第七章 用好反褶积的重要性.docVIP

第七章 用好反褶积的重要性 第一节 单道反褶积的坏处 在地震资料处理流程中比较重要的一步是作反褶积，常规使用的有脉冲反褶积、预测反褶积及零相位反褶积三种。 长久以来，大家一直在使用单道上运算的反褶积，没有想到它是高分辨率的大敌。 我做了一个实际资料的试验。图60是野外一张单炮记录在反褶积前的一段波形，从0.8s至2.0s定为反褶积时窗。采样率为2ms。此段记录中间有较强的面波，炮点在第80道。左方在面波范围以外可以见到有些反射同相轴，如箭头所指。将此段记录作脉冲反褶积，使用常规的千分之一白噪系数，得到结果如图61。此图中面波被反褶积所压制，似乎不错。但是有效反射波却受到了损害，如左方1.15s处的反射同相轴上下抖动，套得很不好。研究其所以然，且看图62。图62(b)是对应于各道的自相关函数，可以看到凡是原始记录上面波很强的道，如79及81、83等，其自相关波形发胖，振幅很强。而左方第63道附近自相关波形瘦而弱。大家知道反褶积因子是由地震道的自相关函数所决定的，所以图62(a)所列的各道的反褶积因子就各异。凡是自相关发胖的地方，反褶积因子就瘦而尖锐；而自相关瘦的道，它的反褶积因子就相对的发胖。于是整张记录各个道就等于分别用了不同的滤淀因子来做滤波。其后果是各道的真正的反射子波被改造了，而且改乱了，以后还无法弥补，因为它的相位谱也已经改乱了。 我接着对这张记录做多道统计的脉冲反褶积。即将各道的自相关函数相加平均，求得一个统计平均自相关函数，然后求反褶积因子，将此反褶积因子作用于所有的道，就得到如图63的结果。这个多道反褶积的效果就很好，特别是左方各反射波排得很整齐，如箭头所指。1.lOs处的一个反射可以贯穿整张记录进行追踪。显然，效果比单道反褶积(图61)为好。当然，由于这次统计反褶积在中央部分并不是专门针对压面波的，所以面波的遗留振幅稍微多一些，不过无伤大雅。我们宁可要一个各道统一的子波改造，也不能要许多个改造乱了的子波。想象一下：在图61中，改造乱了子波的1.ls反射波在以后作剩余静校正的时候，静校正值肯定是错的。其后果是整张记录更加乱套，而受损害的首先是高频信息。 1986年我在研究低信噪比地震资料的处理流程的时候，就发现单道反褶积的坏作用。当时我提出：“千万不要采用单道反褶积”。但当时还是针对低信噪比资料而言的，现在我认为对其它资料也是如此。 其实就反褶积所花的计算时间而言，多道统计反褶积并不比单道的增加多少时间。(只增加了一次自相关函数求平均的运算)。但是大家习惯了使用单道反褶积，没有引起警惕而已。直到前些日子，我们塔北地区的一条高分辨率地震剖面还是使用单道反褶积在作处理，结果很糟。所以我呼吁：“希望大家今后不要再使用单道反褶积，干脆把它忘掉吧！” 第二节 两步法反褶积的优点 1987年物探局研究院的张永刚和付才芳研究了两步法统计子波反褶积,取得了很好的效果。 所谓两步法子波反褶积就是：第一步在共炮点集上作多道统计子波反褶积,以消除炮点对子波的影响；第二步再在共检波点集上作多道统计反褶积,以消除检波点的子波差别。 第一步在炮集上工作的时候,输入道先经过球面扩散补偿,然后用各道统计平均的自相关函数作双边反褶积，假定反射系数是白噪，然后在最小平准则下，求解托布利兹矩阵，解出双边算子。为了满足第二步反褶积输入为最小相位的要求，第一步反褶积的输出应尽量接近是最小相位的，这是通过用指数加权方法改造地震道以及双边反褶积，使其子波向最小相位靠拢。 经过第一步反褶积处理之后，可以认为已经消除了炮点对地震子波的影响，此后各地震道之间子波波形的差异就主要是由各检波点的不同地表滤波作用所造成。所以第二步反褶积在共检波点集上作多道统计，假设输入子波为最小相位，而令期望输出波形为零相位带通子波记录。 这个方法的实际处理效果是很不错的。图64是某个炮集上只作第一步反褶积的效果与一般单道脉冲反褶积的对比。图64(a)单道反褶积的同相轴不整齐，带上下跳动，并且同相轴之间杂乱无章；图64(b)统计子波反褶积的每根同相轴之间的背景是整齐、清晰的，而分辨率也提高了。 图65(a)是内蒙地区的一条野外常规施工、室内常规处理的水平叠加剖面，使用了单道脉冲反褶积过去认为是不错的。1988年将同一资料在室内使用了两步法反褶积，得到如图65(b)的结果。对照图65(a)有了极大的改进。从浅到深，无论信噪比及分辨率都有所改进。在1.5s附近主频由图65(a)的35Hz提高到图65(b)的5OHz，即主频提高50%发右。 图65(c)是野外采用高分辨率采集的剖面。使用涡流检波器，道距由50m缩小为25m，覆盖次数由12次增加为24次。室内处理中经过了叠前反Q滤波、单道反褶积以及叠后谱白化。此图1.5s附近的主频达70Hz，比图65(a)增加一倍，但图65(c)尚没有使用