利用垂直地震剖面和微测井进行地震信号补偿方法技术

本发明专利技术提供了一种利用垂直地震剖面（ＶＳＰ）和微测井对低、降速带近地表地震信号进行恢复的方法，该方法把近地表低、降速带看成一个信号传输系统，通过双井微测井信号可获得地震信号在不同深度或者不同时间在低、降速带内进行传输时的传输函数，从而获得对地表接收到的衰减了的地震信号进行恢复的补偿滤波器函数；同时，通过不同地段接收的不同深度的ＶＳＰ信号可获得并推广得到低、降速带不同深度或者不同时间的传输函数和补偿滤波器函数。由此，恢复出低、降速带不同地段接收到的地震信号，达到了提高地震信号分辨率目的，为岩性地震勘探提供了有利的工具。该法对于所有地表为低、降速带的地区均适用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用垂直地震剖面(VSP)和微测井进行地震信号补偿方法，特别是利用VSP和微测井等信息分析近地表低、降速带地震信号的衰减规律，并对该区信号进行补偿以提高地震信号分辨率的有效方法。
技术介绍
石油地震勘探利用人工方法产生地震波，通过研究地震波在地下岩层中的传播情况，勘察地下地质构造和岩层变化，寻找油气田。随着地震勘探不断发展，地震资料采集逐步向地表、地下地质情况异常复杂的地区延伸，由于地震地质条件的影响以及勘探技术水平的限制，像黄土塬、沙漠等地区表层为巨厚的低、降速带所覆盖，地震波在低、降速带内传播时会发生吸收、散射等衰减，地震子波不断变形增长，尤其是地震子波在近地表传播时地震子波衰减及散射非常大，近地表每米的衰减量是高速层每米的500～1000多倍。近地表高程不同、地层岩性不同，地震波的衰减规律则不相同。由于近地表衰减严重，导致接收到的地震资料干扰严重、信噪比低、资料品质较差，用该资料难以获得精确的地下构造形态。为此，须对地震信号进行补偿以恢复地震信号。目前对地震信号补偿的技术较多。文章“董世学等，检波器—地表耦合系统对地震记录的影响，地球物理学报，2001，44(增刊)161～169”中利用特殊耦合检波器接收地震信号，拓宽了地震信号频带，提高了信噪比和分辨率。文章“姚振兴等，用于深度域地震剖面衰减与频散补偿的反Q滤波方法，地球物理学报，2003，46(2)229～233。”研究基于Futterman模型的反Q滤波方法，补偿了地震信号的频散与振幅。文章“Satinder C et al.High-frequencyrestoration of surface seismic data，The Leading Edge，2003，22(8)730～738.”利用VSP数据求取不同深度地层的反滤波器补偿高频成分。微VSP采用“井口激发、井中接收”的方式，初至波信噪比相对较高。国家专利技术专利(申请号200510049341.9)“利用特殊耦合检波器进行地震数据接收的最佳耦合与匹配方法”和文章“石战结等，沙漠地区地震检波器耦合的高频信号匹配滤波技术”提出了一种利用特殊耦合检波实现与地表最佳耦合匹配的方法，该法使在沙漠地区的地震数据无论是在叠前还是在叠后其能量和频率都得到加强，提高了地震信号的分辨率。国家专利技术专利(专利公开号CN1673775A)“利用地震微测井进行地震信号高频补偿方法”和文章“田钢等，利用微测井资料补偿地震数据的高频成分，石油地球物理勘探，2005，40(5)546～549。”提出利用微测井直达波信号求出不同厚度沙漠地区沙层的吸收补偿反滤波器来补偿地震数据的高频成分；这种微测井采用“井中激发、地表接收”，在地表接收时，可采用普通检波器，只要将检波器尾锥插入硬土即可保证检波器与介质的紧密耦合，极大地减小了检波器接收时的能量损耗，但是，由于井中介质为空气，在黄土塬地区井壁内介质的岩性一般为疏松的黄土，故空气与黄土的波阻抗相差很大，有效波入射到井壁时反射波极强，投射波极弱，透射波从井壁内侧到达地表检波点处还会有一定的衰减，这样到达检波点处的有效波就更弱了。一般而言，微测井与VSP相比较而言，微测井的初至波比VSP的初至波干扰更严重。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种利用VSP和微测井进行地震信号补偿的方法。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是由于VSP微测井/双井微测井横穿遭受风化作用的低、降速带，在VSP微测井信号/双井微测井信号中比地表接收到的地震信号将包含更多的高频信号。通过分析在双井微测井中不同深度的地震信号衰减情况，可以以此为依据对地表接收的地震信号进行恢复。下面介绍利用微测井信号对地震信号进行补偿的原理步骤1在钻VSP微测井单深井(可用生产井代替)和双井微测井(在构造复杂地带)，通过地震震源在地表激发，在VSP微测井或双井微测井深度分别为d1米、d2米、.......、dN米(N为整数，N≥3)处获得地震接收信号；对地震信号按照下行波、上行波、PS波等进行划分，假设xi(t)表示下行波在深度为di米时所接收到的地震信号的振幅，其中i＝1、2、....、N。此时，xi(t)即为该深度时所接收到的直达波。设xN(t)表示下行波在低、降速带以下，深度为dN米时所接收到的高速层地震信号的振幅。步骤2用垂直地震剖面方法分离掉高速层中xi(t)的虚反射波，用高速层的速度将...、xn-2(t)、xn-1(t)、xn+1(t)、xn+2(t)、...静校正到与xn(t)地震记录相同，然后将...、xn-2(t)、xn-1(t)、xn(t)、xn+1(t)、xn+2(t)、...叠加提高直达波xn(t)的信噪比；此处对井中地震记录进行静校正是指将x0(t)与xN(t)之间的初至时间差去掉。步骤3建立井中微测井地震在近地表传播的数学物理方程，计算出补偿滤波器函数。把近地表低、降速带看成一个信号传输系统，信号从深度di米处传输到深度dj处，其系统函数记为hj(t)(j＝1、2、....、N)，则系统函数hj(t)也表示地震信号从深度di米到dj米处的衰减程度；那么，对于深度为dj米处所接收到的信号xj(t)可表示为xj(t)＝xi(t)*hj(t) i＝1，.......，Nj＝1，.......，N i≠j(1)对(1)式进行傅氏变换有Xj(f)＝Xi(f)×Hj(f) (2)对于系统函数的逆算子Gj=Hj-1={gi(t)},]]>称为补偿滤波器函数，该参数可用于补偿信号的衰减。有xi(t)＝xj(t)*gj(t)(3)对(3)式进行傅氏变换有Xi(f)＝Xj(f)Gj(f) (4) 因此，可得gj(t)=xi(t)*xj-1(t)...(5)]]>Gj(f)=Xi(f)Xj-1(f)...(6)]]>步骤4用补偿滤波器函数和微测井周围的地面地震记录作叠积运算补偿地震信号。yj(t)＝wj(t)*gj(t) (7)Yj(f)＝Wj(f)Gj(f) (8)其中，wj(t)、Wj(f)分别是地面地震记录的时域和频域信号，yj(f)、Yj(f)为近地表衰减的地震波经过补偿后获得的时域和频域信号。注意，对于补偿滤波器函数的选择一定要根据该地面地震记录观测点低、降速带的厚度dj确定。微测井周围是指微测井附近几百米到几十公里的范围内，一般是指与微测井处地面高程和岩性变化都不大的区域。步骤5对求得的地震记录进行信号处理及解释。本专利技术就是利用地震波在近地表中传播衰减的规律，对地面接收到的衰减的地震波进行补偿，恢复到相当于高速层中小药量激发和低速层之下的高速层中接收的地震波，从而实现提高地震分辨率的目的。具体实施例方式把低、降速带看成一个信号传输系统，该系统的传输函数反映了不同深度、不同岩性地震信号的衰减情况。本专利技术对不同深度得到的VSP或者双井微测井记录进行保留初至波的编辑处理，得到不同深度地震信号频率和幅度的变化情况；其初至波的幅度和波长的变化可以用来估计在该低、降速带中在该深度时频率成分的变化情况，获得系统传输函数。由此，对于不同深度初至波的滤波器响应，可根据时域信号或者频域信号计算出补偿滤波器函数，由此可补偿地面接收到的地震信号的衰减，实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术涉及一种利用垂直地震剖面和微测井进行地震信号补偿方法，其特征在于包括如下步骤：步骤１：利用双井微测井曲线获得特定地段的地震信号下行波；步骤２：用垂直地震剖面方法分离掉高速层中ｘ↓［ｉ］（ｔ）的虚反射波，用高速层的速度将 …、ｘ↓［ｎ－２］（ｔ）、ｘ↓［ｎ－１］（ｔ）、ｘ↓［ｎ＋１］（ｔ）、ｘ↓［ｎ＋２］（ｔ）、…静校正到与ｘ↓［ｎ］（ｔ）地震记录相同，然后将…、ｘ↓［ｎ－２］（ｔ）、ｘ↓［ｎ－１］（ｔ）、ｘ↓［ｎ］（ｔ）、ｘ↓［ｎ＋１］（ｔ）、ｘ↓［ｎ＋２］（ｔ）、…叠加提高直达波ｘ↓［ｎ］（ｔ）的信噪比；此处对井中地震记录进行静校正是指将ｘ↓［０］（ｔ）与ｘ↓［Ｎ］（ｔ）之间的初至时间差去掉。步骤３：计算特定地段的地震信号初至波在不同深度时幅度和频率的变化情况，建立井中微测井地震在 近地表传播的数学物理方程，计算出补偿滤波器函数。　步骤４：利用ＶＳＰ信号获得不同地段地震信号的初至波；步骤５：由ＶＳＰ信号的初至波确定不同地段的地震信号补偿滤波器函数；步骤６：将不同地段的地震信号衰减恢复滤波器函数与 特定地段地震信号衰减恢复滤波器函数进行比较，获得整个观察区域的地震信号补偿滤波器函数；步骤７：用补偿滤波器函数和所有观察区的地面地震记录作叠积运算补偿地震信号，消除低、降速带地震信号衰减。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗仁泽，
申请(专利权)人：罗仁泽，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]