高分辨率地震勘探

分辨率比一般地震勘探方法更高，能區分更小地質體的反射波法地震勘探技術。它的工作頻率較高，頻帶較寬，雖能提高分辨率，但穿透深度減小。

高分辨率地震勘探始於20世紀70年代。1977年，在英國煤田試驗並取得成功。中國於1982年在煤田地震勘探中開始試驗，1985年推廣應用。同時，擴展到石油地震勘探及工程地震勘探領域。 ^[1] 

地震勘探區分兩個鄰近地質體的能力。地震分辨率可分為垂向分辨率及橫向分辨率兩類。①垂向分辨率，指可區分的地質體最小厚度。②橫向分辨率，又稱水平分辨率，指可區分的最窄地質體的寬度。

不少學者從不同角度研究垂向分辨率，提出了維代斯 (widess) 準則、瑞利 (Rayleigh) 準則、雷克(Ricker)準則(圖1)。一般認為，垂向分辨率大約等於1/4～1/8優勢波長。

在水平疊加剖面上，任一時刻反射振幅是相應反射點及其附近第一菲涅爾帶內所有點繞射振幅的疊加。水平疊加剖面進行地震偏移處理後，將地震波場向下延拓，直到t₀=0。相當於將檢波器下降到反射界面，理論上使菲涅爾帶有效地縮小到一點。這樣，在疊加偏移剖面上，橫向分辨率△H只與空間採樣率(道間距)、噪聲及偏移過程有關。

影響地震分辨的主要因素是地震子波 (延續長度僅1～2個週期的地震脈衝)的波長、優勢頻率與地震波速度。其次，也與地震子波頻帶寬度和地震子波類型有關。在無噪聲條件下，地震子波優勢頻率越高、頻帶越寬，則分辨率越高。在振幅譜相同時，零相位子波的分辨率最高。隨着探測深度的增大，地震波速度增大，介質吸收作用使高頻成分衰減，頻帶變窄，優勢頻率降低，地震分辨率也不斷降低。噪聲也是影響地震分辨率的另一個重要因素，分辨率隨信噪比(某一時刻有效信號能量或振幅與噪聲等所有剩餘能量之比值) 的提高而提高。①信噪比為1時，分辨率相當於無噪聲時的50%。②信噪比為2時，分辨率提高到80%。③信噪比為4時，分辨率提高到94.1%。④當信噪比小於1時，提高信噪比就成為改善分辨率的關鍵。⑤當信噪比大於2時，則再提高信噪比對提高分辨率意義不大。在信噪比足夠高的條件下，提高地震分辨率的途徑是激發和記錄頻率高、頻帶寬的地震信息，並在處理中給予保護，適當補償高頻成分，改善地震子波。

多用小藥量激發出頻率高、頻帶寬的地震脈衝;藉助高頻、單個檢波器或數目不多的小基距(不大於道距)檢波器組合，高(時、空)採樣率，小偏移距及多次覆蓋等措施，高保真地接收與記錄反射信息，避免大道距檢波器組合及多次覆蓋的低通濾波作用而造成高頻損失。必要時，使用水聽器(一種對壓力變化敏感的壓力檢波器)將其沉放於鑽孔內，置於低速帶以下的水中;改善檢波器與地表的耦合條件，避開地表低速帶鬆散層對高頻的吸收，或使用渦流檢波器，對高頻信息進行一定的補償。在干擾嚴重信噪比不高時，只能採取折衷的辦法，強化組合與疊加，以適當犧牲分辨率為代價，保證有足夠高的信噪比。

採用寬帶濾波，保持足夠有效帶寬;採用精細的靜校正，準確消除地形和地表層不均勻性及炮孔深度對反射旅行時的影響;採用精細的速度分析，準確進行動校正，提高共中心點道集各道反射波的相干性; 避免在疊加過程中由於同相性不好而損失高頻成分; 濾波與疊加是消除噪音與多次波等干擾的重要手段，採用反Q濾波(對地震波在地層中傳輸過程中高頻能量損失的一種補償處理)與反褶積，部分補償由於地層吸收作用而引起的地震波高頻衰減，展寬頻帶，壓縮地震子波;採用去相位濾波，將地震子波改造成近似零相位子波 (關於零時間對稱的雷克子波等地震子波); 採用偏移處理不僅可將反射點歸位到適當的位置，使地質構造能正確成像，而且還可收斂繞射波、迴轉波等特殊波能量，使斷點及彎曲界面清晰聚焦。

與普通反射法類似，但要特別注意在時間剖面上準確區分同相軸的真偽; 採用地震模擬技術，分析不同構造、地層、巖性的高分辨率地震響應，幫助進行正確的地質解釋。 ^[2]