基于相空间理论的三维叠后地震资料相对保幅高分辨率处理方法研究

Enhancing resolution of seismic data is one of the central issues of seismic data processing. In practice, the seismic trace is nonstationary. The usually used nonstationary resolution enhancement methods often fail to obtain relative amplitude and geological structure preserved result for seismic data with complex reservoir. In this project, based on the nonstationary convolution seismic trace model, on the framework of the phase space signal analysis theory, constrained by geological structure, and taking inversion thoery as the tool, we will construct time analysis windows which can divide the 3D post-stack seismic data adaptively into stationary seismic data blocks, produce phase space frame using these time analysis windows, and establish relatively stable Q field for the seismic data.Taking all above as basis,we will propose a relative amplitude preserved resolution enhancement method for 3D post-stack seismic data based on phase space theory. This method can overcome the shortcomings that the usually used methods are difficult to obtain meaningful energy (amplitude) relationship and that the trace by trace methods are difficult to preserve geological structure, and provide a basis for more precise and specific description of the changes of lithology and the property of fluid as well as a technology support for fine exploration of seismic data with complex reservoir.

提高地震资料分辨率是地震资料处理中的核心问题之一。实际地震记录是非平稳的，常规的提高非平稳地震记录分辨率的方法，不能满足复杂油气藏勘探对于相对保幅和保持地震资料地质结构的要求。本项目拟以反射地震记录的非平稳褶积模型为基础，以相空间信号表示理论为框架，以地质结构（如：地层层序，地质体边缘等）为约束，以反演理论为工具，给出自适应于三维叠后地震资料的地质结构构造相空间分析时窗对地震资料进行分块平稳化的方法，发展相应的相空间标架理论，建立稳健的地下介质Q场，在此基础上提出一种基于相空间理论的三维叠后地震资料相对保幅高分辨率处理方法。该方法能够克服常规方法难以获得有意义的相对能量（幅度）关系和单道处理难以保持三维叠后地震资料地质结构的缺点，为更准确、精细地刻画岩性变化、流体性质等提供基础，为复杂油气藏精细勘探提供技术支撑。

提高地震资料分辨率是地震资料处理中的核心问题之一。实际地震记录是非平稳的，其模型可用拟微分算子来描述。提高非平稳地震记录分辨率关键在于对拟微分算子求逆，这是一个数学难题。现有的方法由于没有很好的逼近拟微分算子的逆，其对地震资料的处理结果往往难以相对保幅，且由于使用一维（单道）处理，往往会破坏三维地震资料的地质结构。本项目以相空间信号分析理论为基础，把拟微分算子求逆难题转化为用逐段平稳的序列组合自适应最佳逼近给定的拟微分算子的逆的问题。项目提出了地震数据驱动的非平稳地震道分子标架表示理论，为非平稳地震道的处理和反演奠定了理论基础；提出了带有地层结构约束的非平稳地震道分子分解与Q校正方法，为建立相对稳定的地下介质 Q 场提供了技术支撑；提出了能相对保幅的非平稳地震记录高分辨率处理方法，解决了传统方法存在的对于具有复杂构造的三维叠后地震资料处理结果不能相对保幅和保地层结构的难题；提出了一种保地层结构的反射系数与波阻抗反演理论和方法，解决了常规方法对随机噪声和初始子波估计误差敏感，且对于具有复杂结构的地震数据的处理结果不能较好地保持地层结构的问题。上述研究成果为更准确、精细地刻画地层的结构、岩性变化及流体性质等提供了基础。在本项目资助下，已发表SCI刊物论文2篇，已录用待发表SCI刊物论文1篇，以第四完成人身份荣获教育部科技进步奖一等奖1项，申请发明专利2项（正在公示）。