合成记录在地震解释中的应用

合成记录“二次标定法则”及其在地震解释中的应用
栗宝鹃①董春梅②宋亚民③张木森④刘斌⑤
（①②③④中国石油大学（华东）地球科学与技术学院，山东青岛，266580；⑤中石化胜利
油田河口采油厂，山东东营，257200）
摘要：人工合成记录是联系测井和地震的桥梁，精确的合成记录标定在精细地震解释中起着至关重要的作用。

影响合成记录的因素主要有反射系数和地震子波，反射系数由声波数值计算得到，人为干涉的作用不大，为此，子波是影响合成记录标定的重要因素。

由于子波旁瓣较多，导致合成记录波形改变、波组增多，影响标定的准确性。

本文提出一种合成记录的“二次标定法则”，该方法先用与地震数据相同频率的标准的雷克子波进行初次标定，标定准确主要波组；然后用井旁道子波进行二次标定，对初次标定的结果做细微调整，由此得到准确的合成记录标定结果。

关键词：合成记录子波地震解释
1 引言
地震解释中，地震反射同相轴的地质层位和岩性意义是通过合成记录标定得到的。

合成记录是联系地震和测井的桥梁，在正确进行地震解释中起着至关重要的作用。

合成记录在地震解释中的作用体现在以下方面：（1）精确的合成记录标定可以建立测井和地震之间的准确对应关系[1]，由此可以根据合成记录来确定要追踪的层位和辅助进行层位的闭合解释；（2）地震子波是有极性的，由地震子波的极性很容易定义地震剖面的极性[2]。

因此，根据合成记录标定过程中提取的子波，可以进行地震剖面的极性判断。

2 合成记录原理
制作人工合成记录，首先利用声波和密度测井资料求取反射系数序列，然后将反射系数序列与地震子波褶积获得[3]。

具体公式如下：
(t)(t)*r(t)
s w
=（1）其中，(t)
s为合成地震记录，r(t)为反射系数序列，(t)
w为地震子波。

由公式（1）可以看出，合成记录的好坏与反射系数和子波有关。

一个界面的反射系数是由上下两层的波阻抗得到的，其表达式为：
1
1
2
2
1
1
2
2
v
v
v
v
R
ρ
ρ
ρ
ρ
+
-
=(2)
式中，R为反射系数，
2
1
ρ
ρ,为上、下
两层的密度，
2
1
v
v,为上、下两层的速度。

由公式（2）可知，反射系数由两层的速度和密度参数共同决定的。

通过声波曲线可以得到速度值。

Geoframe 软件经常采用Gardner 公式计算密度数值。

Gardner 公式的表现形式如下：
v βρα= （3） 式中，ρ为密度，ν为速度，α和
β为经验常数。

由以上分析可知，反射系数由测井资料的品质决定，我们所能做的就是优化子波。

为了得到品质优良的合成记录，在这里，我们采取“二次标定法则”对地震子波进行两次标定。

3 “二次标定法则”
“二次标定法则”的基本思想源于对子波品质的判断。

由于井旁道子波形状一般都不规则，在与反射系数褶积之后，会产生较多的旁瓣。

这些旁瓣相互叠加和抵消，使合成记录的波组和波形特征产生畸变，影响合成记录标定的准确程度。

为提高合成记录标定的准确性，我们首先选取与目的层地震资料主频一致的标准雷克子波进行初次标定。

在主要波组标定准确之后，再选择特定时窗范围内的井旁道子波进行二次标定。

影响子波优劣程度的因素有以下几个：振幅、频率和相位。

振幅是与波形相关的因素，质量好的子波，要求在有限频带内波形稳定，也就是振幅呈稳定的正弦变化；子波的主频应与井旁地震道的主频相一致[3]，主频过大会导致主瓣过宽，反之则主瓣过窄；
由于地震成果资料一般都做过零相位化处理[4]，所以要求地震子波的相位尽量为零相位子波。

综之，只有波形稳定、有效频带内相位稳定、频率适当且单频带内峰顶平滑的子波，才是好的子波，这也是我们选用适当频率的雷克子波进行初次标定的原因。

经过初次标定之后,合成记录的波组与主要的地震反射同相轴基本一致。

为了得到更为精确地合成记录标定结果，接着采用井旁道子波进行二次标定。

由井旁地震道提取的子波，虽然波形难以与雷克子波相媲美，但振幅、频率和相位信息与地震剖面更为一致，由此合成记录的标定结果也更为准确。

4 实例分析
本文以DFG 油田C40井为例，对“二次标定法则”进行说明。

为达到精确标定的目的，首先对目的层段的井旁道地震数据进行频谱分析，确定地震资料的主频为30hz ，在此先用30hz 的雷克子波，对进行合成记录的初次标定（图1）。

图1 C40井Richer 子波的合成记录标定
雷克子波是标准的零相位子波，其外形
仅随频率做细微的改变。

通过初次标定，合成记录中主要波组（红色方框标注）与地震剖面有很好的对应，但细小波组和波形的吻合程度较差，有待于进一步改善。

所以，“二次标定法则”的关键是第二步，即井旁道子波的提取与比对。

井旁道子波的提取方法有两类：统计性方法和确定性方法[5,6]。

统计性方法子波与盲系统辨识的问题类似，即在反射系数和测井信息未知的情况下，通过地震记录来估计子波。

其特点是通过估计得到反射系数序列，不需要测井信息，由此导致子波精度不高；确定性方法首先利用测井资料计算出反射系数序列，然后结合井旁道由褶积理论得到子波。

虽然能得到较为准确的子波，但测井误差容易导致相位扭曲和振幅畸变。

由此可见，两种子波提取的方法各有利弊，在此只能通过子波品质的好坏，来判断选用哪种类型的子波。

判断一个子波的好坏，需从子波的外形、振幅谱和相位谱三个方面进行判断。

图2为统计性方法提取的井旁道子波，由图可以看出，该子波为零相位子波，具有波形稳定、主峰凸出、有效频带内相位稳定的优点，不足之处是子波主峰两侧均有旁瓣，旁瓣大且有些突出；图3为确定性方法提取的井旁道子波，综合运用了测井数据和地震数据，该子波波形稳定、有效频带内相位稳定，不足之处是子波非零相位，没有凸出的主瓣，这将导致我们无法根据子波的极性判断地震剖面的极性，除此之外，由于测井误差的原因导致子波波形有些畸变，因此难以根据该子波进行精确地合成记录标定。

图2 统计性子波
图3 确定性子波
综合考虑两种子波的特点，为了使人工合成记录标定的结果更为精确，本文选取确定性子波进行合成记录标定，图4即为确定性井旁道子波标定的结果。

通过图1和图4的比对可以看出：在对合成记录进行二次优化标定之后，波形特征和波组相似性均有明显的改善（蓝框标注部分），在子波旁瓣导
致的波形改变方面，表现的尤为突出。

图4 井旁道子波标定以后
4 结论
在地震解释初期，合成记录标定可以帮助我们判断地震剖面的极性；在地震解释的过程中，合成记录标定可以辅助我们进行同相轴追踪，在构造复杂（比如破碎带）、井网密集的区域表现的尤为突出；更重要的是，通过精确地合成记录标定，我们可以明确地震同相轴所代表的地质意义。

本文提出一种人工合成记录标定的“二次标定法则”，使得合成记录标定在主要波组标定准确的前提下，细小波组和波形的一致性又有了进一步的提高，达到了精确标定的目的。

该方法对精确进行地震解释，也有着非常重要的意义。

参考文献
[1] 孙振涛, 孟宪军, 慎国强, 等. 高精度合
成记录制作技术研究. 石油地球物理勘探, 2002, 37(6): 640-643
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球物理勘探. 1994.29(6):769-772 [3] 洪余刚, 陈景山, 代宗仰, 等. 合成记录
层位精细标定应用研究. 中国石油勘探, 2005, 6:45-47
[4] 杨海长, 周玉. 合成记录在层位标定应用中的几个关键问题. 西南石油大学学报（自然科学版）.2009,31(4):52-57 [5] 杨培杰, 印兴耀. 地震子波提取方法综
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123-128
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震子波及在合成地震记录中的应用. 地球物理学进展, 2002, 17(3): 71-77。