1、 子波篇
借用weinkym的论点:子波提取就这么难吗 ?
至2016年6月,大家对子波的讨论占了石油物探板块之3%,这个分量其实对整个地震资料的应用上来说,我们认为还是低了,这从另一个侧面说明了子波和子波相关的问题的重要性。
而在所有关于子波的讨论中,子波提取占据41.8%;其次是关于子波相位、波长和极性等子波特征方面又(关于频率的问题相对少)占25.6%;其他部分主要为子波和地震合成记录的关系、子波与声波时差曲线的关系,子波分解以及等等。
在归纳大家的观点之前,首先看看地震子波的定义。
地震子波是一段具有确定的起始时间、能量有限且有一定延续长度的信号,它是地震记录中的基本单元。 一般认为,地震震源激发时所产生的地震波仅是一个延续时间极短的尖脉冲,随着尖脉冲在粘弹性介质中传播,尖脉冲的高频成分很快衰减,波形随之增长,便形成了地震子波,一个地震子波一般有2至3个相位的延续长度,大约有90ms左右,然后以地震子波的形式在地下传播。
1953年N.Ricker第一次提出地震子波的概念,他研究了地震子波的传播形式和规律,指出了它对地震记录分辨率的控制作用。
地震子波是地震勘探中一个非常关键的问题,在正演问题中,需要通过波动方程或褶积模型结合地震子波来形成正演模拟地震数据,在反演和反褶积问题中,也需要通过地震道提取一个的子波,不同的子波往往对反演结果会有不同的影响。
一个子波可以由它的振幅谱和相位谱来定义,相位谱的类型可以是零相位、常数相位、最小相位、混合相位等;对零相位和常数相位子波而言,可简单将其看作是一系列不同振幅和频率的正弦波的集合,所有的正弦波都是零相位或常数相位的(如90°);在频率域中,子波提取问题由两部分组成:确定振幅谱和相位谱,确定相位谱更加困难,并且是反演中误差的主要来源。
地震子波是地震勘探中常用到的词语,它指的是:人工炮点激发产生地震波,地震波在地下介质中传播,发生反射、折射等,之后被布设于地面上的检波器所接受到的脉冲信号,它具有有限的能量和确定的起始时间,并且有1-2个非周期。
1、地震波是时变的,产生时变的原因与不同深度地层、不同岩性的剖面组合有关。常规认为地震波是地震子波和反射系数的褶积,假设目的层以上是均一地层,可用平均速度等效替代。传统的方法只适用于构造研究,用它不能提高分辨率。
2、地震波的频率成分,是目的层以上各层固有频率波的叠加。地层的固有频率由浅到深逐渐增高,但由于上行波逐渐传播到低频地层和检波器自然频率的谐振作用,使高频成份逐渐减弱,低频成份增强,形成我们所见到的地震记录。
3、检波器的输出信号,不仅包括地下反回的各种频率成份叠加的地震波,同时也包括相当强的以检波器自然频率存在的波。
4、第一层波是有阻尼的谐波振动,不是脉冲波形 ,实际给的脉冲,指的是力。它的振幅谱, 只是数学上的变换, 地层中没有富氏频率的谐波成分, 当然也不会被检波器接收。另外也说明,不能用压缩子波的原理来提高分辨率。因为大地滤波的设想和地震波(机械振动) 存在的时空唯一性相矛盾,也就是说,大地滤波的理论是没有物理事实作依据的。
5、每个反射波(每个同相轴) 的初至时间(或极值时间) 可用来求取地层深度,可作构造分析。但波的形状(振幅、频率、相位) 受反射层以上各层的综合影响,因而不能直接用来作目的层的岩性等解释。在作信息处理时,首先必须消去以检波器自然频率存在的振动,然后对每一同相轴,由浅到深,利用正演公式逐层反演求取有关物性参数。
6、地层的固有频率和地层厚度无关,因而给出提高分辨率的途径(如薄到1m 以下) 。为达这一目的,除提高检波器灵敏度和检波器自然频率外,希望改进野外施工,进行调频接收的野外试验工作。
与开篇中子波提取就这么难吗 ?的1楼liuluot的观点类似,通常认为地震波是地震子波和反射系数的褶积。那么地震波已经得到,如果地震子波是如此容易的求取的话,那么反射系数序列就会很轻易的呈现在地震学者们的面前,一切都会变得简单容易,这显然是不可能的,地震子波的提取很困难,反射系数序列也不可能轻松获取。如同gyj73所说,未知而深远的地下世界阻挡了我们的视线,我们利用地震波去感官这个世界的时候,注定会存在很多问题。
gyj73在后续讨论中,认为只有物理方法突破的前提下,才能较准确的描述子波;weinkym提出了软件中子波提取的方法的合理性,以及duty148对jason软件提取不出180°相位子波的问题(其实是个技术点,可以通过Estimate Wavelets中的Scale Wavelet来实现)。他们都引出了一个关键的问题:子波提取。