羌塘盆地多期高原隆升运动干扰波压制方法

羌塘盆地多期高原隆升运动干扰波压制方法

0干扰波属性分析羌塘盆地托纳木-兴宁区位于青藏高原板块。由于高原多期隆升的结构运动，勘探区地下断裂和褶皱发育，地表岩性复杂，不均匀性强，属于典型的“双向复杂”区。20世纪80年代,原石油工业部西藏石油地质考察队便对其进行过地震勘探,获得的地震资料信噪比低,单炮记录中干扰波发育,地震波连续性较差,叠加剖面成像效果较差,对地下地质体的落实能力有限。在探区干扰波调查方面,通过前期进行的随机干扰波半径调查实验,获得了探区随机干扰波的半径大小,但对探区的干扰波缺乏全面的认识。笔者首先通过布设盒子波观测系统的方法对探区的干扰波进行了全面的调查,然后通过雷达图分析技术对影响资料品质的主要干扰波进行了属性分析,主要包括速度、入射角、相对能量、信噪比、频率和波长等参数,较全面地了解了探区主要干扰波的属性,最后结合室内抽取共接收点道集的方法讨论了不同组合基距对干扰波的压制效果。干扰波属性分析为探区地震资料采集和后期室内处理过程中压制干扰波及提高地震资料信噪比奠定了理论基础,并提出了可行的方法。1干扰波压制方法盒子波技术作为野外主要的干扰波调查方法之一,其主要特点是可利用雷达图分析技术对采集资料进行定性与定量分析,获得干扰波的速度、传播方向及信噪比。盒子波方形观测系统主要是应用切比雪夫面积组合法压制干扰波,增加反射信号的信噪比和分辨率切比雪夫面积组合法的优点是衰减带的峰值相同,因此采用切比雪夫面积组合法可对资料的信噪比进行估算,计算公式为式中:S式中:G将T式中:R为最小衰减率。分析式(3)中的T式中:σ为扩展因子;T在已知最小衰减率R和检波器个数N时,式(4)可满足衰减带的峰值相同。求加权系数a式中:ε在已知干扰波最小波长和最大波长时,可算出元素间距离d、扩展因子σ和检波器个数N。式中:λ通过式(1)—式(8)可计算出切比雪夫组合振幅衰减特性变化值,其振幅峰值衰减具有相同的组合效果2激发点间距及激发因素分析羌塘盆地托纳木—笙根区块为典型的地表岩性横向变化快,地下褶皱和断裂发育的“双复杂”区。在前期勘探中,由于地表横向非均质性强,单炮记录中干扰波发育,有效波信息不明显,且叠加剖面整体成像效果较差。有效地进行噪声压制,提高资料的信噪比是落实区域构造特征及地震属性分析的必要前提。在压制干扰波之前,需深入分析探区地震资料的干扰波类型和属性特征,因此笔者提出利用盒子波技术调查干扰波的方法,通过全方位、多角度、定性和定量等多种分析方法对干扰波进行认识(1)前期“十字交叉法”随机干扰波半径实验表明,探区的随机干扰波半径≤3m,因此本文盒子波观测系统的接收点之间的距离必须>3m。前期采集过程中,曾采用8m的组内距检波器组合进行地震资料采集,但获得的资料较差,主要是由于组内距较大,相邻道之间存在时间差和相位差。这不仅降低了有效波的频率,而且不利于有效波的同相叠加,所以选择纵横向接收点距均为4m,可保证接收记录既能压制随机干扰波,又不会因为接收点距过大而对地震波波组特征和同相叠加效果产生影响(图1)。(2)前期对探区干扰波类型及属性的分析认为,影响探区资料信噪比的干扰波主要为面波及随机干扰波,而这2种干扰波波长均≤150m,但其传播方向不明确。本文盒子波观测系统纵横向最大组合基距均应>150m,才可达到压制主要干扰波的目的。考虑到设备配置及地表地形条件的影响,本文设计的盒子波接收网为41×41个点的三维方形接收网,接收点距为4m,纵向最大组合基距与横向最大组合基距均为160m,达到全平面和全方位接收干扰波的目的,每个接收点摆放1串共12个检波器,埋置方式为点组合,以利于后续分析不同检波器组合方式对干扰波的压制效果(图1)。(3)由于干扰波具有一定的方向性,所以不同方向上激发的单炮记录中干扰波的传播特征往往不同。为了保持盒子波实验中干扰波与生产中干扰波的传播特征具有一致性,激发点采用二维测线的布设方向,即在盒子波方阵观测系统中心点位置(第21条接收线位置)布设1条炮线,考虑到最终的共接收点道集道距必须与生产中的道距一致,所以炮点距设计与道距的大小一致。生产中最大炮检距为7285m,本文设计的盒子波实验最大炮检距需与生产中最大炮检距相当,才能更好地反映干扰波在生产中全排列的传播特征,所以设计最远炮点与方阵中心点的距离必须与生产中的最大炮检距相当。盒子波观测系统布设的炮点距为30m,合计布设炮点241个,炮点距离中心点检波器最小炮检距为95m,最大炮检距为7295m,满足生产所需的最大炮检距要求(图1)。(4)通过前期激发因素实验,炮点激发井深为高速层下3m,激发药量为22~24kg,此时激发效果最好。为了保证盒子波实验中干扰波与生产中单炮记录干扰波的特征和能量相近,必须使激发点的井深及药量与生产中的井深及药量保持一致。3干扰波的识别通过对单点组合(矩阵中心点位的检波道)接收的单炮记录进行分析,对托纳木—笙根区块地震资料信噪比造成明显影响的干扰波主要为随机噪音、初至折射波、多次折射波、线性干扰波和面波。利用雷达图对各类干扰波进行速度、入射角、相对能量、信噪比、频率和波长分析,发现主要有1组随机噪音、2组折射干扰波、2组面波和2组线性干扰波(表1、图2)。4原始单炮记录信噪比在对羌塘盆地托纳木—笙根区块各类干扰波的速度、入射角、相对能量、信噪比、频率和波长进行分析的基础上,通过室内处理进行检波点抽道组合,分析了不同检波点组合基距对各类干扰波的压制效果。单点接收时(组合基距为0m),各类干扰波基本无法被压制,有效信号常淹没其中,此时原始单炮记录信噪比最低;随着检波点组合基距增加,对单炮记录中干扰波的压制能力逐渐增强,尤其当检波器组合基距超过部分干扰波波长时,对此类干扰波的压制效果较好,如对高频、低速、较短波长的随机噪音、面波干扰的压制效果逐渐变好;当检波器组合增加到41个检波点组合接收时(组合基距达到最大,160m),对高频、低速、较短波长的干扰波压制效果达到最佳,如面波干扰的低频、线性特征在单炮记录中已经不再明显,而高频的随机干扰在单炮记录中也得到了很好的压制,有利于单炮记录的品质提高。但最大组合基距接收方案对高速、较长波长的干扰波压制效果较差或基本无压制效果,因为检波器组合的最大组合基距仅为160m,未达到此类干扰波的一个波长长度,如单炮记录中的线性干扰波、初至折射波及多次折射波均未被很好地压制,导致单炮记录中折射干扰波及线性干扰波更加凸显(图3)。5叠加剖面效果分析盒子波技术调查干扰波在托纳木—笙根区块的应用获得了适合探区的地震资料采集方法,并应用于生产。TS2012-02线最终叠加剖面(图4)表明,地震资料信噪比整体较高,白垩系—二叠系波组反射特征明显,连续性较好,目的层相对较浅,有效波组反射基本在2.5s以上。由图4可看出,托纳木—笙根区块深部地质条件复杂,构造复杂多变,整体褶皱严重,地层倾角较大,断层相对发育。6干扰波压制能力分析(1)通过盒子波技术调查干扰波实验,认为影响羌塘盆地托纳木—笙根区块地震资料品质的干扰波主要包括:速度为750~1400m/s的面波、速度为3000m/s左右的随机干扰波、速度为3900~5600m/s的初至折射波及多次折射波、速度为5300m/s左右的线性干扰波。(2)通过抽取共接收点道集认识到,单点组合对干扰波的压制能力有限,增大组合基距有利于对部分干扰波的压制,如低速、短波长面波及随机噪音等;但对长波长干扰波的压制能力有限,即使组合基