成像空间采样不一致对偏移噪声的影响

成像空间采样不一致对偏移噪声的影响

1地震数据处理该地震观测系统的设计应注意两个方面：一是它有利于地震数据处理，实现一定的分辨率和振幅保真性。其次，它可以抑制不同的噪声。针对采集脚印和偏移噪声而优化观测系统的论题前人已有著述2不同速度叠前偏移效果影响成像效果的主要因素包括:目的层的倾角、埋深、速度,成像面元的位置,炮线、接收线距,炮点、检波点距,观测方式(正交、斜交、砖墙)和采集方案等。针对塔里木盆地WN区块,采用12L4S320T(L:线;S:炮;T:道)观测系统,其具体参数是炮点距为60m、炮线距为240m、检波点距为30m、接收线距为240m。假设目的层为单一水平层,埋深为1000m、方位角为0°,倾角为0°,上覆均匀层速度为3000m/s,从而避开速度精度对成像效果的影响。对模拟的10km×10km叠前数据进行积分法叠前偏移,然后基于偏移数据体时间(目的层t其中:最大振幅、最小振幅和平均振幅均采用时间切片上的真值;噪声时窗选取为目的层t2.1成像位置分析对目的层进行叠前时间偏移成像后沿t当目的层为水平层时,不同子区的成像结果完全相同,但子区内各面元成像效果有区别。因此,在对比不同观测系统的叠前偏移结果时,须关注其成像位置,且从整体上进行分析。将一种观测方案的子区中央成像效果与另一方案的子区边缘成像效果作对比,往往会导致错误的评价结论。2.2该层的影响2.2.1倾角引起的振幅扰动图2显示倾角为30°(速度为3000m/s,埋深为1000m)的倾斜目的层成像效果。从图2a水平切片可看出,上倾方向振幅较强、下倾方向振幅较弱,由倾角引起的振幅扰动可达7.47%;与图1b相比,图2b表明倾角的存在导致偏移噪声快速增大(-17dB),且噪声与目的层非常靠近。从成像振幅来说,如果目的层范围足够大,下倾层段振幅会不断减弱,最终被噪声所淹没,因此地震解释时必须注意这种因偏移振幅不断衰减导致的目的层消失现象;另一方面,大倾角产生的偏移噪声的幅度较强且具有一定的连续性(图2b),容易被误判为有效同相轴,故设计观测系统时须尽力压制这种噪声。2.2.2埋深对成像效果的影响将目的层埋深增加至3000m,速度调整为4500m/s,其成像结果如图3所示。与图1相比,其峰值振幅扰动(约0.06%)和偏移噪声(-44dB)都明显减小,表明成像效果随着埋深的增加而逐渐变好。因此,基于采集脚印的观测系统设计需优先考查较浅目的层成像效果,而深层不应是关注重点。2.3pcr成像的扰动情况针对12L4S320T观测系统,分别构建正交、斜交、砖墙三种类型,分析其叠前时间偏移响应。目的层参数:深度为1000m,倾角为20°,方位角为30°,速度为3000m/s。图4对比了三种观测系统下目的层成像的峰值振幅,其扰动分别为9.75%,9.577%,9.172%;图5是对应的目的层成像垂直切片,其偏移噪声分别为-31dB,-30dB,-30dB,可见正交系统偏移噪声最小、砖墙系统的峰值振幅扰动最小。总之,观测系统类型对成像效果影响较小,基本可忽略。2.4观测系统参数的影响2.4.1宽方位观测的影响图6中的接收线数(由图1的12条)增加到16条,峰值振幅扰动(约5.67%)和偏移噪声(-32dB)变化不大,目的层方位角和倾角均为0°,可见接收线数的增加对成像效果影响不大。宽方位观测对各向异性和复杂构造情形的成像作用毋庸置疑。若目的层较浅且是简单水平层,则偏移噪声会因横向覆盖次数的提高而略有衰减,但整体成像效果并无明显改善。2.4.2缩小炮线距和偏移噪声的影响与图1相比,分别将接收线距(图7)和炮线距(图8)减小为120m,可见峰值振幅扰动和偏移噪声都有所减小。相对而言,缩小炮线距(峰值振幅扰动为2.72%,偏移噪声为-34dB)比缩小接收线距(峰值振幅扰动为3.09%,偏移噪声为-32dB)更能削弱采集脚印、压制偏移噪声。显然,设计观测系统时应优先考虑缩小炮线距。这样做不会显著增加海上地震勘探施工成本,但会明显增大陆上地震数据采集成本,因此观测系统优化设计需在成像效果与施工成本之间作出权衡。2.4.3扰动和噪声图9分别将检波点距增大为60m、炮点距减小为30m。与图1相比,其峰值振幅扰动(4.52%)和偏移噪声(-31dB)均有所降低。因此,在相同炮—检点密度下,增加炮点密度比增加检波点密度的效果更明显,这也从另一侧面支持了高密度地震数据采集方式。2.4.4炮检距范围和横纵比地震数据采集观测系统参数论证结果如下:面元尺寸为15m×30m,覆盖次数选择为120次,最小炮检距不大于350m,最大炮检距范围是4500~5500m,横纵比(最大非纵距与最大纵向炮检距之比)为0.2~0.4。表1列出了所有满足以上条件的正交观测系统,其中最后两列统计的是峰值振幅扰动和偏移噪声。尽管覆盖次数都为120次,但不同观测方案的偏移噪声幅值(-31.6~-38.9dB)和峰值振幅扰动(1.44%~7.44%)存在较大差异,这也进一步证明了观测系统优化的必要性。3激发对比不同面元的观测方式的原则基于叠前偏移的观测系统设计,重要的是应确保成像振幅的保真度和偏移噪声的最小化。通过文中的对比分析,形成以下认识和结论:(1)对比偏移效果时要注意成像地震道所在子区的位置,不同面元之间存在较大差别;(2)多目的层成像时应优先考虑浅层、大倾角时的情形,因其振幅衰减和偏移噪声较明显;(3)宽方位采集只在复杂构造区或存在各向异性时才具有成像优势,而对简单构造成像的改善并不明显;(4)减小线