磨擦滑动 散射及其它
零相位子波谱白化处理
如果子波是零相 位的，谱白化处 理后不仅指标达 到，而且变成了 尖脉冲
脉冲具有零相位特征
因此，这些指标只是在一定条件下，指标与分辨 率是统一的，指标代表分辨率，一般情况下这些 指标不能代表分辨率
前人研究表明，在相同振幅谱情况下，零相位子波分辨率最高
Widess利用子波能量集中程度，提出分辨能力的公式
3、对于零相位子波， 绝对频宽决定包络形态，且频移时包络 不变，分辨率也就不变，但相位数是变的
4、以倍频程表示的相对频宽一样，波形也一样，但包络按比例 缩放，因此分辨率不能用倍频程数耒衡量
5、相对频宽与分辨率无直接关系，此时主频越高，绝对宽度就 越大，分辨率也越高；但绝对宽度不变不论主频如何，分辨 率是不变的