摘要：土库曼斯坦阿姆河右岸地区地表大部分被沙漠、戈壁覆盖，目的层卡洛夫-牛津阶碳酸盐岩上覆的巨厚膏盐层对地震波高频成分能量吸收比较严重，采用常规方法处理的地震资料分辨率一般较低。为此，在分析CRP道集有效高频成分的基础上，采用共反射面元叠加进行保幅去噪，在去噪的道集数据上分析有效低频和高频信息的可靠性，拓宽地震信号的有效频带，使地震资料的振幅谱在有效频带范围内接近反射系数的振幅谱，从而提高了地震资料的分辨率。对比发现，高分辨率资料比常规资料频带展宽20Hz以上，主频提高15Hz以上，信噪比得到了明显提高，能有效分辨目的层内厚10m左右的薄储层，为构造精细描述和储层横向预测提供了较好的地震资料。
关键词：土库曼斯坦；阿姆河右岸区块；高频；有效波；共反射面元；叠加(地震)；振幅；分辨率；信噪比
0 引言
阿姆河右岸合同区块构造幅度不大，多为一些低幅度构造和岩性圈闭[1]。储层主要为碳酸盐层，其厚度和物性纵横向变化均较大。中国方面在2007年接手该区块勘探开发工作，在2008年采集了2900km2的三维地震资料，由于地表地质条件及地层结构原因，常规叠前时间偏移数据体低、高频有效信号能量不足且频带较窄，对区内构造精细描述、储层预测和相应的储量计算造成较大困难。为此，开展了叠前保幅宽频高分辨率地震资料处理方法的试验研究。
1 分辨率与频宽的关系
但对于实际地震数据而言，受大地吸收衰减和高频信噪比的影响，地震垂向(时间)分辨率总是有限的。以往的地震资料处理主要追求足够高的地震子波主频，常忽视地震信号的有效频带，从而使地震信号中蕴含的地质意义不能完全体现出来。笔者在提高地震波主频的同时扩展有效频带的宽度，使地震波的频谱接近宽平子波谱(图1)，即宽频地震信号的子波振幅谱近似为有效频带内反射系数的振幅谱，从而能够更好地反映地下地质结构[2]。
在地震信号有效频带内，设频宽为df、主频为fd、视主频(地震剖面上能够看到的主频)为fv、振幅衰减为0.4的最低有效频率(有效频带低频)为fl、振幅衰减为0.4的最高有效频率(有效频带高频)为fh。则有效频带的频宽为：
df=fh-fl (1)
地震信号的主频为：
fd=fl+(fh-fl)/2=(fh+fl)/2 (2)
可以看出，主频反映有效频带的中心频率，视主频则反映最大振幅谱值对应的频率。笔者研究的主要目的是提高fd和df，且保持低频端能量基本不变，同时保持地震资料的原有的振幅和相位特性[3]。
2 高分辨率成像原理
采用的基础资料为叠前CRP道集，处理工作直接在道集上开展。其关键技术环节在于保幅去噪(CRA)和宽频处理[4]。
设Xi+m,j+n(t)(实际上，这里是一个道的符号，以下同)为某个三维共反射面元的任意地震道，xi,j(t)为该共反射面元的中心道(其中m=-M，…，-1，0，1，…，M；n=-N，…，-1.0，1，…，N；i为INLINE方向线号；j为Crossline方向线号；t为时间)，求xi+m,j+n(t)(m≠0，n≠O)与中心道xi,j(t)的反射同相轴的时差(△tm,n)。
对xi+m,j+n(t)作时差校正，得
x′i+m,j+n(t)= xi+m,j+n(t+△tm,n) (m≠0，n≠O) (3)
经过时差校正后，共反射面元中的各个地震道x′i+m,j+n(t)的反射同相轴被拉平。也即，x′i+m,j+n(t)与xi,j(t)的反射同相轴时差为零。当m=O、n=0时，有
x′i,j(t)=xi,j(t) (4)
将已经被转换为水平反射同相轴的共反射面元中的所有地震道x′i+m,j+n(t)叠加起来并除以该面元的道数(2M+1)(2N+1)，得
Xi,j(t)就是对应于中心地震道xi,j(t)的共反射面元的叠加道。
按上述方法，计算三维地震数据体每一地震道的共反射面元叠加道，得到三维地震资料的共反射面元叠加结果。
对同一个共反射面元：地震反射信号是相似的，共反射面元叠加(CRA)就意味着共反射面元中各个地震道的“同相叠加”，其信号基本不变；而随机噪声不相似，叠加后则趋于零[5]。于是，自然地提高了资料的信噪比。当反射信号完全相同时，共反射面元叠加道Xi,j(t)的地震反射信号与原地震道xi,j(t)一致，所以共反射面元叠加基本上是一种振幅相对保持的去噪处理方法，称其为保幅宽频高分辨率处理(HIRAB)。
一般说来，HIRAB就是在提高地震资料信噪比和振幅相对保持的基础上，提取地震资料中的有效低频和高频信号，对地震记录逐个频率点进行振幅谱展宽、拉平，并保留低频信号，使地震资料的振幅谱在有效频带范围内接近反射系数的振幅谱，从而提高分辨率。该方法不改变地震资料的相位谱，基本不改变地震资料的波组关系，不存在相邻频率段之间的拼接和吉普斯效应，而且引起的高频噪声较小。
3 高分辨率处理及其效果分析
3.1 确定有效频带
通过CRP道集和叠后偏移剖面的频率扫描以及高分辨处理试验，确定保幅宽频高分辨率处理的有效频带，主要是其有效高频。
对不同的CRP高频道集与CRP道集进行比较，选择频率最高且同相轴与CRP道集一致的高频道集的频率作为HIRAB道集频带的有效高频。
图2为CRP道集及其60Hz、70Hz和80Hz的高频道集。从图中可以看出，60Hz和70Hz高频道集的反射同相轴与CRP道集基本一致，而80Hz高频道集的反射同相轴与CRP道集的一致性降低。对全区CRP道集的分析表明，本区70Hz以下的反射信号基本为有效信号[6]。
3.2 保幅去噪CRA
对包含中间道集的3个CRP道集进行保幅去噪，得到图3中去噪后的CRA道集。从图中可见，其信噪比明显提高，波组关系没有发生变化，道间的能量关系也未变。
3.3 叠前CRP道集宽频处理
对保幅去噪的CRA道集进行宽频处理，得到保幅宽频高分辨率处理的HIRAB道集。图4为过Met-1井(中间道集)的CRP道集和宽频处理后的HIRAB道集。可以看出：HIRAB道集的分辨率大大提高，并且其信噪比亦明显增强；两种道集的波组关系与CRP道集一致。表明HIRAB具有很好的保幅性能。
图5-a为CRP道集目的层段(1500～2200ms)的振幅谱，频带为6～48Hz，频带宽度为42Hz，主频为27Hz(振幅谱中的强低频能量是由远炮检距地震道的强低频能量引起)；图5-b为HIRAB道集同层位的振幅谱，频带为12～76Hz，频带宽度为64Hz，主频为44Hz。可以看出：经过处理后的HIRAB道集的高频拓展28Hz，频带展宽22Hz，主频提高了17Hz。
3.4 处理效果分析
图6为INLINE892的偏移剖面和叠前宽频处理的HIRAB剖面图。可以看出，HIRAB剖面比偏移剖面的分辨率和信噪比都有明显提高。
4 结论
笔者讨论的叠前保幅高分辨处理有别于常规的高分辨率处理方法[7～9]，其提出了一种新的处理思路和流程[10～11]。该方法既可提高地震资料的纵向分辨率，又能够较好地去除噪声，做到了振幅相位保真，充分展现了地震资料中的高频有效信号。该方法处理的资料有利于构造精细解释和储层及其流体的预测。
参考文献
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[11] 张翔，田景春，刘家铎，等.高分辨率层序地层在岩柏古地理编图中的应用[J].西南石油学院学报，2005，27(6)：1-4.
(本文作者：徐明华1，2，3 吴先忠3 李瑞1 彭宇2，3 蒙杉2 1.成都理工大学；2.川庆钻探工程公司地质勘探开发研究院；3.中国石油(土库曼斯坦)阿姆河天然气公司)
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