利用垂直地震剖面和双井微测井提高地震分辨率方法

摘要

本发明提供了一种利用垂直地震剖面和双井微测井提高地震分辨率方法，该方法把黄土塬等低、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黄土塬等低、降速带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衰减恢复滤波器函数；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黄土塬区等低、降速带不同深度或者不同时间的传输函数和衰减恢复滤波器函数。由此，恢复出黄土塬等低、降速带不同地段接收到的地震信号，达到提高地震信号分辨率目的，为岩性地震勘探提供有利的工具。该法可用于所有地表为低、降速带的地区进行地震信号恢复。

主权项

1、一种利用垂直地震剖面和双井微测井提高地震分辨率方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：在观察区选点钻VSP微测井单深井和双井微测井，通过地震震源在地表激发，在VSP微测井和双井微测井深度分别为d₁米、d₂米、.......、d_N米处获得地震接收信号，其中，N为整数，N≥3，对地震信号按照下行波、上行波、PS波等进行波场分离，假设x_i(t)表示下行波在深度为d_i米时所接收到的地震信号的振幅，其中i＝1、2、....、N，此时，x_i(t)即为该深度时所接收到的下行波；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x₀(t)与x_N(t)之间的初至时间差去掉；步骤3：把观察区的低、降速带看成一个信号传输系统，信号从深度d_i米处传输到深度d_j处，其系统函数记为h_j(t)(j＝1、2、....、N)，则系统函数h_j(t)也表示地震信号从深度d_i米到d_j米处的衰减程度，那么，对于深度为d_j米处所接收到的信号x_j(t)可表示为：x_j(t)＝x_i(t)*h_j(t)i＝1，.......，N j＝1，.......，N  i≠j    (1)对于系统函数的逆算子$G_j=H_j^{-1}=\left\{g_i\left(t\right)\right\},$将恢复信号的衰减，即：x_i(t)＝x_j(t)*g_j(t)                                           (2)该方程可以在时域和频域中求解。在时域，方程2可以通过最小均方法求解，有维纳方程：AG＝C       (3)其中，A＝(a(t₁)，a(t₂)，...，a(t_N))是矩阵x_j(t)的自相关，C＝(c(t₁)，c(t₂)，...，c(t_N))是矩阵x_j(t)和x_i(t)的互相关，G＝(g(t₁)，g(t₂)，...，g(t_N))；求解方程3可采用Levinson方法，最后就得到G；在频域，对方程2两边做傅氏变换，有：X_i(f)＝X_j(f)×G_j(f)       (4)由方程4可得：$G_j\left(f\right)=X_i\left(f\right)/X_j\left(f\right)=X_i\left(f\right)X_j^{*}\left(f\right)/{\left|X_j\left(f\right)\right|}^2---\left(5\right)$由于信号中包含噪声，有：$G_j\left(f\right)=X_i\left(f\right)/X_j\left(f\right)=X_i\left(f\right)X_j^{*}\left(f\right)/[{\left|X_j\left(f\right)\right|}^2+{\alpha }^2]---\left(6\right)$其中，α表示噪声，此处，称g_j(t)为衰减恢复滤波器；步骤4：利用双井微测井信号可获得地质构造复杂或地质物性构造复杂区的衰减恢复滤波器函数，利用垂直地震剖面信号获得构造简单区的衰减恢复滤波器函数；步骤5：利用不同地段的地震信号衰减恢复滤波器函数与特定复杂地段地震信号衰减恢复滤波器函数，建立观察区的地震信号衰减恢复滤波器函数模型；步骤6：将地震信号衰减恢复滤波器函数模型按照空间位置作用于其地面地震记录，提高地震信号的分辨率，该地震记录可以是叠前地震记录，也可以是叠后地震记录。