趙發(fā)通，段淑遠(yuǎn)，張禎偉

（西安石油大學(xué)，西安 710065）

眾所周知，隨著傳播距離和時(shí)間的增大，地震波的振幅不斷衰減，即振幅的衰減隨著傳播時(shí)間以及頻率的變化而變化，低頻成分比較強(qiáng)能量的高頻成分衰減得更慢，主頻逐漸變低，使得地震資料的分辨率隨之降低[1-2]。因此，地震波的振幅處理合適與否，將直接對(duì)某些處理方法效果的成敗造成影響，所以要盡可能地實(shí)現(xiàn)真振幅恢復(fù)。

1 原始資料分析

如圖1所示，經(jīng)過(guò)對(duì)原始疊加剖面分析，地震資料中有效信號(hào)受到了嚴(yán)重干擾，地層中的有效信息比較微弱。在經(jīng)過(guò)適當(dāng)去燥之后，應(yīng)該進(jìn)行有效的振幅補(bǔ)償，補(bǔ)償?shù)貙游账p的一個(gè)最有效的提高地震資料分辨率途徑，即通過(guò)室內(nèi)處理補(bǔ)償大地吸收的高頻成分能量，做好振幅增益控制處理。

圖1 原始疊加剖面

2 疊前振幅補(bǔ)償技術(shù)

目前，針對(duì)地震波振幅處理的方法較多，其中根據(jù)其用途可大致分為以下兩類：一類是為了顯示的需要進(jìn)行的振幅增益控制處理；一類是對(duì)地震波在傳播過(guò)程中的能量損耗進(jìn)行補(bǔ)償。這些方法主要有地表一致性振幅補(bǔ)償、地層吸收補(bǔ)償、球面擴(kuò)散補(bǔ)償、Q補(bǔ)償?shù)萚3]。以下就振幅補(bǔ)償方法進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

在實(shí)際處理中，假設(shè)在炮點(diǎn)處近地表的影響下，僅僅認(rèn)為與該炮點(diǎn)引起振幅不同有關(guān)，與信號(hào)的記錄位置等沒(méi)有關(guān)系。同理，在檢波點(diǎn)處近地表的影響下，也只認(rèn)為與檢波點(diǎn)引起的振幅不同有關(guān)，而與炮點(diǎn)位置等無(wú)關(guān)。根據(jù)這一假設(shè)為實(shí)現(xiàn)地震記錄道間能量的均衡，進(jìn)行地表一致性振幅補(bǔ)償。所采用的方法主要是為了消除由于激發(fā)、接收等因素造成的地震記錄在道間的振幅差異。該方法采用高斯—賽德?tīng)柕?，即在給定的時(shí)窗內(nèi)計(jì)算出全測(cè)線所有地震道的能量，并計(jì)算出各炮集、接收道集以及炮檢距道集上的補(bǔ)償系數(shù)，然后將其應(yīng)用進(jìn)行補(bǔ)償。在空間方向上，該方法可以有效地解決由于地震波激發(fā)接收條件的差異而造成的能量變化。但是，其弊端是在時(shí)間方向上，地表一致性振幅補(bǔ)償法不能補(bǔ)償能量的衰減。

不同的地層其波阻抗往往存在差異，其反射波的振幅也會(huì)存在差異，選擇合適的補(bǔ)償時(shí)窗對(duì)于補(bǔ)償十分重要。選取補(bǔ)償時(shí)窗時(shí)，應(yīng)采用同一目的層的振幅進(jìn)行時(shí)窗選取的參數(shù)對(duì)比、試驗(yàn)，針對(duì)目標(biāo)層選取的時(shí)窗不宜太大，否則補(bǔ)償后在橫向上的能量不能較好地恢復(fù)。圖2（a）為地表一致性振幅補(bǔ)償前的地震記錄，圖2（b）為地表一致性振幅補(bǔ)償后的地震記錄，通過(guò)對(duì)比可以明顯看出圖2（b）能量均勻，橫向能量得到恢復(fù)，有效波得到加強(qiáng)。

圖2 地震道集地表一致性振幅補(bǔ)償前后

引起地震子波時(shí)變的主要因素是地層對(duì)地震波的吸收，地層濾波在吸收深層反射波能量的同時(shí)還嚴(yán)重影響了地震資料的分辨率。由于地震子波隨著地層深度的變化而變化，而現(xiàn)在子波估計(jì)及反褶積的計(jì)算方法一般都是假設(shè)子波是時(shí)不變?yōu)闂l件的，造成了一定程度的局限性。為了對(duì)地層吸收進(jìn)行補(bǔ)償，人們往往會(huì)采用基于短時(shí)傅里葉變換的補(bǔ)償技術(shù)。

該方法的大致思路是：假如沒(méi)有地層吸收，各地層的反射波振幅譜相同，相位譜也僅僅相差一線性相位，將地震記錄根據(jù)情況分成不同頻率，那么地震記錄所對(duì)應(yīng)的時(shí)間能量分布關(guān)系就具有相似性，即在理論上，對(duì)于地震記錄所有頻率來(lái)說(shuō)深層的反射能量與同一頻率淺層的反射能量之比就應(yīng)該是相同的。所不同的是，不同頻率的絕對(duì)能量值大小不一樣。但是，對(duì)于不同頻率能量，由于地層的吸收作用其對(duì)時(shí)間的分布不同，則需要讓地層乘以時(shí)變權(quán)使之相同，就達(dá)到了對(duì)地層吸收補(bǔ)償?shù)男Ч?。圖3（a）為地層吸收補(bǔ)償前的地震記錄，圖3（b）為地層吸收補(bǔ)償后的地震記錄。通過(guò)對(duì)比可以明顯看出，中深層能量得到加強(qiáng)且分辨率明顯提高。

眾所周知，反Q濾波對(duì)補(bǔ)償大地吸收作用是很有效的。該方法不僅可以對(duì)地震波的振幅衰減、頻率損失進(jìn)行有效補(bǔ)償，同時(shí)還可改善地震道相位特性，使得同相軸更加連續(xù)，增強(qiáng)弱反射波的能量，進(jìn)而達(dá)到改善地震資料的信噪比和分辨率的目的。其中，品質(zhì)因子Q是一個(gè)重要參數(shù)，它是用來(lái)描述介質(zhì)的非完全彈性的，表現(xiàn)了地震波能量的衰減以及速度的頻散。通常，品質(zhì)因子Q越小，表明介質(zhì)彈性越差，衰減越大。往往在進(jìn)行反Q濾波過(guò)程中，品質(zhì)因子Q值估計(jì)是前提條件，反Q濾波補(bǔ)償結(jié)果的質(zhì)量是由估算準(zhǔn)確程度決定的，因此，品質(zhì)因子Q值的準(zhǔn)確估計(jì)對(duì)于改善地震成像精度、介質(zhì)物性的正確反演有重要作用。通過(guò)以上分析，采用Q補(bǔ)償對(duì)地震資料進(jìn)行處理，如圖4所示，頻寬得到增加，疊加剖面有略微的變化，分辨率也相應(yīng)地提高一些。

圖3 地層吸收補(bǔ)償前后對(duì)比

圖4 Q補(bǔ)償前后對(duì)比

3 結(jié)論

采用振幅補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ粌H能對(duì)因衰減造成的能量損失進(jìn)行補(bǔ)償，還能使地震記錄的相位特性得到改善，從而使得地震記錄同相軸更加連續(xù)，最大程度上實(shí)現(xiàn)真振幅恢復(fù)，提高弱反射波的能量和地震資料的信噪比、分辨率，為后續(xù)的偏移成像質(zhì)量奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)也為油氣資源的勘探開(kāi)發(fā)提供有力的依據(jù)。