地层吸收衰减与反Q滤波方法研究及应用

发布时间：2020-06-12 08:00

【摘要】：地震波在地下介质传播过程中,由于受地下介质的粘弹性和非均质性影响,地震波能量衰减和相位畸变将导致地震资料分辨率和信噪比大大降低,这为后期的地震资料解释、储层预测增添难度。品质因子(Q)作为地层吸收衰减的定量描述参数,它与介质内部的结构特征和介质的饱和度、孔隙度、渗透率等流体性质紧密相关,所以对油气有很强的敏感性。一方面,相对准确的Q值估计可为井位选取、油气检测、储层预测等提供有用且可靠的参考信息。另一方面,品质因子作为反Q滤波高分辨处理的基础,通过对地震资料进行反Q滤波处理能有效补偿地震波振幅衰减、拓宽数据频带、校正相位畸变,从而提高地震资料分辨率和信噪比,最终为高精度层析成像,薄层识别,反演地球物理属性以及储层预测等提供更精确的信息。本文以吸收衰减理论为基础,分别对品质因子求取和反Q滤波方法技术进行详细讨论,在提高品质因子求取方法稳定性和增强反Q滤波方法适应性等方面做出改进,最终为地震资料精细解释和油气储层预测服务。其主要研究内容包括以下四部分:一、地震波衰减机制和衰减模型研究。基于地震波吸收衰减理论对吸收衰减参数进行定量描述并对吸收衰减模型进行比较分析,为文章后续Q值求取分析和反Q滤波研究提供理论基础。二、品质因子提取方法分析研究。如何从地震记录中提取干净地震子波是基于反射地震记录求取Q值面临的一个主要问题。采用频率域方法从反射地震记录中求取Q值时,需通过时窗分析截取地震子波,这样所截取的子波容易受到噪声和薄层调谐作用的影响,导致频率域求取的Q值并不准确。本文将改进广义S变换同质心频率偏移法相结合并从时频域估计Q值,这样便能较准确地判断子波时域位置和频域成分,有效克服噪声和薄层调谐作用的影响。通过模型测试,分别从VSP合成地震记录和反射地震记录中求取层状Q值,对比分析几种频率域和时频域Q值提取方法的稳定性,其中基于改进广义S变换的Q值提取方法抗噪能力强,方法稳定。三、基于等效加权模型的单步延拓反Q滤波方法研究。目前,最常规的反Q滤波方法为基于波场延拓的反Q滤波方法,如果应用该方法基于层状Q值模型进行逐层波场延拓反Q滤波,则会放大地震记录高频背景噪声,降低地震记录信噪比。通过VSP记录和反射地震记录估计得到的层状Q值,可以作为含油气预测的重要依据,但是将层状Q值模型应用到反Q滤波中则不适合。因此,本文从反射地震记录中提取等效Q值并将其应用到基于波场延拓的反Q滤波中从地表依次向目标层段进行单步延拓反Q滤波,这样能有效减弱Q模型因素对反Q滤波效果的影响,增强反Q滤波补偿效果和稳定性。四、变增益限反Q滤波方法研究。稳定因子法反Q滤波是目前最为常用且稳定的一种反Q滤波方法,该方法不仅有效克服了数值非稳定性问题,而且在校正地震子波相位畸变的同时补偿了地震波能量衰减。但是,该方法的局限性在于进行反Q滤波时需凭借数据处理人员自身经验对稳定因子进行设置,当稳定因子大小设置不当时,将无法有效补偿深层振幅衰减或无法有效压制高频环境噪声。因此,本文在稳定因子法基础上,提出一种变增益限的反Q滤波方法,该方法将增益限和稳定因子设为随时间和地层Q值变化的参数,使增益控制更为稳定有效,同时也能弥补稳定因子方法的不足。地震资料高分辨处理能为地震资料构造解释、高精度储层预测提供有效依据,在地震资料属性提取或反演之前对地震资料进行高分辨处理往往能获得更好的属性体或反演结果。文章最后将变增益限反Q滤波方法应用到实际资料中对地震数据进行高分辨处理。实际资料处理结果表明:基于变增益限反Q滤波处理后的地震数据能提取得到效果更佳的属性体,同时利用高分辨处理后数据得到的波阻抗反演剖面从反向论证了变增益限反Q滤波方法的实用性和稳定性,良好的井-震对应关系也验证了通过该方法获得的高分辨地震数据真实可靠。
【图文】：

示意图,雷克子波,示意图,振幅能量

成都理工大学硕士学位论文所观察到的振幅变化(忽略相位畸变)，图(2-1b)为子波经衰减后所对应的归一化振幅谱。通过观察发现：当子波通过衰减介质时，振幅能量会发生衰减，且 Q值越小衰减越大，即低 Q 值高衰减；高频能量较低频能量衰减更快，峰值频率向低频偏移。

示意图,吸收衰减,模型速度,频散

第 2 章地震波吸收衰减理论11 1 1 1(1 ln )( )rQr r r r rQ (1rQ (中，当参考角频率为时，参考相速度为，近似 Q 值为，，为衰减系基本 Kolsky-Futterman 模型中，相速度随着频率的增大非线性增大；吸收频率基本呈线性关系。图 2-2 为 Kolsky-Futterman 模型中相速度随频率的吸收衰减随频率的变化示意图。
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P631.4

【参考文献】