反褶积技术

中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 反褶积技术 三维地震资料处理培训讲义 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 一、反褶积的基本概念 二、常用的反褶积技术 三、新增的反褶积技术 四、串联反褶积技术 五、小结 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 反褶积： 改造地震记录子波的一种运算。理想情况为把子波改造成单位脉冲。 基本假设： 子波是小相位的 反射系数序列为白噪 反褶积的基本概念 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 地震记录的褶积模型 为地层反射系数； 为地震子波 。 地震子波包含震源响应、检波器响应，这些响应是时不变的；现在一般检波器都是组合接收，还有组合响应（若炮组合也有组合响应），还有地层吸收，而后二者是时变的。 反褶积的目的是想消除地震子波 影响，从而得到地下反射系数 ，克莱伯特形象地将反褶积比喻为显微镜，使我们能更细致地观察到地下物性变化（纵向）。如有剩余子波也希望是零相位的，因为零相位子波分辨率最高。 i 褶积的基本概念 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 反褶积的基本概念 不同相位的反褶积，通常既是对子波的相位特性而言，也是对反子波的相位特性而言。从这个意义上讲，反子波相位特性与子波特性相同，或称相匹配，才有可能得到好的反褶积结果。 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 单道反褶积： 脉冲、预测 前提均是子波最小相位 ,并假设反射系数为白噪 ,但是实际情况地震子波是混合相位 ,且频带有限 ,通过实验得出脉冲反褶积压缩子波功能最强 ,预测其次 . 多道反褶积： 前提是假设子波具有地表一致性，子波最小相位和反射系数为白噪。 反褶积的基本概念 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 反褶积前准备工作 尽可能压制各种干扰 振幅补偿 反 做好野外静校、折射静校正 反褶积的基本概念 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 一、反褶积的基本概念 二、常用的反褶积技术 三、新增的反褶积技术 四、串联反褶积技术 五、小结 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 子波整形 脉冲反褶积 预测反褶积 两步法统计子波反褶积 地表一致性反褶积 叠后提高分辨率 常用的反褶积技术 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 子波整形分两步来完成，一是整形滤波器设计，二是整形反褶积。 子波整形 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 同一工区采集的资料，由于使用不同震源或者使用不同记录系统施工，致使信号在工区内不能很好地连续对比，使用波整形校正可消除子波之间的差异，从而改善处理效果。 首先输入参考数据道以及需要校正的数据道 ，指定参与计算子波的参考道和需要校正道的范围和时窗大小，近似计算出参考道的子波和需要校正的道的子波，利用维纳滤波器求出这两种子波的差异，即滤波因子。 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 接着应用整形滤波器设计输出的整形因子，对输入道进行滤波，达到子波一致的目的 。 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 参考炮 子波整形前单炮 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 参考炮频谱 子波整形前频谱 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 参考炮 子波整形后单炮 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 子波整形后频谱 参考炮 频谱 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 子波整形前叠加剖面（ 子波整形后叠加剖面（ 子波整形前叠加剖面（ 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 原始 8 45存在相位差 子波整形校正 两种检波器 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 匹配因子 对炸药震源激发单炮进行匹配滤波对比 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 可控震源激发的原始单炮 匹配滤波后的单炮 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 匹配滤波后的剖面 匹配滤波前的剖面 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 子波整形后的处理： 子波整形后的数据，应进行地表一致性反褶积或多道统计子波反褶积处理，以此来进一步完成子波的统一。因为在大预测距离的情况下，地表一致性反褶积的主要功能是“ 子波调整 ” ，压缩子波的处理由后续的单道反褶积等模块来完成，即串联反褶积。 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 预测反褶积 脉冲反褶积 前提均是子波最小相位，并假设反射系数为白噪，但是实际情况地震子波是混合相位，且频带有限 ,通过实验得出脉冲反褶积压缩子波功能最强，预测其次。 地下地震子波是混合相位用 脉冲反褶积； 目标为层间多次和海底全程多次，且信噪比低时，用 预测反褶积。 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 预测反褶积 预测反褶积是通过预测滤波来实现的，预测滤波的基本思想是，设计一个滤波器，使得该滤波器具有某种预测能力，通过它对信号的当前值和过去值的滤波，预测未来某个时刻将要出现的信号成分。预测时刻和当前时刻的距离称为预测距离。预测滤波器的设计采用了最小平方准则，即要求预测结果和实际信号间误差的最小平方和最小。 预测反褶积，既可以用于消除地震记录中的长、 短周期多次波，又可以用来提高地震记录的分辨率。 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 原始单炮 脉冲反褶积 预测反褶积 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 地表一致性反褶积 （ 第一步 ） 地表一致性反褶积可以消除炮点、检波点随地表条件和采集因素的变化对子波带来的影响，可输出稳定和基本一致的地震子波 对输入的地震数据按时窗求取其对数功率谱，将对数功率谱按同一分量分别进行累加，对共炮点、共检波点、共偏移距、共中心点等五个分量进行地表一致性相关分析。 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 地表一致性反褶积 （ 第二步 ） 对输入算出的地表一致性反褶积的谱分析结果对输入的地震道先进行地表一致性反褶积算子的求取，然后利用该算子进行地表一致性反褶积。 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 原始单炮 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 地表一致性反褶积后的单炮 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 三维地表一致性反褶积 野外接收的记录中，受炮点、检波点、 移距四个域的近地表滤波响应的影响，振幅和频率发生了很大的变化，本模块求出四个域的反因子并应用，完成地表一致性反褶积。 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 常规脉冲反褶积及对应的自相关 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 地表一致性脉冲反褶积及对应的自相关 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 先在炮集记录上提取统计子波，利用该子波做反褶积处理 ,消除炮点对子波的影响 ,第一步期望输出波形为最小相位； 然后在共接收点道集上提取统计子波，利用该子波进行反褶积处理 ,消除共接收点对子波的影响 ,第二步期望输出为零相位。 它不仅能校正、压缩激发震源子波波形，还可以消除地表接收响应。从这个意义上讲，它具有一定的地表一致性反褶积效果。 两步法子波反褶积 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 原始单炮 脉冲反褶积 预测反褶积 统计子波反褶积 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 反褶积参数选取 （ 以两步法为例） 1）计算时窗 ,应用时窗 2）算子长度 2倍子波长度 3）白噪系数 1005 1020 4）期望输出的子波相位 零相位、小相位 5）期望输出的子波类型 带通子波 脉冲 5 雷克子波 5 俞氏子波 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 反褶积效果分析 表现为视频率提高，信噪比降低 易造成能量不均，应做均衡处理 反褶积的迭代 地表一致性反褶积 +预测反褶积 在 消除炮点、检波点 随地表条件和采集因素的变化对子波带来的影响 后，再做 预测反褶积 ，不仅考虑 分辨率， 又兼顾 信噪比 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 地表一致性反褶积的单炮 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 地表一致性反褶积 +预测反褶积 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 反褶积前叠加剖面显示 地表一致性反褶积 +预测反褶积 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 俞氏子波在高分辨率处理中的应用 传统两步法多道统计反褶积 两步法多道统计俞氏子波反褶积 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 带通滤波后的叠加剖面 俞氏子波滤波后的叠加剖面 俞氏子波在高分辨率处理中的应用 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 交互同态反褶积 后 叠加剖面 交互同态反褶积 前 叠加剖面 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 交互同态反褶积 前 频谱 交互同态反褶积 后 频谱 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 中部地区一条煤田叠加剖面 经精细处理叠后同态褶积剖面 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 时变反褶积 前 单炮 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 时变反褶积 后 单炮 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 左图：原始叠后数据；右图： 自适应时变反褶积数据 (40 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 时变反褶积应用前后振幅谱对比图 (上图 :应用前 ,下图 :应用后 ) 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 带相位校正的时变谱白化 后 数据 常规时变反褶积 后 数据 带相位校正的时变谱白化 后 数据 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 一、反褶积的基本概念 二、常用的反褶积技术 三、新增的反褶积技术 四、串联反褶积技术 五、小结 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 在反褶积和子波处理方面也增加了一些更加实用的技术，主要包括： 逐点反褶积 多道反褶积 频率域加权 振幅相位的 子波调整 反褶积及子波处理 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 逐点反褶积 该方法是为了解决地震子波的时变性而设计开发的。由于是在逐点滑动、且在很短的一个小时窗内求算子并加以应用，可以说是一种真正意义上的时变反褶积。可应用于叠前、叠后信噪比较高的记录上，能较好的提高地震记录的纵向分辨率。 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 原始单炮 逐点反褶积单炮 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 采用维纳滤波的方法从多道地震记录中提取子波，从而使求取的子波较接近于实际的子波，使反褶积效果更好。模块提供预测和脉冲两种选件。 多道反褶积 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 单道预测单炮 多道预测单炮 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 本技术先用付氏变换把地震记录从时间域变换到频率域，在频率域内对原记录主频之后的频段内的振幅谱的振幅值进行加权处理，使高频段的振幅值相对加强，使其频谱向高频方向拓宽，而不是向高频方向移动。然后再用付氏变换把地震记录从频率域变换到时间域，使地震记录的高频成份的振幅值有所加强。由于本模块是在频率域内只对振幅谱进行加工，不改变相位谱，所以经本模块处理后的地震记录相位特征不改变，信噪比不降低，不产生假频，只提高分辨率。 频率域加权 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 应用前 应用后 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 用于校正弹性波衰减的影响， 时间域和频率域都可以完成补偿，如果 方向补偿被完成， 振幅相位的 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 由于地表因素不一致以及各种噪声的干扰，使得在一炮内各道的子波不一致。在这种情况下，若对一炮仍提取一个子波，则该子波难以适合各地震道。故在此前需要对子波进行整形，以利于后续处理。本模块通过时频分析，完成子波整形的功能。 子波调整 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 一、反褶积的基本概念 二、常用的反褶积技术 三、新增的反褶积技术 四、串联反褶积技术 五、小结 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 串联反褶积的提出 首先使用地表一致性反褶积消除由于地表因素的影响造成的子波差异，提高信号的横向连续性 适当的去噪 适当的去噪 可选 然后使用两步法统计子波反褶积或者单道预测反褶积来压缩子波，提高资料的分辨率 最后使用叠后反褶积进一步提高分辨率 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 串联反褶积 地表一致性反褶积 两步法统计子波反褶积 预测反褶积 叠后反褶积 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 地表一致性反褶积前、后单炮 地表一致性反褶积 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 统计子波反褶积前、后单炮 统计子波反褶积 中原油田分公司物探研究院 三维地震资料处理培训讲义 预测反褶积前