（地质工程专业论文）叠前时间偏移技术在苏北地区复杂断块群的应用研究.pdf

于葡要 随着我国石油勘探形势的不断深入，苏北油田的勘探程度不断提高、勘探难度不 断加大，叠前时间偏移是现阶段更为合适的地震成像技术，因此，近几年来叠前时间偏 移技术迅速发展，已成为一项常规处理技术。本文旨在通过对苏北c l 地区资料处理分 析，找出了影响地震资料叠前时问偏移的成像关键因素，应用o m e g a 处理系统设计适 合于苏北复杂小断块的叠自仃偏移处理流程。本次研究，叠前时间偏移数据净化处理以 o m e g a 多域去噪、地表一致性处理、静校正为主要手段，对c l 区块资料进行了叠前 偏移处理，获得良好效果，为苏北地区、类似地震地质条件下的地震资料叠前偏移处 理提供了基础，主要体现在如下几个方面： 1 通过对苏北c l 地区的三维地震资料处理分析，根据原始资料特征采取叠前道 集净化技术系列，能有效的提高资料的信噪比。 2 建立一套适合江苏复杂断块群资料特点的叠前时间偏移处理技术系列。 关键词：叠前时间偏移，静校正，噪音衰减，速度场，一致性 s e i s m i cd a t ap r e s t a c kt i m em i g r a t i o np r o c e s s i n gk e yt e c h n o l o g y a p p l i c a t i o ns t u d yi nc o mp l e xf a u l t sa r e aa tn o r t h e r no fj i a n g s u x uq i n ( g e o p h y s i c a lp r o s p e c t i n ga n di n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y ) d i r e c t e db yp r o f l iz h e n c h u n a b s t r a e t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fp e t r o l e u mp r o s p e c t i n gs i t u a t i o n ，j i a n g s uo i lf i e l de x p l o r a t i o n d e g r e ei sc o n t i n u o u s l yi m p r o v i n g ，a n dt h ed i f f i c u l t yo fe x p l o r a t i o ni si n c r e a s i n gt o o p s t mi s m o r eu s e f u ls e i s m i ci m g i n gt e c h n o l o g y s o ，p s t mw h i c hb e c o m e sac o m m o np r o c e s s t e c h n o l o g yi sr a p i d l yi m p r o v e dr e c e n t l y t h i st i t l ea n a l y s i s e st h es e i s m i cd a t ao fc la r e ai n n o r t h e mo fj i a n g s u ，f i n d st h ek e yf a c t o r sw h i c ha f f e c tt h ei m g i n go fp s t m a p p l y i n go m e g a p r o c e s ss y s t e md e s i g n sap s t mp r o c e s s i n gf l o ww h i c hc a nb eu s e di nc o m p l e xs m a l lf a u l t z o n ea tn o r t h e r no fj i a n g s u a c c o r d i n gr e s e a r c h ，t h ei m p o r t a n tp r o c e s st e c h n o l o g i e sa r e m u l t i - d o m a i nn o i s es u p p r e s s i o n ，s u r f a c ec o n s i s t e n tp r o c r e s sa n ds t a t i cc o r r e c t i o n ，w h i c h d e c r e a e sn o i s ei ng a t h e r sb e f o rp s t m w ep r o c e s st h es e i s m i cd a t aa tc la r e at h o u g hp s t m t e c h n o l o g y , a n dg e tg o o dr e s u l t sw h i c hp r o v i d eab a s i sf o rr e l a t e ds e i s m i cd a t ap r o c e s s i n g t h em a i nm a n i f s t a t i o n sa r ea sf o l l o w s ： 1 t h o u g ht h e3 ds e i s m i cd a t ao fc la r e aa tn o r t h e mo fj i a n g s up r o c e s s i n ga n a l y s i s ， p r e s t a c kg a t h e rd e c r e a s en o i s et e c h n o l o g ys e r i e sa c c o r d i n gt o c h a r a c t e r i s t i c so fr a wd a t a ， e f f e c t i v e l yi m p r o v es n 2 e s t a b l i s h e do m e g as y s t e mp r o c e s s i n gp r e s t a c kt i m em i g r a t i o ns e q u e n c es e r i e sw h i c h i ss i t u a b l ef o rt h ed a t ao fj i a n g s uc o m p l e xf a u l t k e y w o r d s ：p r e s t a c kt i m em i g r a t i o n ，s t a t i cc o r r e c t i o n s ，v e l o c i t yf i e l d ，n o i s ea t t e n u a t i o n ； s u r f a c e - c o n s i s t e n tp r o c e s s 关于学位论文的独创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得 的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致 谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得 中国石油大学( 华东) 或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同 工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文作者躲j 经 日期研年6 , 9 广日 学位论文使用授权书 本入完全同意中国石油大学( 华东) 有权使用本学位论文( 包括但不限于其印刷 版和电子版) ，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部f - j ( 机 构) 送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、 借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩 印或其他复制手段保存学位论文。 保密学位论文在解密后的使用授权同上。 日期：卅年 嗍：呷年 日 日 9广 月 月 中困以油大学( 华东) 工程硕l j 学位论文 刖吾 随着油气勘探程度的不断提高，地震勘探对象越来越复杂，解决复杂地质构造成像 的叠前偏移技术变得非常需要其应用的也越来越广泛。叠前深度偏移是复杂地质构造成 像最好的方法，但其对速度场精度的要求太高，现有的建模技术难以达到要求，制约了其 大范围推广应用。与叠前深度偏移相比，叠前时间偏移对速度场的精度要求较低，在构造 复杂、速度横向变化不大的情况下有较好的成像效果。因此，叠前时间偏移是现阶段更 为合适的地震成像技术，近几年来叠前时间偏移技术迅速发展，在国外已成为一项常规 处理技术。 江苏油田高邮、金湖两大主力凹陷地震勘探及油气探明程度较高，油气勘探面临着 许多挑战：首先在老区挖潜及深层勘探方面，由于地下地质构造破碎，因而如何提高成 像精度问题是整个处理工作的核心，现有的叠后成像技术，其本身的方法原理决定了难 以满足复杂构造区及具有速度横向变化地区的资料处理，特别是在小断层、小构造的精 确成像方面，其不足已凸现。如z w x z 地区，由于断层多，构造复杂，现有叠后成像 技术难以适应，导致断距把握不准，断层位置不易控制，构造落实程度低，因此迫切需 要叠前偏移技术，以解决复杂构造的精确成像问题口_ 1 。 因此本文旨针对该区地震资料特点，应用o m e g a 处理系统，以对比分析各处理模 块为基础来建立适合于该地区的地震资料的叠前偏移的处理流程，通过处理模块优选研 究提高地震资料的叠自仃偏移成像效果。 第1 章研究概况及工区概述 第1 章研究概况及工区概述 本文的主要研究内容如下： ( 1 ) 叠前地震资料的保幅处理方法研究，研究适合该区叠前时间偏移的叠前数据处 理方法，为下步叠前时间偏移做准备； ( 2 ) 建立一套适合江苏复杂断块群资料特点的叠前时l 、日j 偏移处理技术系列。 地震资料处理主要使用本单位的o m e g a 处理系统。叠前偏移成像前的预处理以得 到高信噪比的处理道集为原则，要求具有较高的信噪比，能量比较均匀，且不存在静校 币量问题。同时要求尽可能地保持地震波的动力学特征和运动学特征。因而叠前偏移较 常规处理中对叠前数据的要求更高，每个环节若处理不当将直接影响叠的偏移的结果。 为此针对复较为复杂的地表三维地震资料处理，采用如下研究思路： 以原始资料和剖面分析为基础，以地震资料成像理论为指导，以多种方法的测试和 对比为手段，开展资料成像分析、静校正分析、噪音衰减分析、速度对叠加剖面的影响 分析等研究工作，最终提供波组特征明显、信噪比高、连续性好、偏移归位相对合理的 地震剖面。 主要工作技术路线是以对老剖面、原始单炮和原始速度资料等的分析，找出存在的 问题，通过分析和试验，确定解决问题的方案。并通过实际资料的处理验证流程的正确 与否。最后进行新老剖面的合适的成果资料。 根据上述研究思路和技术流程，在收集与学习其它相关偏移技术方法等处理技术相 关文献资料基础上，对c l 地区资料进行认真分析，找出影响地震资料成像的关键因素， 并进行针对性的试验和模块的组合应用，逐步明确了该区的处理思路，建立该区处理的 技术系列。通过研究，在以下几个方面取得进展【5 1 0 】： ( 1 ) 建立了多域多方法叠前去噪技术系列。针对原始单炮记录上存在的严重环境噪 音、各利，线性干扰、声波干扰、随机干扰等，对多种去噪技术从方法原理上进行归类分 析和压制，提高了剖面的信噪比。 ( 2 ) 建立了合理的地表一致性处理技术技术系列。o m e g a 处理系统的一直性处理主 要包括地表一致性政府补偿、地表一致性反褶积和地表一致性剩余静校正处理。把握好 这三方面的处理技术，对提高资料的信噪比非常有益。 首先由于多种因素的影响，地震资料尤其是深层的能量不均匀情况较严重。这主要 因为震源之间激发条件差异、激发点低速带的速度、接收点低速带的速度差异造成的。 2 中国石油人学( 华东) t 程硕匕学位论文 地表一致性振幅补偿方法分别对共炮点、共检波点，共偏移距以及共中心点四个统计振 幅恢复因子，根据地震振幅的统计信息，分别对各炮振幅和各检波点振幅进行交互迭代 式校正( 真振幅恢复) 。使地震振幅实现“地表一致”的地震子波处理的假设，即各炮点 有相同的能量，各检波点由相同的接收能力。从而消除各道间能量的不均匀性。 其次，由于野外采集很多时候都存在炮集间的频率差异。地表一致性反褶积，消除 了炮集问的频率差异，其主频范围基本一致。该技术用精确的反褶积模型消除浅层地表 和炮检距有关的耦合及混响效应。对地震子波产生最好的压缩效应，该方法先把地震子 波分离成炮点域和接收点域震源子波、先在炮点域应用统计效应提取子波并进行子波反 褶积处理消除炮点域剩余子波。整形呈最小相位输出。再将子波转换到共接收点域进行 进一步子波反褶积处理，消除接收点剩余子波，最后再转换成炮点域呈零相位输出，从 而拓宽频带，提高分辨率，它的优点在于消除地表条件差异对记录影响。 剩余静校正采用o m e g a 处理系统下的m i s e r 地表一致性剩余静校正，它解决高频 静校正量中的小静校正量，通过解决静校正问题提高叠前道集上同相轴的连续性和一致 性，有利于提高速度分析的精度和准确性，在提取了较准确的速度的基础上又可以更进 一步的改善静校正的效果。剩余静校正是以叠加剖面为模型、以道集跟模型道的互相关 来提取静校正量进而解决静校正问题的，模型道的质量及信噪比的高低影响着静校正质 量的高低，通过互相关时窗的有效选取来保证模型道的质量和静校正的质量，互相关时 窗有效选取及合理地实现空变，是保证提高静校正质量、使最终叠加成果客观地反映地 下的真实情况的关键。处理时选用合适的剩余静校正计算时窗和速度分析调整后的内部 模型道，进行互相关计算，经过多次迭代后求取剩余静校币量，经过反复剩余静校正 速度分析剩余静校正改进剖面处理效果，直到剩余静校正量不大于一个处理采样间隔， 从而较好的消除短波长造成的静校正影响，更好的提高资料的信噪比和分辨率。 ( 3 ) 建立速度分析和常速扫描相结合的速度场的建立方法，将常速扫描纳入常规处 理流程，对于信噪比很低的资料，采用速度谱和常速扫描相结合的速度分析方法，进一 步提高精确速度值。 ( 4 ) 建立了苏北地区o m e g a l 。8 3 处理系统合理的叠前时间偏移技术流程。 工区概况介绍如下： 1 1 区块构造位置 c l 三维位于高邮凹陷北斜坡车逻鞍槽与码头庄构造带交接部位，邻近高邮深凹， 油源条件有利。该区t 3 3 反射层埋深1 8 0 0 2 8 0 0 m ，范围由西向东逐渐加深，总体埋深 3 第l 章研究概况厦i 逛溉述 浅于已取得工业油流突破的联北地区。 c n 三维工区位于高邮市、武安镇、车逻镇境内( 如图) 。京杭大运河的东岸。工 区内主要障碍物有高邮市区、丁庄开发区、武安镇、车逻镇等。测区内工农业发达，工 厂及养殖业众多。交通条件一般。主要有高邮至江都公路及乡镇公路。区内农作物冬季 以小麦、油菜为主及部分蔬菜大棚等。 图卜1 工区位置圈( 虚线内为本块兰维位置) f i g u r e1 - 1w o r k a i o c a l i o ap 12 地质评价 该区位于高邮凹陷北斜坡中段的西侧，车逻鞍槽东翼，主体区域属于新采集的c l 和c n 三维，西接m t z 油田，东邻f c z x j z ，南靠w z 、l m z 油田，是高邮凹陷下步 油气发现和勘探拓展的主要有利区带之一，勘探目的层系主要以戴南组、阜宁组为主； 泰州组、三垛组次之。 中国缸油大学( 华东) t 程硕上学位论文 第2 章c l 地区资料特点与处理难点 2 1资料特点 2 1 1 不同年代资料采集参数不同，存在不同年度三维的资料拼接问题 2 4 6 队2 0 0 4 年采集( w z b 三维) 观测系统参数 接收道数：9 6 * 8 道 覆盖次数：1 2 4 次 纵向最大炮检距：2 0 6 0 m 横向最大炮检距：8 4 0 m 最大炮检距：2 2 2 5m 炮点间距：1 6 0 m炮线距：8 0 m 接收线距：1 6 0 m道距：4 0 m 排列方式：2 0 6 0 1 8 0 0 1 8 0 2 0 6 0 仪器因素 仪器型号： 4 0 8 u l 仪器号：s n l 9 5 记录长度： 6 s 记录密度：3 8 0 0 0 b p i 记录格式： s e g d 采样间隔： 2 m s 前放增益：1 2 d b 前放滤波：0 - 2 0 0 h z 激发参数 震源类型：炸药 检波器 型号： s n 4 1 0 频率：1 0 h z个数：2 7 个 串并形式：3 串3 并 组合基距：4 0 m 组内距：4 m串行距：8 m 5 第2 章c l 地区资料特点与处理难点 9 8 年采集2 1 8 队( w z 三维) 观测系统参数 接收道数：3 6 0 道 覆盖次数：l5 * 2 次 纵向最大炮检距：2 7 2 0 m 横向最大炮检距：6 0 0 m 最大炮检距：2 7 8 5m 炮点i 日j 距：8 0 m炮线距：8 0 m 接收线距：1 6 0 m道距：4 0 m 排列方式：2 7 2 0 3 6 0 0 仪器因素 仪器型号： y w z 2 4 0 记录长度： 6 s 记录密度：6 2 5 0 记录格式： s e g d 采样i 白j 隔： 2 m s 前放增益： 2 4 d b 自仃放滤波： 8 一1 5 0 h z 激发参数 震源类型：炸药( t n t ) 检波器 型号： s n 4 u 个数：2 7 个 组合基距：4 0 m 组内距：4 m 2 l8 队9 8 年采集( g y c d 三维) 观测系统参数 接收道数：2 4 0 道 覆盖次数：1 5 2 次 垂叠次数：8 纵向最大炮检距：2 7 0 0 m 6 中国石油人学( 华东) r t 程硕十学位论文 横向最大炮检距：3 6 0 m 最大炮检距：2 7 8 5i n 炮点问距：8 0 m炮线距：8 0 m 接收线距：1 6 0 m道距：4 0 m 排列方式：0 - 3 4 0 2 7 0 0 仪器因素 仪器型号： y w z 2 4 0 记录长度：6 s 记录密度：6 2 5 0 记录格式： s e g d 采样间隔： 2 m s 前放增益： 1 6 d b 前放滤波：8 1 5 0 h z 激发参数 震源类型：b a r g e 检波器 型号：s n 4 u 个数：2 7 个 组合形式：线性 组合基距：8 m 组内距：4 m 2 0 0 6 2 0 0 7 年度2 18 0 队采集 观测系统参数 接收道数：9 6 * 6 道 覆盖次数：1 6 3 次 纵向最大炮检距：2 0 2 0 m 横向最大炮检距：6 0 0 m 最大炮检距：2 1 0 7m 炮点间距：1 2 0 m炮线距：8 0 m 接收线距：1 6 0 m道距：4 0 m 排列方式：2 0 2 0 1 4 0 0 1 4 0 2 0 2 0 7 第2 章c l 地区资料特点 j 处理难点 仪器因素 仪器型号：a r i e s 仪器号：0 6 5 记录长度： 6 s 记录密度：7 5 7 4 2 b p i 记录格式： s e g y 采样间隔：2 m s 自i 放增益： 2 4 d b 前放滤波：3 - 2 0 5 h z 激发参数 震源类型：炸药 检波器 型号：2 0 d x 1 0 频率：1 0 h z个数：2 7 个 串并形式：3 串3 并 组合基距：4 0 m 组内距：4 m串行距：8 10 m 2 1 2 局部单炮品质差 从原始记录看，存在以下问题： 各块资料，由于不同年代、不同观测系统、不同施工仪器、不同的激发和接收条件， 资料的覆盖次数不同( 图2 1 ) ；炮集中、炮集间存在频率和能量上的差异，由于地表的影 响存在较多道的缺失( 图2 2 ) ；炮集上存在多种类型的干扰波，主要有环境干扰、面波、 随机噪声、声波干扰、折射多次以及从浅至深大量存在的交叉型线性干扰( 图2 3 ) 。 8 中国打油 学( 华东) i 程颤十学位论立 图2 - 1 不同区块的覆盖次数图 f i g u r e 2 - 1s h o tg a t h e r si nd i f f e r e n tp o s i t i o n si nl i n e 8 、 眇 k 二迁j 寻嘲 。7 _ 了j 鼍j l ， 。 | | ；_ k 雕i i ”、 卜1 。7 = = - 7 1 _ 胶据激发 流沙激发 图2 - 2 炮集中和炮集问因搬发介质不同能量、频率存在较大差异 f i g u r e 2 - 2e n e r g ya n d f r e q u e n c ye x i s t i n g d i f f e r e n 蚀s i ns h o tg a t h e r s 第2 c l 地g 资 特 0 7 n 理难点 图2 - 3 原始资料存在各种干扰 f i g u r e 2 - 3d i f f e r e n td i s l u r b a a e ei n d a t a 2 l3 频带范围不够宽 为了能有效地压制干扰波，突出有效波，必须对于扰渡和有效波的频带范围情况有 一个定性地了解。通过单炮分频扫描和频谱分析，有效波的频带大概在1 2 一$ 5 h z 之自j 。 优势频率在2 0 h z 左右，低频干扰波频带在1 2 h z 以下( 图2 _ 4 ) 。 翥 r a w6 99 - 1 31 3 2 02 0 3 03 0 - 4 54 5 6 06 0 - 8 0 图2 4 单炮频率扫描 a 原始b6 - 9 h z c9 - l3 h zd1 3 - 2 0 h ze2 0 - 3 0 h zf3 0 - 4 5 h z 9 4 5 - 6 0 h z h 6 0 - s 0 h z f i g u r e 2 - 4 f r e q u e n c ys 曲no d l a ws h o t 22 处理难点 通过对资料的分析，该区块资料处理难点主耍有以下几个方面i n - 1 6 】： f 1 ) 、由于各年度三维资料受野外采集参数、采集年度、激发接收条件影响，所造 成的各种一致性问题及资料品质的差异。资料的一致性处理是难点之一： 中国石油大学( 华东) 二程硕士学位论文 ( 2 ) 、由于受地表条件的影响，单炮存在较严重的面波、声波、侧反射干扰、折射 多次干扰、随机噪音等干扰，它们对有效信号造成严重的干涉。做好去噪，特别是叠前 去噪，提高资料的信噪比是地震成像的难点之二； ( 3 ) 、全区地震资料的信噪比分布不均匀，局部信噪比较低。如何提高不同信噪比 资料的叠加成像效果是该区地震成像的难点之三； ( 4 ) 、工区东部断层极为发育，断块小，块间落差较大，断裂系统较复杂，构造十 分破碎，对资料品质影响很大；工区内隐蔽圈闭发育，但剖面分辨率较低，剖面上无法 识别砂体，隐蔽圈闭识别和落实难度较大。因此偏移速度场的建立和偏移归位的精度问 题是该区地震成像的难点之四。 第3 章c l 地e 地震资料叠前偏移处理关键技术 第3 章c l 地区地震资料叠前偏移处理关键技术 通过对原始资料特点和处理难点的分析，提高地震资料成像效果以静校正、多域联 合噪音衰减、一致性处理、交互速度扫描分析为核心，解决处理研究中遇到的一系列技 术难题：拼接处理、各种干扰的衰减和去除、静校正、低信噪比资料的成像、偏移速度 场的建立等问题，来提高地震资料的成像质量。 3l 不同年代三维的资料拼接技术 由于不同年代采集的资料，在观测系统、排列方式、以及激发和接收技术的不一致， 就会造成相邻地区的资料品质差异。因此，在实际资料处理中，我们通常采用抽取过不 工区的同一条测线，先分别单独叠加，然后再分选到一起叠加，再进行比较，进行时 差、相位校l f ，以实现真币的同相叠加【1 m o 】( 图3 1 1 。 图3 - 1 本图左上为f c z 3 d 右上为c u d 下为c i j d 两者资料拼接反射位置图 a 纯f c z 3 db 纯c l 3 d f 罟u r e 3 1 m a p o f s h o t - r e c e i v e p o s i t i o n sa n dr e f l e c t i n g c m p p o s i t i o n s 中国自油太学( 华柬) i 程碗e 学位论文 图3 - 2 拼接调箍前后叠加对比图 f i g u r e 3 - 2 i l 曜忡e o f c o v e r a g e b e f o r ea n d a f t e ra d j u s t _ b i l i t y 3 2 多域多方法叠前叠后噪音衰减 原始资料通常干扰波类型比较多，比如原始资料上环境噪音、折射多次、线性干扰、 声波干扰、随机干扰等，因此必须在叠| j i 做好去噪处理，提高地震资料的信嗓比，为下 步的反褶积处理打下良好的基楚，这对下步处理具有很重要的意义。 制对干扰类型多这一情况，对不同干扰成分采用不同方法，逐一区别对待，主要抓 叠时去噪这一关键环节。包括：叠前随机噪音压制、线性相干噪声压制、声波压制和多 次波压制2 t - 2 6 1 。 ( 1 ) 采用人工交互剔除废炮、不工作道 本次处理利用o m e g a 处理系统灵活的交互功能对工作不正常的道进行剔除，利用 变互q c 方法进行质量监控，确保把废炮和废道全部剔除干净( 图3 - 3 ) 。 第3 章c l 地区地震资辩叠前偏移处理关键技术 黧黜塑 爨剿 中国油大学 华东) i 程碗学位论文 相干干扰，该方法采用计算权值的办法，使该点的权为0 ，作减法运算时，对非相干干 扰点没有任何影响。采用小波分频处理的办法，使去噪处理仅在有限的频带进行，对于 无噪频带不进行去噪处理操作。 浚方法对于有效信号损失很小，波形不呆板、副作用较小。有效地压制了线性干扰、 声波干扰，起到保真去噪的作用( 图3 5 ) 。 图3 - 5c l 3 d 第1 2 柬去线性干扰前后单炮对比 f i g u r e 3 5s h o t g a t h e r sa n dp r o f i l e sb e f o r ea n da f t e r l i n e - n o i s es u p p r e s s i n g c l 3 d ( 4 ) 应用f k 滤波技术及拉当变换技术消除线性干扰、压制多次波，增强有效波 劁盖 镬蓑- 。：譬h 一 圈3 c l 3 d 第1 2 束去多次干扰前后建度谱对比 f i g e r e 3 石s e m b l a n c ee f o r e a n d a f t e r i l 【f i l t e r o f c l 3 d 第3 章c l 地区地震资料叠前偏移处理关健技术 圈3 7c l 3 i ) 第1 2 束去多次干扰前后单炮对比 f i g u r e 3 - 7s t a c k b e f o r ea n da f t e r m f i l t e r o f c l 3 d ( 5 ) 叠前叠后多域联台噪音衰减 由于鹾区地表条件及地下地质构造复杂，地震记录中随机噪音、面波等干扰波严重， 彩次波发育。我们对多种去噪技术首先从方法原理上进行归类分析，针对处理资料的实 际情况，认真合理选择参数。合理搭配，保证去噪1 2 7 - 3 0 l 的同时，既不损失有效波信息， 又要保持波形不失真，特g 注重剖面的地质效果。 我们掌握的目前的去噪模块大体有三种类型，一种是统计类去噪技术。主要是振幅、 频率的多道统计分析，这些噪音主要是一些随机的振幅异常值，从技术上而言，不会对 有效波有损害作用。第二种是相干噪音的去除技术，考虑有效波也是相干的，所以在去 噪时一定要把握好噪音与信号的区分、主要从速度、频率等分布差异上，合理选择参数， 通常这种去噪要十分小心，因为对相干噪音去噪时，通常要进行各种变换( 如r 一口或付 氏变换1 然后重构数据，参数不合适会造成严重的混波，即夸大了随机干扰成分，使剖 嘶混波现象较重。第三种是随机干扰去除技术，主要是针对信号的相干性与干扰的随机 性进行噪音去除。 因此，使用叠前叠后联合多域噪音衰减技术，即在叠前炮集域进行人工剔道剔除较 明显的野值和高压线干扰；区域噪音衰减和区域滤波压制区域噪音和面波，叠前叠后均 值加权去除相干噪音，能较好地压制噪音，提高信噪比 中困石油人学( 华东) 工程硕+ 学位论文 3 3 地表一致性处理技术的应用 由于受不同地表条件的限制，在实际的地震资料采集过程中，为了适应地表条件的 变化，需要采用不同的震源激发或不同的检波器接收或不同的采集方式，使得同一区块 所得到的地震单炮资料品质在振幅、频率、相位等方面存在较大的差异。利用地表一致 性处理可以消除这些差异，具体包含地表一致性振幅补偿、地表一致性反褶积、地表一 致性静校证【3 1 - 3 3 1 。 3 3 1 地表一致性振幅处理 从原始资料分析可知，本区由于激发接收条件变化较大造成单炮间的能量差异较 大。一方面需做好单道能量补偿，改善中、深层反射资料的品质，另一方面做好地震道 之i b j 的能量补偿，以使炮集间的能量一致。 地表一致性振幅处理包括几何球面扩散补偿、地表一致性振幅补偿和剩余振幅补偿 三部分，通过地表一致性振幅处理达到真振幅恢复，消除因激发、接收条件不一致而引 起的振幅衰减不一致，为相对保幅处理奠定基础。 受复杂地表条件的影响，近地表的岩性变化、激发差异( 井深、药量、爆炸和耦合 等因素的影响) ，以及接收条件的差异，导致野外激发和接收条件的不一致性，必然会 引起各炮各道之间的能量的不一致，因此，在保持振幅条件下，在叠前必须消除以上近 地表冈素引起的振幅变化。 野外采集到的地震波，由于其能量的发散和衰减以及地层的吸收作用，导致地震波 能量在纵向上表现为浅层能量强，中、深层能量弱；近炮点能量强，远炮点能量弱。这样 不但不能真实地反映地下地质界面反射的强、弱，也影响了叠加成像、偏移归位的效果。 为了校正能量的发散和衰减以及地层吸收作用的影响，一般采用球面扩散补偿。我们都 知道，地层对不同频率的信号，吸收是不一致的。高频成分的信号在地层中的衰减比低 频成分的信号要快得多。所以，在球面扩散补偿后，还应该作一个吸收衰减补偿，使高频 成分的信号也能得到较好的恢复。这对提高中、深层的分辨率是很重要的。 球面扩散补偿理论认为，振幅与波的传播距离成反比，即与1 ，成正比。由此可知 确定传播距离的关键是提供一个准确的速度。速度一般根据该地区的区域速度或经验速 度确定。几何球面扩散补偿主要补偿地震波在纵向传播过程中衰减的能量，为了补偿传 播过程中衰减的这部分能量，利用补偿函数g ( f ) = v 2 t k 2 进行补偿，其中，v 一反射波 的均方根速，v 1 一速度度函数中第一个速度，起归一化作用。 1 7 第3 章c l 地区地震资料叠前偏移址目关键技术 在进行球面扩散补偿的基础上，还要进行地表一致性的振幅补偿、剩余振幅补偿等 统计补偿方法，这些地表一致性统计方法可以尽可能地消除近地表的影响。同时达到相 对保持振幅的目的。 对于野外采集到的地麓波，由于受地表环境及激发、接收条件差异的影响，炮与炮 之问、各接收道之间存在着能量的差异。能量的不均一性直接会影响到叠加成像、偏移 归位效果。因此在资料处理中，必须对地震波的振幅进行均一化处理。经过球面扩散补 偿和吸收衰减补偿后，同一炮记录中、深层和远炮点的能量得到了较好的补偿，但横向 l 不同炮之自j 、或同一c m p 道集内道与道之问的振幅还有差别。这样，在c m p 域就会 存在同一c m p 道集内，各道的能量差异悬殊，最终将影响叠加效果。因此，必须采用地 表一致性振幅补偿的方法对振幅进行补偿。地表一致性振幅补偿方法分别在共炮点、共 检波点、共偏移距以及共中心点四个域统计振幅恢复因子，根据地震振幅的统计信息， 分g 对各炮点和检波点振幅进行能量补偿。使地震振幅实现“地表致”的地震子波处理 的假设，从而消除各道间能量的不均匀性。通过地表一致性振幅处理，既补偿中深层有 效波的能幂，又解决因激发、接收条件不一致而引起的能量不一致性问题，为后续相对 保幅处理打下良好的基础。 经过几何球面扩敝补偿后中深层振幅能量得到补偿，但横向上仍存在振幅不一致 情| 兕，通过地表一致性振幅补偿后，基本解决了横向能量不一致问题( 图3 - 8 ) ，为下一步 提高分辨率处理打下了良好的基础。 = ：p i 孽薏i 葺嚅雹焉，孽i ，= = f 吾i i 哥言瓣焉哥i 薏訾 图3 - 8 地表一致性振幅处理前后单炮对比 a 振幅补偿前单炮b 地表一致性补偿后单炮 f i g u r e 3 - 8 s h o bb e f o r ea n da n e rs u r f a c e c o n s i s t e n ta m p l i t u d ec o m p e n s a t i o n 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文 3 3 2 地表一致性反褶积 利用地表一致性反褶积【3 】处理，消除因地表非一致性而造成的地震记录在子波波形 等方面的差异，提高剖面在横向上频率、波形等方面的致性，在一定程度上提高叠加 剖面的信噪比。 对于地震道有 x ( t ) 2 w ( t ) 串亏( t ) + n ( t )( 3 8 ) 式中，w ( t ) 为一综合子波，f ( f ) 为反射系数序列，n ( t ) 为干扰波。 考虑到地表四个因素： ( ，) = t ( ，) 木g j ( f ) 木m 0 + j ) 2 ( f ) 木毁一) ，2 ( ，) ( 3 - 9 ) 式中，s ，( ) 表示第i 个炮点位置的近地表滤波响应；g j ( t ) 表示第j 个接收点位置的 近地表滤波响应；m ( “，) ，2 ( f ) 表示共中心点位置的近地表滤波响应；p o - , ) 2 ( ，) 表示共炮 检距点位置的近地表滤波响应。 在频率域，上式可写成 w ( c o ) = s ( c o ) g ( c o ) m ( o ) p ( o )( 3 - 10 ) 分别写出它们的振幅谱和相位谱的形式 a u ) = 4 ( c o ) a g ) a m ( r o ) a p ( t o ) ( 3 - 1 1 ) 吼( 国) = 纯( 国) + r p x ( ( o ) + 伊。( c o ) + 缈p ( c o ) ( 3 - 1 2 ) 如果，我们最终能得到式( 3 9 ) 的子波，就可以实现地表一致性反褶积。 以上子波包括四个振幅谱和四个相位谱。如果假设w ( t ) 为最小相位子波，这样只须 讨论子波的振幅谱。为了计算方便，对式( 3 1 1 ) 两边取对数，我们就可得到 l n a y 劬) = l n a , ( m ) + l n a g ( c o ) + i n 厶( c o ) + i n a ，) ( o j ) ( 3 - 1 3 ) 于是，褶积关系变成了相加关系，下标f 代表第f 炮，下标代表第道。简记对数 振幅谱为彳并令误差函数为 e = ( 4 一万) 2 ( 3 - 1 4 ) 玎 这样在每个f ，j 上，可由式( 3 一1 4 ) 得到一个以，它与实际地震道a q 的值有误差。令 e 为最小，用g a u s s s e i d e l 方法，可以求出四个对数振幅谱分量，再用反对数变换得到 它们的振幅谱。 1 9 第3 章c l 地区地震资料叠前偏移处理关键技术 有了子波的振幅谱后，再假定子波为最小相位，我们就可分别用第五节中的方法， 求出四个反子波，对数据道相继采用这些反子波，就可完成地表一致性反褶积。地表一 致性反褶积在炮域实现，具有多道统计特点和地表一致性反因子分解计算的特点，可以 实现消除激发地震子波的不稳定因素。该技术用精确的反褶积模型消除浅层地表和炮检 距有关的耦合及混响效应。对地震子波产生最好的压缩效应，该方法先把地震子波分离 成炮点域和接收点域震源子波，先在炮点域应用统计效应提取子波并进行子波反褶积处 理消除炮点域剩余子波，整形呈最小相位输出。再将子波转换到共接收点域进行进一步 子波反褶积处理，消除接收点剩余子波，最后再转换成炮点域呈零相位输出，从而拓宽 频带，提高分辨率。地表一致性反褶积既能适当地提高子波的频率，又能保证子波的波 组特征，使地震记录达到零相位输出，改善地震资料的分辨率，保证地质现象真实可靠。 通过地表一致性处理( 地表一致性区域振幅异常衰减、地表一致性振幅补偿、叠前 常相位校正、地表一致性反褶积等) 有效地解决激发、接收岩性不一致造成的振幅、相 位、频率不均问题，其一致性效果较好。一致性处理前，相邻炮之间其子波存在不一致 现象，主要表现在子波的主瓣宽度、旁瓣的幅度、旁瓣个数不一致，差异较大：经过一 致性处理之后，子波长度得以压缩，旁瓣减少，分辨率提高，波形趋于一致。图3 - 9 及 图3 1 0 分别为一致性处理前后的子波和叠加剖面，从图上可以看出，一致性处理后， 子波波形一致性好，叠加剖面主要目的层频带得到拓宽。 2 0 中国石油大学( 华东) i 程硕士学位论文 “ “i r 1 卜l i 一”1 。 _ j 一1 r r 甜册日雕 1 【f 1 ：f w 阿r r 叩1 r 哪f f r r r h 【i i _ _ ；c 【驯 ：- j 1 川：j | 1 ；| | ! _i【；_ l ：”11ij：_【；： _ 。，1 _ _ ：i _ _ 1 _ 一1 _ 1 1 鬻带黼擘爷1 1 1 _ ：”i 。| i 。1 1 川i _ _ 1 1 。：l ：q 。l l l l 。1 m 小i ：；l ：，i 。_ _点 l _i ii i l jl i _ l _ _ 地& 一# 时反批刚一“引 【i | | 1 圈3 - 9 地表一致性赴理前后子波对比 上图地表一致性处理前子渡中图地表一致性补偿处理后子波 下圉地表一致性反褶积处理后子波 f i g u r e 3 9 w a v e l “sb e f o r e a n da f t e rs u r f a c e - c o n s i s t e n t p r o c e s s 图3 1 0 地表一致性处理前后叠加削面对比 左图地表一致性反褶积处理前叠加剖面右图地表一致性反褶积处理后叠加剖面 f i g u r e j - 1 0s t a c k p r o f i l e s b e f o r ea da f t e rs u r f a c e - c o n s i s t e n tp r o c e s s 3 33 地表一致性剩余静校正 苏北地区一般地表起伏不是非常太，所以长波长静校正很少存在，但是表层速度在 横向上变化也不小。由于表层速度在横向的差异导致炮点、检波点在高程校正后仍残留 第3 章c l 地区地震资料叠前偏移处理关键技术 剩余静校正量，故必须进行剩余静校正，也就是短波长静校正。在我们的o m e g a 处理 系统上通常采用地表一致性反射波自动剩余静校正来解决这一问题。通过解决静校j 下问 题提高叠前道集上同相轴的连续性和一致性，有利于提高速度分析的精度和准确性，在 提取了较准确的速度的基础上又可以更进一步的改善静校正的效果。 反射波剩余静校正是以叠加剖面为模型道、以道集和模型道的互相关来提取静校正 量。模型道的质量、速度的精度、计算时窗、时移量的约束等影响着静校正质量的高低， 通过选用合适的参数，进行互相关计算，经剩余静校正速度分析剩余静校正的多次循 环来改进剖面的处理效果，直到剩余静校正量不大于一个处理采样间隔( 图3 1 1 ) ，从而 较好消除短波长造成的静校f 影响。 在进行静校正处理时，为取得较好的效果，采用三项措施： a 、用初步叠加数据去噪后作为模型道，提高模型道的信噪比与同相轴的连续性， 增强相关拾取剩余时差的可靠性。 b 、以剖面中信噪比相对较高的层段作为相关计算的时窗，进行剩余静校正量的计 算，然后再根据一次静校正的迭加效果修改静校正时窗和时移量，进行下一步的迭代处 理。 c 、通过剩余静校正后的精细速度分析和进一步提高模型道的质量，进行多次迭代 处理，从而提高地震资料的信噪比。在第一次静校正处理后基本可以消除了地表条件引 起的起伏现象，剖面上同相轴的连续性有明显改善，在此基础上做第一次静校j 下速度分 析，提高叠加成像的效果。再做模型道，用这次的速度和模型道做第二次静校正，将会 再次改善地震资料同相轴连续性和提高资料的信噪比( 图3 1 2 ) 2 2 中用石油学( 华东) t 程碰i ：学位论文 震骓震蓐藕皤 厣酝熏醺巍e 厣貊蕈i 鸶嘲 图3 - 1 1c l 3 d 炮点和检波点静校正量分布图 f i g u r e 3 - i l c l 3 ds o u r c ea n dr e c e i v e rs t a t i cd i s t r i b u t i n g 图3 1 2c l 3 d 剩余静校正前后叠加剖面对比 f i g u r e 3 - 1 2s t a c kp r o f i l ea r e rr e s i d u a ls t a t i c sc o r r e c t i o n s t a c kp r o f i l eb e f o r er e s i d u a ls t a t i c sc o r r e c t i o n 第3 章c l 地区地震资料叠前偏移处理关键技术 3 4 速度场的建立方法 速度参数是处理中十分重要的参数之一。速度的选取影响资料处理的每一个环节。 处理时先总结全区叠加速度的变化规律，对局部信噪比很低速度靠速度谱不易走准簌簌 的地方，配合常速扫描的方法，以期得到较准确的速度场。 3 4 1 叠加速度场的建立 速度参数是地震资料处理中自始至终都不可缺少的重要参数，速度拾取的准确与否 和处理的质量有直接重要的关系，它对静校正、叠加、偏移成像以及解释分析、岩性研 究都有着重要的作用。速度分析精度与剩余静校正精度既相互促进又