復(fù)雜地表山地地震資料拼接處理方法研究

呂亞亮

(中國(guó)石化河南油田分公司石油物探技術(shù)研究院，河南鄭州 450046)

復(fù)雜地表山地地震資料拼接處理方法研究

呂亞亮

(中國(guó)石化河南油田分公司石油物探技術(shù)研究院，河南鄭州 450046)

為了提高復(fù)雜地表山地地震資料采集的質(zhì)量,經(jīng)常選用炸藥震源和可控震源聯(lián)合激發(fā)的工作方式，但兩種震源激發(fā)得到的數(shù)據(jù)在能量、頻率、波組特征等方面均有相當(dāng)大的差異,為此，總結(jié)出了適合此類資料拼接處理的靜校正方法，通過(guò)相位校正﹑能量校正﹑地表一致性預(yù)測(cè)反褶積、子波整形技術(shù)完成了兩種震源的拼接處理，取得了明顯效果。

山地地震；地震震源；能量校正；靜校正；拼接處理

在復(fù)雜地表山地地震資料的采集上，由于采用炸藥震源和可控震源聯(lián)合激發(fā)，得到的數(shù)據(jù)在能量、頻率、波組特征等方面均有相當(dāng)大的差異，在后期資料處理中如何把幾種震源激發(fā)的數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)縫連接取得滿意的處理效果,給資料處理人員提出了一個(gè)新的課題，為此，針對(duì)此類資料的拼接處理，需要開(kāi)展處理技術(shù)攻關(guān)與研究。

1 資料分析

復(fù)雜地表?xiàng)l件的變化使得地震子波在空間上發(fā)生變化。如圖1所示，由于采用炸藥震源和可控震源兩種方式激發(fā)，得到的數(shù)據(jù)在能量、頻率、波組特征等方面均有相當(dāng)大的差異, 兩者相比而言，炸藥震源低頻信息相對(duì)豐富。

圖1 炸藥震源(左)和可控振源(右)單炮記錄

2 處理技術(shù)

2.1 子波相位校正

不同震源激發(fā)的子波不同，可控震源地震數(shù)據(jù)子波是零相位的，而炸藥震源數(shù)據(jù)子波是最小相位的[1]，在后續(xù)資料處理中，反褶積要求子波是最小相位，因此，首先要將可控震源子波相位進(jìn)行校正，轉(zhuǎn)化為最小相位信號(hào)，通常選擇采用相位校正技術(shù)來(lái)解決此問(wèn)題。首先，求得兩種震源子波的相位差，然后將可控震源相位向炸藥震源相位靠攏。從圖2所示的某測(cè)線子波相位掃描圖中可以看到，可控振源(圖2b)相位與炸藥震源子波(圖2a)相位相差90°，將可控震源數(shù)據(jù)子波相位旋轉(zhuǎn)90°，解決了炸藥震源與可控震源相位的不一致問(wèn)題。從圖3和圖4可以看出：相位校正后，兩震源的相位趨于一致，在拼接點(diǎn)處基本解決了由于相位不一致引起的時(shí)差問(wèn)題。

2.2 能量校正

由于地表?xiàng)l件差異比較大，不同激發(fā)條件和不同接收條件使地震記錄的振幅、頻率等差別較大，這種差別直接影響疊加剖面的信噪比和分辨率。為了消除地震波在傳播過(guò)程中波前擴(kuò)散和吸收因素的影響，使地震波振幅更好地反映地下巖性變化的特點(diǎn)，要根據(jù)地震波在傳播過(guò)程中的能量變化確定補(bǔ)償因子，進(jìn)行球面擴(kuò)散補(bǔ)償。通過(guò)球面擴(kuò)散補(bǔ)償解決了縱向上能量不均衡的問(wèn)題。再利用統(tǒng)計(jì)的方法求取各炮點(diǎn)、各檢波點(diǎn)及不同偏移距的地震記錄的統(tǒng)計(jì)能量，然后求出各道的振幅補(bǔ)償因子加以補(bǔ)償。具體方法如下：①在給定的時(shí)窗內(nèi)計(jì)算各道的自相關(guān)函數(shù);②求取非零時(shí)移相關(guān)平均振幅;③分別求檢波點(diǎn)、炮點(diǎn)、共偏移距振幅統(tǒng)計(jì)能量;④求出各道的振幅補(bǔ)償因子。

圖2 子波相位掃描結(jié)果

圖3 可控振源子波相位校正前疊加剖面

圖4 可控振源子波相位校正后疊加剖面

球面擴(kuò)散補(bǔ)償后，在共炮點(diǎn)、共檢波點(diǎn)和共炮檢距上統(tǒng)計(jì)信號(hào)的能量，采用統(tǒng)計(jì)平均的方法，消除野外采集過(guò)程中，由于激發(fā)和接收因素不一致造成的炮與炮之間、同一炮內(nèi)道與道之間的振幅能量不一致問(wèn)題，通過(guò)地表一致性振幅補(bǔ)償解決橫向上能量不均衡的問(wèn)題。

以上是常規(guī)振幅補(bǔ)償?shù)奶幚矸椒ǎ窃诓煌鹪椿旌霞ぐl(fā)資料的處理中，需要在常規(guī)振幅補(bǔ)償以前進(jìn)行一個(gè)能量校正，從疊加剖面(圖5)上看，兩震源采集的數(shù)據(jù)的能量差異較大，不在一個(gè)能量級(jí)別上。為此，在做完球面擴(kuò)散補(bǔ)償后，求出同一位置兩震源單炮的能量差。再對(duì)能量強(qiáng)的可控振源進(jìn)行能量常數(shù)衰減，當(dāng)兩震源單炮的能量在一個(gè)數(shù)量級(jí)時(shí)，再進(jìn)行地表一致性振幅補(bǔ)償，消除兩震源單炮之間的能量差異。此技術(shù)的關(guān)鍵在于求取振幅匹配系數(shù)，具體做法是：首先分別對(duì)不同震源數(shù)據(jù)做疊加，用DYNQU計(jì)算振幅匹配系數(shù)，給定一個(gè)振幅均衡級(jí)別(比如5000)，DYNQU作業(yè)運(yùn)行完后，作業(yè)列表中會(huì)有一個(gè)COEF 系數(shù)，兩個(gè)數(shù)據(jù)體間有一個(gè)等式：A1×C1=A2×C2=5000；A1為數(shù)據(jù)體1的振幅,C1為數(shù)據(jù)體1的系數(shù)，假設(shè)：將數(shù)據(jù)體2向數(shù)據(jù)體1靠，根據(jù)A1×C1=A2×C2=5000這個(gè)公式，對(duì)公式，對(duì)數(shù)據(jù)體2乘一個(gè)系數(shù) ( C2/C1 ) ，這里需要注意的是如果系數(shù)太大，需要多次疊加。

圖5 能量校正前后疊加剖面對(duì)比

2.3 地表一致性反褶積處理

在進(jìn)行完相位校正和能量級(jí)別校正以后，可以進(jìn)行振幅補(bǔ)償與地表一致性反褶積處理，從圖6上看，在進(jìn)行完地表一致性反褶積處理以后，子波在橫向上仍然存在著較大的差異，原因在于以Robinson褶積模型為基礎(chǔ)的反褶積處理是目前提高地震分辨率的主要手段。在褶積模型中，均假定：①地震子波是最小相位且時(shí)間不變；②反射系數(shù)是白噪；③地震記錄不含噪聲。目前常用的地表一致性反褶積，其主要目標(biāo)是校正子波的振幅譜，并不是著重于展寬頻譜。對(duì)于基于Robinson褶積模型的反褶積方法，由于實(shí)際地震記錄一般不能滿足這些假設(shè)條件，因此提高地震資料分辨率的效果受到限制。另一方面，在反褶積處理中，期望輸出的選擇也是影響反褶積效果的重要因素，在流行的反褶積方法中，常用的期望輸出有δ脈沖和Richer子波，前者使信噪比降低，后者使頻帶變窄，因此直接進(jìn)行常規(guī)的反褶積處理很難得到預(yù)期的效果[2]。

為此，提出了基于噪聲模型的子波處理方法，研究了多道統(tǒng)計(jì)寬帶子波反褶積處理技術(shù)，具體實(shí)現(xiàn)步驟：①對(duì)地震記錄進(jìn)行最小相位化；②通過(guò)高精度統(tǒng)計(jì)自相關(guān)計(jì)算最小相位子波；③對(duì)地震記錄進(jìn)行逆指數(shù)加權(quán)得到真實(shí)子波；④設(shè)計(jì)期望寬帶子波求取反褶積因子；⑤對(duì)地震記錄進(jìn)行褶積濾波；⑥對(duì)濾波結(jié)果進(jìn)行子波能量標(biāo)定。

地震記錄上,利用多道相關(guān)統(tǒng)計(jì)求取地震子波，通過(guò)用戶給定的寬帶子波作為期望輸出，進(jìn)行反褶積處理，其輸出記錄的剩余子波為零相位。該方法用于疊前地震資料反褶積處理和子波整形，提高有效信號(hào)的分辨率，同時(shí)保持較高的信噪比和連續(xù)性[3]。從圖6與圖7效果圖對(duì)比看，子波整形后，子波的橫向一致性得到了明顯改善。

圖6 拼接處子波整形前的疊加剖面 圖7 拼接處子波整形后的疊加剖面

3 效果分析

針對(duì)復(fù)雜山地二維地震資料地表?xiàng)l件的實(shí)際情況，在靜校正、相位校正、子波整形等環(huán)節(jié)上選取適當(dāng)處理方法和參數(shù)，使得剖面品質(zhì)得到逐步提高，目的層地震反射波組層次分明、波組齊全、反射波特征突出、信噪比較高，主要目的層地質(zhì)現(xiàn)象清楚，使處理剖面的成像質(zhì)量有了大幅度的提高。

[1] 鐘森，陳廣思.Radon變換在提取地震反射信號(hào)和壓制干擾中的作用[J].石油地球物理勘探，1989，24(4)：46-47．

[2] 朱生旺,魏修成,李鋒,等.用拋物線Radon變換稀疏解分離和壓制多次波[J].石油地球物理勘探,2002，37(2):110-115.

[3] 黃新武.牛濱華.基于數(shù)據(jù)一致性原理預(yù)測(cè)與壓制自由表面多次波的效果分析[J].石油地球物理勘探,2009，31(4)：23-25.

編輯：吳官生

1673-8217(2015)01-0063-03

2014-07-20

呂亞亮，工程師，1981年生，2004年畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)軟件工程專業(yè)，現(xiàn)從事地震資料處理工作。

P631.443

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