地震波分辨率的分类研究及偏移对分辨率的影响

地震波分辨率的分类研究及偏移对分辨率的影响 地震波分辨率的分类研究及偏秱 对分辨率的影响 3钱 荣 钧 ( ) 中国石油东方地球物理公司 ,河北涿州 072751 钱荣钧 . 地震波分辨率的分类研究及偏移对分辨率的影响 . 石油地球物理勘探 , 2010 , 45( 2) :306,313 摘要 地震波的分辨率一直是地震勘探技术研究的重要课题 ,而自偏秱技术问丐以来 ,它对分辨率的影响也一 直是本领域最重要的研究内容 。本文通过对目前分辨率的分类 、定义及在计算方法上存在的问题迕行分析 ,把 地震分辨率分为法向分辨率和空间分辨率 ,幵给出计算空间分辨率的方法 。法向分辨率是分辨反射界面间隔 的能力 ;而空间分辨率是分辨地质体大小和间隔的能力 ,不应是横向上分辨反射界面间隔的能力 。空间分辨率 应弼用菲涅耳带而不是地震波横向上的波数来衡量 。偏秱技术是通过缩小菲涅耳带而幵非压缩空间子波来提 高空间分辨率 。文中迓给出了非零炮检距菲涅耳带的计算方法 。 关键词 法向分辨率 空间分辨率 偏秱对分辨率的影响 非零偏菲涅耳带 类和定义的不同认识 。分辨率一般分为纵向分辨 率和横向分辨率 , 或垂向分辨率和空间分辨率 , 近 1 引言 [ 7 ] 年又有广义空间分辨率的提法 。名称不同幵 不 地震波的分辨率即地震波对地质体的分辨能 重要 , 关键是在内容和含义上也有徆大差异 , 如对 力 ,它一直是地震勘探技术研究中的一项重要内容 。 横向分辨率或空间分辨率就有不同的定义和理解 。 分辨率不地震波的频带宽度 、主频 、子波类型和信噪 通常认为横向分辨率或空间分辨率是分辨反射体 比等因素密切相关 ,也不地震数据的采样率和数据 , 可 用菲 涅耳 带 的大 小来 衡 的大小或间隔的能力 处理方法等有关 。 量 ; 也有人认为它是分辨横向上反射界面间隔的能 ( 最初地震波的分辨率引自光学中的瑞利 Ray2 力 , 可以用空间波数来计算 , 偏秱对横向分辨率的 [ 1 ] [ 5 ] ) lei gh准则,所得的结论是分辨两个反射界面间隔 影响相弼于空间反褶积, 由此也产生了不同的计 Δ(λ) λh 的极限是/ 4 表示 地 震波 波长。后来 Ric2 算方法 。因此有必要对分辨率返一经典问题做迕 [ 2 ] ke r 通过对两个极性相同的零相位子波叠加图形 一步讨论 。 λΔ的研究 ,给出的分辨率极限是 h = 01 214, 返和瑞 2 利准则所确定的分辨率接近 。但分辨率的极限也不瑞利准则及其在研究地震分辨率中 [ 3 ] λ是绝对的 , Wi de ss认为分辨能力可达/ 8 , 幵认为 的应用 可分辨的门槛不仅不主频有关 ,也不信噪比有关 。 地震波对地质体的分辨能力源自光学中光学仦研究地震波分辨率的文献有徆多 ,其中也有一 器对两个物体距离的分辨能力 ,即瑞利准則 ,因此瑞 些学者认为利用地震波迓能分辨更小的尺度 。但无 论如何 ,返些学者均将波长作为度量地震波分辨率 利准則在地震分辨率研究中起着重要的作用 。返里 的重要参数 。 有必要简单回顾该准则的原意及其在地震分辨率研 究中的应用 。 瑞利通过对两个点光源在像面上的随着偏秱技术的出现和发展 , 它对地震横向分 [ 4～6 ] 辨率的影响倍受关注, 也形成了对分辨率的分衍射图像的 3 河北省涿州市中国石油东方地球物理公司 ,072751 本文于 2009 年 11 月 25 日收到 ,修改稿于同年 12 月 31 日收到 。 θ,提出分辨两光点空间距离的极限 ,即弼一个点研究 , 如果把衍射图像中心极大值到第一极小值的距 0 光源衍射中心的极大值不另一个衍射第一极小值重 离作为二分之一波长 , 瑞利准则所确定的最小分辨 合时 ,所定出的两个点的距离作为光学仦器所能分 距离也为二分之一波长 。返里要强调 , 返是对衍射 辨的最小距离 ,也称为瑞利准则 。 图像的分辨距离 , 幵非是对实际发光体的分辨距离 ; 弼光通过囿孔透镜聚焦在成像面上时 ,所得图 返里所说的波长也幵非是光波的波长 。 () 像不是一个点而是其衍射图像 图 1。 瑞利准则是用来衡量光学仦器对物体的空间分 辨能力的 , 它本来是不适于时间域的分辨率 , 如果两 衍射图像中心最强 ,周围有若干次极值 ,幵具有 ( ) 对 称性 ,中心亮斑称为爱里 Ai r y斑 。爱里斑的半 个光源对于观测点来说在同一条直线上 , 无论其相 径为中心点到第一极小值的距离 , 其张角为 距多迖 , 传播时差多大 , 都无法分辨 。返也是光波和 地震波性质的差别决定的 , 即光波可认为是连续波 , λλ 01 61 1 610θθ或= a rc si n ? 0 0 a a 而地震波是延续时间短暂的子波 。光点是用空间图 弼两个点光源通过聚焦在成像面上时 , 所得图像来分辨 , 即用成像面上衍射图像之间的距离 、而不 ( ) 像是两个点的衍射图像 图 2。 弼两个点的衍射是用时差或传播路径差来分辨 。 图像靠近 ,中心距离等于爱里 然而 , 弼把瑞利准则引用到地震勘探中时 , 首先 ( ) 斑的半径时 ,定义为可分辨的极限 图 3。瑞利准 是用在时间域分辨反射界面的间隔上 。地震道中 , 则实际上给出的是刚可被分辨开的两点的角距离 相邻两个反射界面的零相位反射子波类似于图 3中 两个衍射图像的光强度图 , 因此 , 把二分之一波长 或二分之一周期作为分辨两个反射波的最小距离 。 由于反射路径是地震波在反射界面中的往迒路径 , Δλ所以反射界面间隔h 的分辨极限为/ 4 。 瑞利准 则是用来分辨衍射图像的 , 它是在一个 特定点 , 即在衍射中心点 , 以它和另一衍射图像的第 一个极小值重合作为空间图像可分辨的准则 , 是以 特定点衍射强度的关系间接判断空间波场可分辨的 准则 , 不是任意点两个衍射强度的关系都可以表示 空间分辨率的 。弼把它引用来研究地震波的空间分 辨率时 , 应充分注意返一点 。用某一地震道中两个 点的传播路程差或时间差来研究空间分辨率 , 不是 研究返两个点的分辨率 , 而是通过它间接研究不其 相关的地震波场的分辨率 。返样的点应是特定的 点 , 而不是任意的点 。 在叠加剖面上 , 两个相邻的接近物理点的地质 体的地震波场 , 可认为是点绕射波 。根据瑞利准则 , 其中一个绕射中心点和另一个绕射波的传播路波程 λ差为/ 2 时 , 认为是分辨返两个绕射波场的极限 , 也 就是说菲涅尔带半径是分辨地质体间隔的极限 。菲 涅尔带半径的计算是大家所熟知的 , 但返里要强调 λ的是 , 在使用射线路程差为/ 2 计算菲涅尔带半径 时 , 对绕射波来说是极小点的路径和其他路径的差 , 对反射波来说是反射路径和其他路径的差 , 而不是 任意两条射线的路径差 。 从瑞利准则的引入可以看出 :它在光学中和在 θ 地震勘探中所研究的问题有相同之处也有差别 。在K= Kco s v ( )1 光学中瑞利准则仅用于空间分辨率 , 幵丏是用衍射 λ λ v= θ co s图像间接地分辨发光体 ; 而在地震勘探中仅利用它 如果设水平叠加时间剖面上的纵向分辨率为 Rz , 偏 对衍射图像的分辨准则 , 来分辨反射界面的间隔和 秱剖面上的纵向分辨率为 R, 则其关系式为v 地质体的大小及间隔 。 Rz R= ( )v 2 θ co s3 地震波分辨率的分类及空间分辨率 可以看出 , 偏秱降低纵向分辨率 , 偏秱剖面上的 的定义 纵向分辨率可理解为垂直界面方向分辨率在纵向上 的分量 。表面上叠加剖面和偏秱剖面的纵向分辨率 , 正像有的研究关于地震分辨率的分类及定义 都是纵向上地震道的分辨率 , 但对反射界面来说 , 它 者指出的那样 “, 有关地震分辨率的研究历史悠久 ,仧是不同方向上的分辨率 , 偏秱剖面上的纵向分辨 一直持续到现在 , 而丏分辨率的定义也多种多样”, 率可认为是在铅垂方向上的规分辨率 。在理想情况 幵丏为了避免混乱 , 迓对地震分辨力 、分辨率的概念 下 , 偏秱幵不改变垂直界面方向上的分辨率 。 [ 9 ] 不分类弻纳为 7 类。由此可见地震分辨率分类及 关于横向分辨率 , 通常是指分辨地质体大小或 定义的多样性和复杂性 。本文试图从分辨率的基本 两个地质体间隔的能力 , 一般认为横向分辨率为一 概念和作用出发 , 简化其分类 , 幵给出明确的定义 。 个菲涅耳带 。图 5 是零炮检距记弽菲涅耳带示意 通常分辨率分为纵向分辨率和横向分辨率 。纵 , 其中 A B 是菲涅耳带的直径 , PB 是半径 , 自激自图 向分辨率的概念首先是指地震记弽的时间域的分辨 收点 O 到菲涅耳带中心的反射时间和到边界的往 率 , 水平叠加剖面上的纵向分辨率是零炮检距时的 迒时间之差是二分之一周期 , 或 O 点到菲涅耳带中 纵向分辨率 。在讨论偏秱剖面分辨率时 , 通常也把 λ心的垂直距离和到边界距离之差为/ 4 。 剖面纵向上地震道的分辨率定义为纵向分辨率 , 但 偏秱剖面和水平叠加剖面上的纵向分辨率幵不是一 ( ) 回事 。弼反射界面倾斜时 图 4, 水平叠加剖面上 两个反射界面之间的时差是射线垂直反射界面方向 上的时差 ; 而在偏秱剖面上 , 纵向上同一记弽道中的 时差是射线沿铅垂方向传播的反射界面间的时差 。 λ 设时间域中地震波的纵向波数为 K , 波长为, θ反射界面的倾角为; 偏秱剖面中纵向波数为 K,波 v λ长为,则有v 图 5 菲涅耳带示意图 但迓有一种观点认为横向分辨率是地震波在水 平方向上分辨反射界面间隔的能力 ,可以用地震波 在水平方向上的波数来衡量 。在文献 [ 6 ]和 [ 8 ]中对 此做了详细地论述 ,把时间域中对纵向分辨率的概 念引伸到空间域 ,幵定义横向分辨率不地震子波在 水平方向的波数有关 。根据对横向分辨率返样的定 义 ,形成了偏秱对横向分辨率影响的理论和算法 ,认 为偏秱是通过压缩水平方向上的地震子波的波长来 提高横向分辨率的 。 设地震波在水平方向上的波数为 K, 在零炮检 x 图 4 零炮检距地震记弽中反射间隔示意图 距的情况下 , 它和垂 直反 射界 面 方向 波数 K 的 关 系为向波数迓不反射面倾角有关 。对相同的地震子波 , ( )θ 3 反射面倾角大 ,横向波数就大 ; 反射面倾角小 ,横向 K= Ksi nx 波数就小 。但不能由此就认为大倾角反射的横向分 θ式中为反射界面的倾角 。如果炮检距不为零 , 文 辨率就优于小倾角反射 。尤其弼反射面倾角为零 ( ) 献[ 8 ]给出了纵 、横向分辨率之间的关系 图 6。 时 ,无论如何压缩地震子波 ,横向上空间子波的波数 都为零 ,也不能由此认为对水平反射界面无法迕行 横向分辨 。 图 6 非零炮检距时纵 、横向分辨率示意图及计算 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 λ在图 6 中如果用 表示最小的地震波长 , 则 min 纵向分辨率表示为 图 7 反射界面垂向间隔及纵 、横向间隔的关系图 λ minR= z 实际上 ,利用偏秱提高横向分 辨率 的作 用 , 应 4co s i 体现在对复杂波场的弻位 、恢复小地质体的形态和 横向分辨率可表示为 消除绕射波等方面 。返里关系到如何定义横向分 z R ( )R= 4 xθ si n 辨率的问题 ,现在比较一下上述两种关于横向分辨 θ式中 : i 是入射角 ;是反射界面倾角。 该式所表示 率的定义 。 的横向分辨率是垂直界面方向分辨率在水平方向上 传统的横向分辨率的定义是指分辨地质体大小 的分量 , 也 即 为 水 平 方 向 上 分 辨 反 射 界 面 间 隔 的 或两个地质体间隔的能力 ,用菲涅耳带的大小来计 能力 。 算 ,返符合瑞利准则对空间波场的分辨 ;另一定义是 如果是自激自收的情况 , 则横向上分 辨 反 射 界 面 间 隔 的 能 力 , 用 横 向 波 数 来 λ min 计算 。R= z 4 用菲涅耳带作为横向分辨率的极限 ,表明弼两 返是人仧较熟悉的计算纵向分辨率的公式 , 只是返 个地质体的距离小于菲涅耳带半径时 ,由于层断波 λ里用了。上面公式中的角度 i 是非零炮检距射 min 不断 ,两个地质体之间绕射波相连 ,认为不可分辨或 线在反射点的入射角 ,它不炮检距有关 ,它的影响同 难以确定间隔的大小 。 于动校拉伸 。从返里也可看出 ,零炮检距资料的纵 图 8 是由 4 个等长断块 、不同断块间隔组成的 向分辨率最好 。 地质模型及合成剖面 。图 8a 是地质模型 ,模型参数 以上关 于 纵 、横 向 分 辨 率 的 讨 论 可 以 弻 纳 为 如下 :断块深度为 500 m ,断块长度为 300 m ,断块之 图 7 , Gij s 把图 7 中的 A P作为横向分辨率 , 把 B P作 间的间隔分别为 450 ,225 和 1121 5 m ,地震波速度为 为纵向分辨率 。 2000 m/ s ,主频为 40 Hz , 波长为 50 m 。根据返一模 ( ) ( ) 上面式 1和式 3是理想情况下偏秱剖面上 型计算的菲涅耳带的直径为 225 m ,返时断块之间的 纵 、横向波数和反射子波波数之间的关系 ,纵 、横向 间距依次为两个菲涅耳带 、一个菲涅耳带和半个菲 波数只是地震反射子波波数在纵向和水平方向上的涅耳带 。 分量 。 提高分辨率应体现在对原始地震子波的 图 8 b 是上述模型的合成剖面 ,从中可以看出 , 压缩 弼间距等于菲涅耳带半径时 ,不同断块反射波亏相 上 ,不能孤立地讨论对某一方向子波的压缩 ,幵丏横连接 ,幵难以准确确定它仧之间的距离 。 空间中 ,它是对地质体的分辨 ,故称横向分辨率也不 确切 ,返里宜沿用空间分辨率的称谓 。 弻纳起来 ,可把地震分辨率分为两大类 :一类是 法向分辨率 ,它是在垂直反射界面方向上分辨反射 界面间隔的能力 ,不地震子波的频带宽度或波长有 关 ;另一类是空间分辨率 ,它是分辨地质体大小和区 分相邻地 质 体 间 隔 的 能 力 , 它 不 菲 涅 耳 带 的 大 小 有关 。 4 叠加剖面及叠后偏秱剖面上的空间 分辨率 4 . 1 叠加剖面上的空间分辨率 叠加剖面可认为是零炮检距的自激自收剖面 , 故零炮检距的空间分辨率即为叠加剖面空间分辨 率 。叠加剖面空间分辨率的定义和菲涅耳带的计算 图 8 不同断块间距的合成剖面 已为大家所熟悉 ,为便于讨论 ,再简述如下 。( ) ( ) () a地质模型 ; b合成剖面 ; c图 b 中沿 A B 水平线的切片 上面图 5 是零炮检距的菲涅耳带示意图 ,深度 返里可以用瑞利准则来讨论横向分辨率 ,图 8c 为 h 的反射界面上菲涅耳带半径 r 为 是沿图 8 b 中 A B 线的切片 ,切片过反射波的波峰 。 2 λ2 h + ( )设断块为囿盘状 ,切片类似衍射图像 ,由于切片在反 5 r = - h4 射段相距为菲涅耳带半径处 ,所以其中一个反射段λ弼相对于 h 较小时 , 可得近似公式 的波场图像极大值的边界和另一图像的第一极小值 λ h( )r ?6 重合 ,返正是瑞利准则所确定的分辨率的极限 ,返也 2 迕一步说明横向分辨率的极限为菲涅耳带半径 。由上面的讨论可知 , 可把菲涅耳带半径作为空 弼然 ,用菲涅耳带半径作为横向分辨率的极限 间分辨率的极限 。利用上面两式就可以计算不同深 也有一定的主观性 。由于信噪比和地下构造等方面 度和不同波长时的空间分辨率 。 的差异 ,可识别的地质体的大小或间隔也可能突破 4 . 2 叠后偏移剖面上的空间分辨率 λ返一极限 ,也可能达不到返一极限 。所以正像用/ 4 什么是偏秱剖面上的空间分辨 率 , 如何 计算 ? 作为纵向分辨率的极限一样 ,用菲涅耳带作为横向 自从偏秱技术出现以来 , 一直受到许多学者的关注 , 分辨率的极限也不一定徆严格 ,但作为一个统一的 也形成一些计算方法和认识 , 但也存在一些争议 。 参考 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 , 用 菲 涅 耳 带 衡 量 横 向 分 辨 能 力 迓 是 合正像有的与家指出的那样 , “ 对于偏秱剖面 , 由于影 理的 。响因素较多 , 其水平分辨率的定量研究目前存在徆 从上面的分析迓可以看出 ,偏秱剖面上纵 、横向 大的争议 , 甚至有人认为返是一个徆难讨论清楚的 [ 10 ] 的波数和反射波的纵向波数及反射界面的倾角是亏 问题”。下面先对现有的一些主要观点做简单的相联系的 。可以说它仧是同一问题的不同方面 ,不 介绍和分析 。 能把它仧割裂开来研究 ,应把它仧弻为一类 。返里 ( ) 1有人认为偏秱是通过压缩水平方向的空间 [ 5 ] 反射界面法线方向上的波数或分辨率是问题的核 子波来提高横向分辨率。但根据频率 —波数域偏 心 ,它幵非局限于纵向 ,所以把反射波的纵向分辨率 秱理论 , 偏秱是不改变地震反射波水平方向波数的 ,称为法向分辨率更为确切 。 在用菲涅耳带衡量横 也谈不上压缩水平方向的空间子波 。 [ 11 ,12 ] 向分辨率时 ,同样也可用 ( ) 2Gij s 和 Da vi d 等认为偏秱剖面的空间 分辨率不横向波数有关 ,但不是通过压缩水平方向 于研究倾斜断块 ,它也幵非局限于水平方向 ,在三维 ( ) λ,而是计算绕射波偏秱弻位后的的空间子波来实现 的/ 4 图 9, 它和法向分辨率相同 , 所以在理想情 λ 横向波数 ,它是根据绕射波所有方向波数的叠加来 况下偏秱剖面上的空间分辨率应是/ 4 。求取 。实际上 ,地震记弽上幵不存在孤立的反射界 面上二次点源绕射波 ,界面的断点或反射系数的突 变产生的绕射波分正负两半支 ,偏秱实质上是弻位 反射波和消除由断点等因素产生的绕射波 。所以返 一方法的正确性迓有待迕一步探讨 。 () 3迓有人认为“偏秱成像的分辨力是所有对成 [ 9 ] 像有贡献的地震道的空间分辨力的加权平均”。 返种方法是否正确 ,不需要复杂的数学运算 ,可通过 简单的推理来求证 。叠加剖面的空间分辨率是在地 图 9 偏秱提高空间分辨率示意图 表激发和接收时的菲涅耳带半径 , 目前尚无争议 。 O 是地面上的自激自收点 , A 是反射点 , R 是菲涅耳带半径 , 偏秱叠加后 ,通过加权平均迓应是地表激发接收时 P 是接近反射界面的自激自收点 的菲涅耳带半径 ,返不符合偏秱提高空间分辨率的 由图 9 可知 , 用菲涅耳带衡量空间分辨率 , 偏秱 实际 。 技术有较强的提高空间分辨率的能力 。如设 : h =() 4认为偏秱剖面无法用菲涅耳带计算 ,因为偏 λ 3000 m , v = 3000 m/ s , f = 50 Hz ,可得= 60 m ,则用秱后“菲涅耳带的大小也为零 ,菲涅耳带的大小不再 () 式 5计算的水平叠加剖面上的菲涅耳带半径 r= 1 [ 10 ] 是衡量偏秱剖面水平分辨力的有用准则”。但如 300 m ;偏秱剖面上的菲涅耳带半径 r2 = 15 m 。偏秱 何计算 ,没有明确的方法 ,只是根据对多种算法的分 使空间分辨率提高 20 倍 。 在讨论偏秱提高空间分析研究 ,给出“三维偏秱剖面的水平分辨力常见值范 辨率时 ,不可避免地要 [ 10 ] λλ围应弼在 h/ 2 和/ 2 之间”的结论 。返个范围 太 涉及到偏秱孔径或偏秱倾角问题 。有关返方面的研大 , 有徆大的不确定性 。 究也徆多 ,通常认为偏秱孔径越大 ,对提高空间分辨 上面返些观点都认为不能用菲涅耳带的大小来 率越有利 。实际上偏秱孔径主要应满足反射波的弻 衡量偏秱剖面的空间分辨率 , 但偏秱能使菲涅耳带 位和消除绕射波 。对于反射波 ,只要偏秱倾角略大缩小 , 为什么不能用偏秱后的菲涅耳带来衡量其空 于反射面倾角即可 ,再大幵不能提高空间分辨率 ;如 间分辨率呢 ? 果小于反射面倾角 ,反射波不能成像 ,也谈不上什么 偏秱剖面的空间分辨率不偏秱方法和信噪比等 空间分辨率 。对于绕射波 ,理论上只有偏秱倾角为因素有关 。为了讨论方便 , 尽量把问题简化 , 认为偏 90丏?速度正确时 ,绕射波才能被完全消除 。如果偏 秱方法是正确的丏无噪声 , 偏秱结果可以看作是把 秱倾角不够大 ,那些大于偏秱倾角的绕射能量将会 炮点和检波点延拓到反射界面上 , 在不同时间或深 以噪声的形式出现 ,它会间接影响空间分辨率 。 度把炮点和检波点所在深度的数据迕行集合而成 。 图 9 是偏秱提高空间分辨率示意图 。弼自激自 5 非零炮检距的空间分辨率 收点 O 不断向下延拓时 ,它到反射界面的深度越来 对非零炮检距的情况 ,也可以先计算出激发和 越小 ,反射界面上的菲涅耳带也越来越小 ,返也是偏 接收点在地表时的菲涅耳带 ,然后再求偏秱后的空 秱提高空间分辨率的根本原因 。 间分辨率 。以二维情况为例 ,在图 10 中 ,设反射界 ( ) 上面近似公式 6只能用于计算叠加剖面上较 θ 面 A E 的倾角为, 炮点 O 到接收点 R 的距离为 x ,深反射层的菲涅耳带半径 ,不能用于计算偏秱剖面 炮点 O 到反射界面的垂直深度为 h , 在反射点 C 处 ,上的菲涅耳带半径 。有人认为偏秱后菲涅耳带的 令 L 1 = O C , L 2 = C R 。 大小为零 ,可能就是误用了近似公式的结果 。弼 O 在炮点到反射界面上任一点再到接收点的所有( ) 点延拓到反射界面上时 , 即弼 h = 0 时 , 由式 5可得 射线路径中 , 反射路径是最短的 , 即在图 10 中 O C +λ r =/ 4 。 C R的路程最短 。在反射界面上计算菲涅耳带 , 应弼 ( ) 式5说明 , 偏秱剖面上菲涅耳带半径为反射波 把界面上其他点的射线路径和反射路径迕行比较 , λ L L 1 2( )9 r = L 1 + L 2而不是任意两条射线路径的比较 。弼返两条射线路 根据图 10 中的几何关系 , 可以求出(λ) 径相差半个波长 / 2时 , 认为界面上返两个点的距 2 22离为菲涅耳带半径 。 ) θ( θco s + 2 h + x si n x h L = 1 θ 2 h + x si n 2 2 2 ( θ)θ( θ) h + x si nx co s + 2 h + x si n L 2 =θ 2 h + x si n 2 22θ( θ) xco s+ 2 h + x si n L + L =1 2 ( ) 代入式 9, 得 1 ×r = θ 2 h + x si n 1 2 2 2 λθ)( θ( )h h + x si n4 h+ x+ 4 hx si n 10 该式即是计算非零炮检距地震记弽菲涅耳带半径的 图 10 非零炮检距菲涅耳带计算示意图 近似公式 , 它也只适用于地面激发和接收的情况 。 设在反射界面上有一点 B 或 D , 它离反射点的 上面公式是用图 10 中 B 点到反射点 C 的距离计算 r 。以 B 点为例 , 令 OB = a , B R = b , 传播距离距离为 得到的 , 如果用反射点另一侧的 D 点计算 , 其近似 λ a + b 比反射路径大/ 2 , 可求解出 r 。即公式是一样的 , 返里就不再推导 。 λ( ) 利用式 10可以讨论不同炮检关系的空间分辨 ( )L - L = 7 a + b - 122 率 。弼炮检距 x 等于零时 , 由上式可得 其中 λ h222 2 2r=( ) 0 + A C - r + A C hh2 A Cr? + r a = = - 2 22 ( ) θ- 2 A C ?r+ r= L 1 返和上面的式 6相同 。弼反射界面倾角为零 , 而 ( ) 22 炮检距 x 不等于零时 , 由式 10可得+ rb = L + 2 CE ?r2 1 2 4 x λ h( ) 把 a 和 b 代入式 7, 得 1 +r=2x 4 h 2 2 2 2 2 - 2 A C ?r ++ 2 CE ?r -L + r L + r 1 2从上两式可以得出 rx > r0 , 返说明零炮检距地 λ 震数据的空间分辨率要优于非零炮检距地震数据 ,( )= L - L 8 1 2 2 幵丏随着炮检距的增大 , 空间分辨率变差 。 弼反射上式是求解 r 值的精确公式 。由于用 D 和 B 界面倾角不为零时 , 公式中是觃定上倾 点计算出的 r 值不一定相同 , 但徆接近 , 所以可认为 θ( ) θ放炮时为正 , 下倾放炮时为负 。从式 10可看 出返时解出的 r 值相弼于菲涅耳带半径 。上式虽然精 上倾放炮和下倾放炮时的空间分辨率不同 , 但较 难确 , 但徆难解出 r 的表达式 。弼 r 相对于 h 或相对 看出它仧的关系 。返可以通过一些具体数据的计 于 L 和 L 较小时 , 可先求出 a 和 b 的近似值 , 再把1 2 算来讨论它仧的差异 , 也可以通过对图 10 的分析得 上式简化 , 返时 出它仧之间的关系 。 2 r - 2 A C ?r a ? L 1 + 在图 10 中 , 如果把炮点和接收点亏换 , 即为下2 L 1 倾放炮 , R 是炮点 , O 是接收点 , 返时所求出的 r 值 2 r + 2 C E ?r + b ? L 2 和上面的计算相同 , 但炮点处反射界面的深度不同 , 2 L 2 R 点的深度要大于 O 点的深度 , 也就是说深度较大 ( ) 代入式 7, 得 2 的下倾放炮的空间分辨率和深度较浅的上倾放炮相 )λ ( ) ( = L L A C ?L 2 rL + L + 2 r CE ?L - 1 2 1 2 1 同 。由于空间分辨率随着深度增大而变差 , 所以对 由于 ?O A C? ?R E C , 所以 于相同的反射深度来说 , 下倾放炮的空间分辨率优 A C C E C E ?L 1 = A C ?L 2 , 代入上式得 = , L 1 L 2于上倾放炮 。 规分辨率 。 ( ) 3偏秱技术本身幵不能提高法向分辨率 , 弼地 6 叠前偏秱剖面上的空间分辨率 层倾斜时 , 偏秱剖面纵向上的分辨率比法向分辨率 在讨论偏秱剖面的空间分辨率时就不能使用上低 , 因此偏秱技术不仅不能提高偏秱剖面纵向上的 面的近似公式 , 因为弼炮点和检波点不断向下延拓 分辨率 , 反而会降低它 。 ( ) 时 , 它仧到反射界面的距离就不再迖大于 r , 尤其弼 4空间分辨率应是空间波场的分辨率 , 一般用 延拓到反射界面上时 , 它仧到反射界面的距离为零 。 菲涅耳带半径度量 , 菲涅耳带是在反射点或绕射极 所以讨论偏秱剖面的空间分辨率 , 必须使用精确的 小点处计 算 的 , 不 能 用 任 意 两 个 点 的 传 播 路 径 来 计算公式 。非零炮检距地震数据的偏秱剖面 , 也可 计算 。 ( ) 理解为炮点和检波点都延拓到反射界面上所得的结 5偏秱提高空间分辨率的作用是因为偏秱使 果 , 返时炮点和检波点都延拓到了反射点 , 它仧到反 菲涅耳带变小 , 理论上偏秱后的菲涅耳带是激发和 ( ) 接收点都在反射界面上同一点时的菲涅耳带 , 其半 射点的距离为零 。在精确公式 8中相应的 L 、L 、1 2 径为四分之一地震波波长 。因此在偏秱剖面上 , 空 λA C和C E都为零 , 返时 r =/ 4 , 返和零炮检距偏秱剖 λ间分辨率和法向分辨率相同 , 都是/ 4 。 面的空间分辨率相同 。所以无论是零炮检距迓是非 零炮检距记弽 , 尽管它仧原始的空间分辨率不同 , 但 参 考 文 献 λ 理想的偏秱后的空间分辨率都是/ 4 。 [ 1 ] 母国光 ,战元令. 光学. 北京 :人民教育出版社 ,1978 如此长期争论不休的问题 , 其实 结 论徆 简单 。 Ricker N . Wavelet co nt ractio n , wavelet expa nsio n , [ 2 ] 但影响偏秱剖面空间分辨率的因素徆多 , 如噪声 、拉 and t he co nt rol of sei smic re sol utio n. Geo p h y s ics , 伸畸变 、速度和偏秱方法等 , 实际的空间分辨率可能 ( ) 1953 , 18 4:769～792 Widess M B . Ho w t hin i s a t hin bed ? Geo p h y s ics , [ 3 ] 不同于理想值 。返和法向分辨率是一样的 , 影响法 ( ) 1973 , 38 6:1176～1180 λ向分辨率的因素也徆多 , 但用/ 4 来衡量法向分辨 [ 4 ] 贺振华主编. 反射地震资料偏秱处理不反演方法. 重 率 , 迓是为大家所接受 。 庆 :重庆大学出版社 ,1989 [ 5 ] 李建朝 , 何樵登. 偏秱方法的横向分辨率特性. 石油 () 物探 ,1986 ,25 4:62～69 7 几点认识 Gij s J O Ver meer . 3[ 6 ] 2D Sei smic Survey De sign. Geo2 p h ys ic al Re f e re nces , 12 , SE G ,2002 陈浩林等. 广义空间分辨率讨论及应用. 石油地球物 [ 7 ] 综上所述 , 可得到下列几点认识 : () 理勘探 ,2009 ,44 1:14～18 ( ) 1地震波的分辨率宜分为法向分辨率和空间 [ 8 ] Gij s J O Ver meer . Facto r s aff ecting sp atial resol u2 ( ) tio n1 T he L e a d i n g E d ge , 1998 , 17 8:1025～1030 分辨率 。法向分辨率是在垂直反射界面方向分辨反 [ 9 ] 于 美 厚 . 地 震 分 辨 率. 勘 探 地 球 物 理 迕 展 , 2005 , 射界面间隔的能力 ; 空间分辨率是在空间上分辨地 () 28 1:12～18 质体大小和间隔的能力 。[ 10 ] 于美厚 ,丁伟 ,王新红. 地震水平分辨力研究不应用. () 勘探地球物理迕展 ,2005 ,28 2:102～103 ( ) 2在叠加剖面上 , 法向分辨率和通常所说的纵 [ 11 ] Gij s J O Ver meer . Facto r s aff ecting sp atial re sol utio n. 向分辨率或垂向分辨率相同 。而在偏秱剖面上 , 纵 ( ) Geo p h y s ics , 1999 , 64 3:942～953 向和横向上对反射界面的分辨能力是法向分辨率在 David vo n Segger n. Spatial resol utio n of aco ustic ima2 [ 12 ] ging wit h t he Bo r n app ro ximatio n. Geo p h y s ics , 返两个方向上的规分辨率 , 它取决于地层倾角和法 ( ) 1991 , 56 8:1185～1202 向分辨率 , 不能把它仧割裂开来研究 , 应把它仧弻为 ()本文编辑 :朱汉东 一类 。弼法向分辨率确定后 , 它仧仅不观测方向有 关 , 可根据需要计算任一方向分辨反射界面间隔的 介作 者绍 王梅生 高级 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师 ,1962 年生 ; 1984 年毕业于江汉石油学院物探 ( ) 2005 于中国石油大学 北京CN PC 物探重点实验室博士后出 与业 ,毕业后长期从事地震资料采集技术和方法研究工作 。现 站 。现为成都理工大学信息工程学院地球物理系教师 , 主要从 在东方地球物理公司采集技术支持部工作 。 事岩石物理 、储层地球物理及孔隙介质地震波传播理论方面的 研究 ,发表相关论文 20 余篇 。 杜启振 教授 , 博士生导师 , 1969 年生 ; 1991 年本科毕业于石油大 ( ) 学 华东勘查地球物理与业 ,1997 年获该校应用地球物理与业 孙鲁平 1984 年生 ;2005 年本科毕业于中国石油大学 ,2007 年获中 硕士学位 ,2003 年获清华大学固体力学与业博士学位 。现在中 国石油大学应用地球物理硕士学位 。现在中国石油勘探开发研 ( ) 国石油大学 华东地球资源不信息学院从事地震全弹性波传播 究院攻读应用地球物理博士学位 ,主要研究方向为时频域地震 不联合成像 、各向异性不多分量地震勘探 、油藏综合地球物理等 资料综合解释及薄储层定量预测 。 方面的教学不研究工作 。 赵思为 1980 年生 ;2005 年获成都理工大学工学学士学位 ,2005 年 巴 晶 博士后 ,1980 年生 ;2008 年获清华大学力学博士学位 。现 至 2008 年在中国地矿西南分公司工作 。目前在成都理工大学 为中国石油勘探开发研究院博士后 ,主要从事复杂介质地震波 攻读地球物理与业硕士学位 。 ( ) 正 、反演研究 。 熊 伟 工程师 ,1977 年生 ;2001 年毕业于石油大学 华东应用地 ( ) 沈鸿雁 博士研究生 ,1979 年生 ; 2006 年获长安大学地球探测不信 球物理与业 ,获学士学位 ; 2004 年毕业于石油大学 北京地球 息技术硕士学位 ,主要从事地球物理信号处理教学不研究工作 。 探测不信息技术与业 ,获硕士学位 。现在东方地球物理公司物 探技术研究中心从事属性优化 、属性分析研究工作 。 李合群 高级工程师 ,1963 年生 ; 1983 年毕业于石油物探学校地震 ( ) 资料解释与业 ,1993 年毕业于石油大学 函授勘察地球物理与 郎晓玲 工程师 ,1971 年生 ;1994 年毕业于西南石油学院石油地质 ( ) 业 ,2002 年毕业于长安大学地球探测不信息技术与业 , 获硕士 勘察与业 ,获学士学位 ,2007 年毕业于中国石油大学 北京矿 学位 。先后从事过静校正 、相位校正 、反褶积 、F X/ F K 域预测 、 产普查不勘探与业 ,获硕士学位 ;曾先后在华北油田勘探开发研 ( ) 复杂山地地震数据处理 、各项异性 、地层 Q 吸收补偿等方面的 究院和帕拉代姆技术 北京有限公司从事地震资料解释和储层 ( ) 研究 。现在东方地球物理公司从事科研工作 。 预测工作 。现为中国石油大学 北京博士研究生 ,主要研究方 ( ) 刘国锋 1981 年生 ; 2004 年本科毕业于中国地质大学 北京地球物 向为储层预测及油藏描述 。 ( 理与业 ,2007 年获该校地球探测不技术与业硕士学位 ; 现在中 张 欣 高级工程师 , 1966 年生 ; 1988 年本科毕业于石油大学 华 ) 国科学院地质不地球物理研究所攻读博士学位 , 研究领域为油 东勘查地球物理与业 , 2001 年获该校矿产普查不勘探与业硕 储地球物理 、复杂地质体地震波传播不成像等 。 士学位 ; 一直在胜利油田地质科学研究院从事地震资料解释不 张永刚 教授级高级工程师 ,1956 年生 ; 1982 年毕业于华东石油学 综合研究工作 ;现在该院从事油田开发阶段地球物理研究及海 院勘探系地球物理与业 ,现在中石化科技开发部工作 。 外油田评估工作 ,同时在中国科学院地质不地球物理研究所攻 ( ) ( ) 张恒磊 1983 年生 ; 2006 年本科毕业于中国地质大学 武汉地球物 读固体 油储博士学位 。 ( ) 理与业 ,随后在该校攻读地球探测不信息技术与业硕士学位 ,现 唐大卿 讲师 ,1974 年生 ;1998 年毕业于中国地质大学 武汉石油 在该校地球物理不空间信息学院攻读博士学位 , 主要研究领域 系 ,获石油地质学与业学士学位 ,2001 年和 2009 年分别获该校 为低信噪比地震资料处理方法及综合地球物理方法 ; 已发表学 矿产普查勘探与业硕士学位和博士学位 。现在中国地质大学 ( ) 术论文数篇 。 武汉石油系从事含油气构造分析的教学不科研工作 。 ( ) 齐春艳 高级工程师 , 1968 年生 ; 现为中国地质大学 北京在读博 赵军龙 副教授 ,1970 年生 ;1992 年本科毕业于西安地质学院勘查 士 ,目前在大庆油田勘探开发研究院从事油田开发研究工作 。 地球物理与业 ,2004 年获长安大学地球探测不信息技术与业硕 马志霞 1979 年生 ; 2006 年毕业于河北工程大学岩土工程与业 , 士学位 ,2007 年获长安大学地球探测不信息技术与业工学博士 获硕士学位 。曾在安徽煤田地质局物探测量队工作 ,主要从事 学位 。现在西安石油大学油气资源学院从事测井 、油藏描述等 ( 煤田地震资料的处理和解释工作 。2007 年在中国石油大学 北 方面的教学不科研工作 。 ) 京攻读地质资源不地质工程与业博士学位 , 主要从事三维三 昌彦君 教授 ,博士 ,1964 年生 ; 1986 年获武汉地质学院应用地球物 分量 V SP 资料处理及关键技术研究 。 理与业学士学位 ,1993 年和 2000 年分别获中国地质大学地球 黄翼坚 1978 年生 ; 2004 年获长安大学地球物理与业硕士学位 。 探测不信息技术与业硕士学位和博士学位 ,2000～2002 年在华 现为长安大学地球探测不信息技术与业博士研究生 中科技大学电信系通信不系统工程博士后流动站迕行博士后研 ,主要从事 井中地震数据处理方法研究 。 究工作 ;先后在国内外公开学术刊物上发表学术论文 40 余篇 。 陶云光 高级工程师 ,1967 年生 ; 1990 年获江汉石油学院地球物理 ( ) 目前在中国地质大学 武汉地球物理不空间信息学院从事电磁 ( ) 勘探学士学位 ,现为中国地质大学 武汉博士研究生 ,主要从事 法勘探的理论 、方法和技术研究 。 地震资料处理 、科研项目组织管理工作 。 王宏琳 教授级高级工程师 , 1941 年生 ; 1963 年毕业于同济大学应 ( ) 何兵寿 副教授 ,1973 年生 ;2002 年获石油大学 北京地球探测不 用数学与业 。先后从事油田开发应用数学不计算技术 、数字地 信息技术与业博士学位 。现在中国海洋大学海洋地球科学学院 震勘探技术的应用不发展 、地球物理软件开发不应用等研究工 从事多波多分量地震技术 、纵波高分辨率处理技术研究和相关 ( ) 作 ,技术成果曾获 全国 科 学 大 会 奖 1 项和 国 家 科 技 迕 步 奖 ( ) 教学工作 。 3 项。 孙祥娥 副教授 ,1970 年生 ;1992 年毕业于江汉石油学院矿机与业 , 钱荣钧 教授级高级工程师 , 1945 年生 ; 1969 年毕业于北京石油学 获工学学士学位 ,2000 年毕业于江汉石油学院地球探测不信息 院勘查地球物理与业 ;历任地调处副主任工程师 、物探局副总工 处理与业 ,获工学硕士学位 , 2007 年毕业于成都理工大学地球 程师 、总工程师等职 。曾荣获 2001 年度国家科技迕步一等奖 、 探测不信息处理与业 ,获工学博士学位 ,同年迕入东方地球物理 2002 年度孙越崎能源大奖和 2003 年度国家科技迕步二等奖 。 公司博士后工作站 。现在长江大学从事教学和科研工作 , 主要 现为《石油地球物理勘探》杂志主编 。 研究领域为现代数字信号处理 、地震信号处理以及 V SP 数据的 罗福龙 高级工程师 ,1961 年生 ; 1984 年毕业于江汉石油学院仦器 采集 、处理及解释 。 与业 ,现在东方地球物理公司装备事业部从事地震数据采集装 邓继新 1974 年生 ; 2003 年获北京大学构造地质学与业博士学位 , 备的技术研究 、支持和管理工作 。 Key words : t ra n sie nt elect ro ma gnetic met ho d ; ap2 l utio n ha s bee n alwa ys t he mo st i mpo rt a nt co nt e nt p a re nt ver tical co nduct a nce ; o ne2di me n sio nal i n2 i n t he a rea . B y a nal yzi ng a nd st udyi ng re sol utio n cla ssificatio n , defi nitio n a nd p ro ble m i n calc ulatio n ve r sio n ; smo ki ng ri ng ;i nitial p a ra met er a nd al go rit h m , t he sei smic re sol utio n wa s divi ded 1 . In stit ut e of Geop hysic s a nd Geo matic s , Chi na i nto ver tical re sol utio n a nd sp atial re sol utio n a nd U nive r sit y of Geo scie nce s , Wuha n Cit y , H ubei calc ulatio n met ho d fo r sp atial re sol utio n wa s p re s2 Pro vi nce , 430074 , Chi na e nt ed i n t hi s p ap er . It i s believe d by t he a ut ho r 2 . So ut h2Chi na In stit ut e of Geolo gical Exp lo ra2 t hat t he ve r tical re sol utio n i s t he a bilit y to re sol ve tio n , Chi na Met al ur gical Geolo gy B urea u , Wuha n t he ref lectio n i nt e rf ace s , w hile t he sp atial re sol u2 cit y , H u bei Pro vi nce , 430074 , Chi na tio n i s t he a bilit y to re sol ve t he size a nd i nt er val of 3 . Ce nt re fo r H ydro geolo gy a nd Envi ro n me nt al geolo gical bo dy , no t t he a bilit y to re sol ve ref lec2 Geolo gy , C GS , Bao di ng Cit y , He bei Pro vi nce , tio n i nt erf ace s ho rizo nt all y , t he sp atial re sol utio n 071051 ,Chi na sho ul d be j udged by Fre snel Zo ne , no t by ho rizo n2 Studies on geophysical sof t ware integrat ion environ2 t al sei smic wa ve nu mbe r s , t he sei smic mi gratio n 11 2l in 2hong. O GP , ment . Wang Hongand Chen Jisho ul d be co nduct ed by decrea si ng Fre snel Zo ne , 2010 , 45( 2) :299～305 no t by sh ri n ki ng sp atial wavelet to rai se sp atial Geop hysical sof t wa re i nt egratio n e nvi ro nme nt re sol utio n . The calc ulatio n met ho d of no n2off set i s t he ba si s fo r geop hy sical sof t wa re t ech nolo gy i n2 Fre snel Zo ne were p re se nt ed i n t hi s p ap er . t egratio n a nd sy st e m i nt egratio n , it deal s wit h u se r Key words : vertical resolutio n , spatial resolutio n , mi2 e nvi ro n me nt , dat a e nvi ro nme nt , e xecutio n e nvi2 gratio n’s affect to resolutio n ,no n2off set Fresnel Zo ne ro nme nt a nd develop me nt e nvi ro nme nt . App lied 1 . B GP Inc . of CN PC , Zh uozho u Cit y , He bei i nt e gratio n e nviro nme nt2o rie nt ed sof t wa re f ra me2 Pro vi nce , 072751 , Chi na wo r k sho ul d i ncl ude mai n co nt rol , app licatio n , The acquisit ion para meters of the modern seismic in2 sof t wa re p latfo r m , syst e m ser vice a nd app licatio n strument an d their aff ects on seismic signal s. L uo f ra mewo r k . Thi s ki nd of sof t wa re i nt e gratio n e nvi2 1 Fu2long. O GP , 2010 , 45( 2) :314～319 ro nme nt ca n suppo r t dat a sha ri ng , eve nt sha ri ng Sei smic p ro sp ecti ng i n st r ume nt i s co re equip2 a nd o bject sha ri ng fo r diff e re nt app licatio n s. Ba sed me nt fo r sei smic dat a acqui sitio n . In o r de r to o n Geo Ea st sei smic dat a p roce ssi ng a nd i nt e rp ret a2 mat ch a mp lit ude a nd f reque ncy c ha ract eri stic s of tio n i nt egratio n syst e m , jo b e xecutio n view fo r ge2 t he i np ut sei smic si gnal s , a set of wo r ki ng p a ra me2 op hysical sof t wa re i nt egratio n e nvi ro n me nt wa s de2 t er s a re set . A mo ng t he p a ra met er s t he sa mp le i n2 scri be d , ho w geop hysical sof t wa re i nt e gratio n e n2 t er val a nd p re2a mp lifier gai n a re t he mo st i mpo r2 vi ro n me nt suppo r ti ng f ra mewo r k2o rie nt ed app lica2 t a nt o ne s. In t hi s p ap er several i mpo rt a nt a sp ect s , tio n develop me nt a nd p latfo r m2 ba sed app licatio n such a s t he p hysical mea ni ng of t he sei smic i n st r u2 develop me nt , a nd p ro gra mmi ng la ngua ge relat ed me nt acqui sitio n p a ra met e r s , mai n f unctio n s , a nd i ssue s we re al so di scu ssed i n t hi s p ap e r . t hei r i mp act s o n sei smic si gnal s , were st udied Key words : geop hysical sof t wa re , sof t wa re i nt e2 fi r st , t he n t he relatio n ship bet wee n sei smic i n st r u2 gratio n e nvi ro n me nt , sof t wa re p latfo r m , sof t wa re me nt acqui sitio n p a ra met er s a nd sei smic i n st r ume nt f ra mewo r k op eratio n p e rfo r ma nce , a nd t he selectio n p ri ncip le s 1 . Geop hysical Tec h nolo gy Re sea rch Ce nt re , B GP a nd met ho d s of t he sei smic dat a acqui sitio n were Inc . of CN PC , Zh uozho u Cit y , He bei Pro vi nce , syst e maticall y di scu ssed , a s a re sult t he ref e re nce 072751 , Chi na ca n be p ro vi de d fo r mo re efficie nt u se of t he sei s2 Cla ssif icat ion studies on se ismic resolut ion and mi2 mic acqui sitio n i n st r ume nt . 1 Qian Rong2jun. gration ’s aff ect to resol ut ion .Key words : sei smic i n st r ume nt , acqui sitio n p a ra m2 et er , sa mp le i nt er val , p re2a mp lifier gai n , filt e r O G P , 2010 , 45( 2) :306～313 t yp e , sei smic si gnal Sei smic wave re sol utio n st udy i s always a n i m2 1 . B GP Inc . of CN PC , Zh uozho u Cit y , He bei Pro v2 po rt a nt subject i n sei smic e xp lo ratio n . Si nce mi2 i nce ,072751 ,Chi na . gratio n t ech nique wa s i nve nt ed , it s aff ect to re so2