黄土塬地区煤田三维地震综合处理技术

黄土塬地区煤田三维地震综合处理技术

0煤系三维地震数据处理技术地震数据处理的质量直接决定了地震数据解释的准确性，但由于不同条件的限制，三维地震资料处理的结果是不令人满意的。许多地震数据的解释存在于真实的采矿暴露中，给矿山的安全生产带来了隐患。现在，基于三维地震勘探方法的地质结构的精度越来越高。一般来说，解释的失败是5m的小误差和3m的断点。事实上，三维地震勘探的结果是有限的，尤其是黄土梁地区地表地质条件和施工条件的限制，且地震数据采集的质量较低。因此，在该地区的主要地质条件下，必须应用各种地震数据处理技术来进行地震资料的处理。随着煤田地质勘探的发展,煤田三维地震勘探的数据处理技术也取得了不同程度的发展.不同的学者针对取得的地震数据特点采取了不同的处理进程,重点针对不同煤田各自的特点进行不同程度的尝试.李振春等(2008)针对地震数据体中的地形变化大、低降速带变化的特点提出了相位校正技术和方法;赵玉莲等(2013)利用地震属性质量来分析地震数据处理中的处理措施的好坏,提出有效控制地震处理的质量问题;马义忠等(2008)曾针对复杂地表低信噪比地震数据处理流程进行了详细研究.但这些处理技术还存在这某些不足,尤其是针对黄土塬地区的三维地震的数据采集特点,如何更为合理的安排处理流程尤为重要.常规的煤田三维地震数据处理技术与方法已基本成熟,针对黄土塬地区的极为复杂地形地表条件下,由于众多面波、声波、高低频噪声等各种干扰使得原始地震记录信噪比较低,浅层干扰多,且地形的复杂使得野外地震记录质量较差,这些都成为地震数据处理中的难点,寻找适合该地区合理的地震数据处理技术成为关键.故此,在地震数据处理过程中除了常规地震数据处理外,重点采用炮偏校正方法建立准确的三维空间属性,针对激发井深和检波点的高程进行合适的炮点校正和检波点校正,选用合适的静校正模块和参数,进行静校正;针对面波、声波、短周期鸣震和多次波等干扰波,选用地表一致性预测反褶积和多道统计子波反褶积,对形成叠加剖面在利用蓝色滤波技术,提高地震记录的品质;野外静校正后采用100m×100m网格进行第一次速度分析,地表一致性静校正后采用50m×50m的网格进行第二次速度分析,剩余静校正利用50m×50m的网格进行三次速度分析,得到全区的三维速度数据体;分析该区地震地质构造特征,选好偏移孔径、偏移速度等参数,进行三维地震一步法偏移工作.原始地震数据经过上述处理后记录品质提高,有效提高了地震记录的信噪比和分辨率.1地表复杂地表地震数据处理难点吴明俊和徐方泓(2014)曾对陇东巨厚黄土塬区地震勘探数据采集方法研究中,认为巨厚黄土塬区的地震数据由于表层地震激发和接收条件复杂多变,潜水面深,反射波衰减强烈,地震数据的信噪比极低.黄土塬区接收的地震数据主要表现以下几方面:①地形复杂、险恶,地表高差变化大,对地震接收和激发点位的准确度形成误差;②表层结构复杂多变,地表岩性横向变化大,使得地震记录中的面波、声波、线性干扰、50HZ工业电干扰、低频干扰及高频随机噪声等干扰非常严重;③煤层埋藏浅,干扰波影响浅层地震波信号强烈,使得地震波信噪比低;④地表的建筑物较多,地形变化剧烈地段的地震波激发和接收道距受到限制,原始地震炮集记录初至起跳不干脆,野外静校正的初至波拾取困难.黄土塬地区复杂的地震地质条件给地震数据处理带来以下难点:①叠前面波﹑规则干扰衰减消除,做好三维地表一致性振幅补偿;②反褶积测试工作,在兼顾信噪比的前提下,尽最大限度提高地震资料的分辨率;③做好静校正工作,彻底消除炮点﹑检波点因地形变化等产生的静校正量的影响;④做好常规速度分析和三维叠前时间偏移速度分析工作,扎实有效建立准确的三维叠前时间偏移速度场.2地震数据综合处理技术地震数据处理的技术关键是如何提高地震记录的分辨率、信噪比和地震记录的品质,是在分析野外原始地震数据的基础上通过合理和有效的处理方法,提高地震记录的纵向、横向分辨率.针对黄土塬地区的地震地质特点和地震数据处理的难点,为更好提高处理后地震记录的品质,在常规处理的基础上,采用炮偏校正法建立精准三维空间属性、迭代和图形量化控制技术进行三维静校正、地表一致性多道反褶积技术提高地震反射波分辨率、多次不同网度的精准速度分析技术进行偏移处理、优势频率反褶积频率补偿技术提高偏移数据体分辨率.2.1提高了炮点和检波点位置的质量准确还原炮点和检波点的空间信息是提高地震数据处理质量的必要条件和基础,不正确的炮点和检波点空间信息常导致地质构造假象.黄土塬地区的地表高差变化大,沟壑纵横交错,施工中野外变观频繁,造成部分炮点、检波点偏离了原设计位置,尽管施工时已做详细记录,但正确与否还需要在资料处理时进一步检验.利用偏移距曲线,给每一炮的接收线加上偏移距曲线,如果偏移距曲线与炮的初至发生错位(图1a),说明该炮检关系不正确,需要反复调整,直到正确为止(图1b).通过校正后的炮点和检波点位置,利用偏移曲线进行位置调整,同时结合炮点和检波点的叠合图(图2)进行炮偏校正的准确度和效果的检验标准,使得炮偏校正后的地震记录中的起跳位置与实际相同(图1b).通过炮偏校正后的地震记录地表起跳时间恢复到实际的位置,使得中、深部位的地震记录质量得到改善.2.2静校正处理好炮点和检波点的静校正量,保证炮点施工和施工放是黄土塬地区三维地震数据处理的核心,由于地表高程及地表低(降)速带厚度、速度存在横向变化的影响,使得地震波走时差会对信号的叠加效果产生一定的不利影响,致使反射波同相轴信噪比下降、频率降低,它直接影响叠加效果,决定叠加剖面的信噪比和垂向分辨率,同时又影响叠加速度分析的质量.需要选用合适的静校正基准面,同时针对激发井深和检波点的高程进行合适的炮点校正和检波点校正,选用合适的静校正模块和参数,确保叠加剖面的质量.山西省某黄土塬地区的地震数据处理中,利用空间属性,进行三维静校正,采用迭代和图形量化控制,彻底消除炮点﹑检波点等产生的静校正量.针对炮点高程和激发井深的变化,采用1400m的静校正基准面,高差的变化为-180~+34m,炮点校正量为-11~15ms,检波点校正量为-20~17ms,取得了良好的处理效果(图3),表明校正后的地震记录的信噪比、质量均有提高.2.3蓝色滤波技术选用适当的反褶积方法和参数,可以起到压缩地震子波长度,提高分辨率的作用,而且可以由此进一步估计地下反射界面的反射系数.选用地表一致性预测反褶积和多道统计子波反褶积,然后形成叠加剖面后采用蓝色滤波技术.针对黄土塬地区的特点采用地表一致性预测反褶积可以改善地震子波的振幅谱,提高分辨率;同时采用多道统计子波反褶积使子波进一步统一,突出中深层反射波组特征;蓝色滤波技术适当调整反射资料的主频,优化频宽.在反褶积处理前(图4a)地震叠加剖面的记录品质较差,同相轴一致性差,频率低,频带宽度窄(图5a);通过上述处理后(图4b)反射波组的同相轴连续性变好,主频提高,频带宽度增加(图5b),同时突出了中、深反射波地震信号质量.2.4高精度三维速度分析技术地震记录的同相叠加是提高地震记录信噪比的基础,速度分析不准确或者方式不当,必然造成动校正量不准确及剩余静校正量的统计困难,使地震记录不能同相叠加,从而损失地震记录的高频成份,降低地震记录的信噪比.所以,速度是地震资料处理的重要参数,其精度直接影响着叠加时间剖面质量,是决定地震数据处理质量的可靠保障.由于黄土塬地区的特殊地形、地貌和地质条件的限制,为提高速度谱解释的精度,对野外原始的地震记录,尤其是在干扰波较大、断层发育、构造复杂地段,采用交互速度分析工具进行叠加速度分析.重点通过速度扫描,由浅至深分析速度分布规律,以此为参考速度计算速度谱.为了提高叠加速度分析的准确度和精确度,选用合适的预测速度和偏移距计算速度谱,提高速度谱的质量;采用先进的交互速度分析手段,对地震数据用100m×100m的网格进行第一次速度分析,地表一致性静校正后采用50m×50m网格进行第二次速度分析,剩余静校正后采用50m×50m网格进行三次速度分析,认真分析每个谱点的叠加能量团,前后左右多方面对比,利用叠加段、共中心道集,结合常速扫描来检验叠加速度是否准确,保证速度拾取的精确度.2.5剩余静校正试验三维剩余静校正的目的是确定一组地表一致性时移即剩余校正量,以达到最佳的叠加效果,所以在共反射点道集(CMP)叠加之前,必须对剩余校正量进行估算和校正.经过大量的参数试验,确定了测线的标准层和倾角参数,同时根据需要进行了剩余静校正的多次迭代,逐步优化了模型道,提高了速度谱的精度,拾取了精确的剩余静校正量.由图6可以看到,剩余静校正后叠加剖面的信噪比有了很大提高,改善了叠加效果和同相轴的连续性.剩余静校正量的好坏是通过剩余静较正量对比图进行控制(图7).3反褶积步长预测针对山西省某黄土塬区的地震数据,采用常规处理(图8a)处理参数主要为:基准面1750m,替换速度2800m/s,预测反褶积步长16ms等参数;而针对性处理后(图8b)采用的参数:基准面1400m,替换速度2400m/s,反褶积步长12ms、因子长度101ms,地表一致最大静校正量15ms,三维剩余最大静校正8ms,偏移孔径500m,偏移速度V4地震数据处理技术4.1黄土塬地区的地震勘探中,由于各种条件的限制使得取得的野外地震数据信噪比极低,地震记录品质较差,如何通过精细地震数据处理手段提高地震记录的信噪比,提高地震记录的品质极为重要.针对黄土塬地区的地震地质条件特点和处理技术难点,叠前采用三维地表一致性振幅补偿、初至折射静校正、三维地表一致性反褶积、常速扫描、KIRCHHOFF三维叠前时间偏移,对偏移后地震数据采用优势频率反褶积进行频率补偿.在保证信噪比前提下最大限度地提高了地震资料的分辨率,处理后的剖面质量较好.4.2黄土塬地区三维地震数据处理的重点主要表现在:(1)采用叠前自适应面波压制技术和偏移后的随机噪声衰减技术,使得面波等干扰波得到较好压制,表现为地震时间剖面上反射波组突出、能量强、同相轴品