地震子波分解与重构技术研究

【摘要】：随着国民经济的发展，人们对资源的需求日益加剧，因此油气勘探的目标也由寻找大的地质构造转变为更为精细地识别小断块、薄层和薄互层等复杂隐蔽储层，需要更加精准的地层信息。目前在常规地震信号处理中所用的方法都是假设地震子波是单一固定的，然而在实际情况中地震子波是随着时空变化的，因此这个假设与实际情况有很大的差距，这就有可能导致一些比较弱的有效信息丢失，有时还可能会形成某些假象。在过去勘探目标是大的地质构造，所以这种误差可以忽略。然而，随着地震勘探精度的进一步提高，常规地震道模型的这种局限性就逐步的突显出来。在使用各种各样的储层预测手段之后，发现预测成功率并没有提高，总是在原地踏步。如果要提高储层预测的成功率，必须从根本上改进这种单一子波假设的地震道模型。因此，基于多子波地震道模型的地震子波分解与重构技术就应运而生了。 地震子波在传播的过程中受到很多因素的影响，如震源、大地吸收滤波、野外记录过程和地层横向变化影响等。地震子波成为记录上表现的形状，是许多子波相叠加的结果。若将每个地震子波与对应的反射系数褶积，并将这些所有的反射对应叠加形成一个地震道，这就是多子波地震道模型。 地震子波分解就是把一个地震道分解为不同形状（主频）、不同振幅子波的集合。地震子波重构就是针对不同的解释目标，选取最能表达该目标的变化和分布子波，保持它们分解后的位置不变，重新叠加，从而形成一个新的地震道。新合成的地震道集将最大限度的反映该目标的变化。 本文研究了基于连续小波变换的地震子波分解与重构的算法，将原始信号分解为一系列不同尺度的Morlet子波，由于尺度与频率有一一对应关系，也相当于将信号分解为一系列不同频率的子波集合。选取全部的子波进行重构则得到原始信号，选取特定的部分子波进行重构则得到部分子波重构信号。对合成地震记录进行分解与重构，从而验证了该方法的准确性。 然后研究了基于匹配追踪算法的地震子波分解与重构的方法，在前人研究的基础上，利用瞬时属性构造原子库，使原来的搜索范围大大减小，避免了盲目的搜索，从而提高了计算效率，并且将尺度参数设为自由可变的，这样使得原子库具有更强的适应性。对合成地震记录进行分解与重构，从而验证了该方法的准确性。通过实际资料处理对比，基于匹配追踪的子波分解与重构方法在计算精度和计算效率上都优于基于连续小波变换的子波分解与重构方法。 具体应用实例证明，地震子波分解与重构技术在识别弱储层反射，识别断层、尖灭，刻画薄层和储层预测等方面取得良好的应用效果，因此，地震子波分解与重构技术能够为地震资料解释和储层预测提供一种有效的手段。