面向復(fù)雜山前帶的深度域地震成像處理研究

劉定進，劉志成，蔣　波

(中國石油化工股份有限公司石油物探技術(shù)研究院，江蘇南京211103)

?

面向復(fù)雜山前帶的深度域地震成像處理研究

劉定進，劉志成，蔣波

(中國石油化工股份有限公司石油物探技術(shù)研究院，江蘇南京211103)

摘要:山前構(gòu)造帶具有良好的圈閉條件，是油氣資源富集的重要場所，但“復(fù)雜地表、復(fù)雜地下”的雙復(fù)雜地震地質(zhì)條件給地震勘探造成了極大困擾。針對雙復(fù)雜地震地質(zhì)條件造成的一系列地球物理難題，以擬真地表地震資料處理思路為紐帶，以高保真的疊前預(yù)處理為基礎(chǔ)，以遞進式深度域速度分析與建模為關(guān)鍵，以起伏地表逆時疊前深度偏移成像為核心，建立了一套面向復(fù)雜山前帶的深度域高精度地震成像處理流程。實際資料處理結(jié)果驗證了該處理流程的正確性及有效性，為復(fù)雜山前帶油氣勘探提供了有效的地震資料處理技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：山前帶;地震成像;預(yù)處理;速度建模;逆時偏移

我國西部和南方具有廣闊的山前構(gòu)造帶，是油氣勘探突破的重點領(lǐng)域。山前推覆構(gòu)造帶發(fā)育背斜與成排成帶的逆沖斷塊，成藏條件優(yōu)越，具有巨大的油氣資源和良好的勘探前景。經(jīng)過幾十年的攻關(guān)研究，中國石油化工股份有限公司在山前帶地震勘探中取得了一些重要進展(如龍門山前大邑地區(qū)、米倉—大巴山前南江地區(qū)、準噶爾北緣哈山地區(qū)等均取得了一些突破)，但總體來說勘探程度不高，主要原因在于常規(guī)地震資料處理技術(shù)面臨諸多困難，難以獲得可靠的地震成像資料，各種地震解釋技術(shù)的應(yīng)用受到限制。

山前帶油氣地震勘探區(qū)往往位于盆山過渡帶，“復(fù)雜地表、復(fù)雜地下”的雙復(fù)雜地震地質(zhì)條件是造成一系列地震資料處理難題的根源?！皬?fù)雜地表”對地震資料的影響主要表現(xiàn)在：①山前帶地形起伏劇烈，使地震波的激發(fā)、接收效果受到較大影響，地形起伏還使地震波產(chǎn)生復(fù)雜的次生干擾，影響地震資料的信噪比;②近地表厚度、速度橫向變化大，帶來嚴重的靜校正問題;③地表出露巖性變化快，激發(fā)效果差異大，地震子波變化劇烈、一致性較差?！皬?fù)雜地下”對地震資料的影響主要表現(xiàn)在：地下高陡構(gòu)造發(fā)育且變化劇烈、地層傾角變化大，造成深部地震波場十分復(fù)雜，橫向速度變化劇烈，因而速度建模困難，最終導(dǎo)致精確成像困難。

隨著山前帶地震勘探開發(fā)的不斷深入，面向山前帶地震資料的針對性處理方法越來越引起研究人員的重視。針對低信噪比問題，夏洪瑞等[1]探討了山前帶地震資料中各種噪聲壓制方法存在的問題與對策，孫學(xué)文等[2-5]研究了山前帶地震資料中突出的面波和散射干擾的壓制技術(shù);針對地表高程、低降速帶變化大引起的靜校正問題，劉治凡[6]研究了基于互動基準面的兩步法靜校正技術(shù)，馮澤元等[7-11]利用層析反演技術(shù)比較有效地解決了山前帶復(fù)雜區(qū)靜校正問題;伴隨著疊前深度偏移技術(shù)的迅速發(fā)展和成功應(yīng)用，深度域速度建模和地震成像技術(shù)也逐漸應(yīng)用于山前帶地震資料處理流程中，張兵等[12-15]研究了雙復(fù)雜條件下共成像點道集層析速度反演建模技術(shù)，Jager等[16-21]研究了起伏地表Kirchhoff疊前深度偏移技術(shù)，程玖兵等[22-27]研究了起伏地表單程波動方程疊前深度偏移技術(shù)，岳玉波等[28-29]研究了起伏地表高斯束偏移技術(shù)，劉紅偉等[30-34]研究了起伏地表逆時偏移技術(shù)。

首先對常規(guī)處理流程進行了仔細分析，并根據(jù)山前帶地震資料的特點和處理要求進行針對性優(yōu)化。以擬真地表地震資料處理思路為紐帶，以高保真的疊前預(yù)處理為基礎(chǔ)，以遞進式深度域速度分析與建模為關(guān)鍵，以起伏地表逆時疊前深度偏移成像為核心，建立了一套面向復(fù)雜山前帶的深度域高精度地震成像處理流程。

1傳統(tǒng)處理流程分析與優(yōu)化

圖1為傳統(tǒng)地震資料處理流程示意圖。該流程應(yīng)用于一些常規(guī)地區(qū)的資料處理較為有效，但用于“復(fù)雜地表、復(fù)雜地下”山前帶地震資料處理時會產(chǎn)生諸多問題。首先，傳統(tǒng)的“靜校正+固定面偏移”處理思路不合理，目前靜校正技術(shù)理論上多數(shù)基于地表一致性假設(shè)條件，地表一致性假設(shè)本身會帶來地震波場特征的畸變扭曲，而在地表起伏大、高速巖體出露的山前帶地區(qū)，由于不滿足地表一致性假設(shè)，更加劇了這種畸變;其次，傳統(tǒng)的疊前噪聲壓制技術(shù)往往側(cè)重于提高信噪比而忽略對弱信號的保護，將其應(yīng)用于信號和噪聲不易區(qū)分的山前帶地震資料處理中，容易傷害一些反映復(fù)雜構(gòu)造的弱有效波場;最后，傳統(tǒng)的時間域偏移技術(shù)存在問題，無論是疊后時間偏移還是疊前時間偏移，理論上都是基于地下地層為橫向均勻的假設(shè)，都是將繞射能量按雙曲時距關(guān)系收斂到或疊加到繞射時距曲線的頂點上，但并不是把繞射能量歸位到其相應(yīng)的繞射點上去，在地下構(gòu)造復(fù)雜、橫向速度變化大的情況下繞射頂點與繞射點存在很大偏差，從而造成成像畸變。

圖1　常規(guī)地震資料處理流程

針對復(fù)雜山前帶地震資料的特點和傳統(tǒng)常規(guī)處理流程存在的弊端，我們采取了針對性的優(yōu)化措施，主要包括：①將“基于地表一致性的靜校正+固定面偏移技術(shù)”優(yōu)化為“擬真地表偏移成像技術(shù)”;②將“一味強調(diào)信噪比的噪聲壓制技術(shù)”優(yōu)化為“以保真的弱信號補償技術(shù)為核心的信號增強技術(shù)”;③將“基于地下均勻?qū)訝罱橘|(zhì)的時間域成像技術(shù)”優(yōu)化為“建立在復(fù)雜構(gòu)造模型基礎(chǔ)上的RTM疊前深度偏移成像技術(shù)”。從而建立了一套面向復(fù)雜山前帶的深度域高精度地震成像處理流程。

2擬真地表成像面的確定和配套的高頻靜校正技術(shù)

復(fù)雜山前帶起伏劇烈的地表及橫向速度、厚度變化劇烈的表層結(jié)構(gòu)引起了嚴重的靜校正問題，而且這種靜校正具有鮮明的“靜校不靜”的特點。采用傳統(tǒng)基于地表一致性假設(shè)條件的靜校正技術(shù)對此類地區(qū)地震資料進行處理往往會產(chǎn)生較大誤差、不能有效解決靜校正問題。理論上講，基于真實地表的地震成像流程是進行“復(fù)雜地表、復(fù)雜構(gòu)造”山前帶地震資料處理的最優(yōu)思路，但目前的速度分析與建模技術(shù)手段還無法識別高頻信息，不能完全準確求取表層及近地表速度模型，所建的模型只能是一個基于某相對平滑基準面的宏觀低頻速度模型，無法獲得高精度的全深度速度模型。因此，“兩步法”起伏地表偏移仍然是目前雙復(fù)雜地震資料處理的理想手段，即首先確定一個平滑起伏面，并將觀測數(shù)據(jù)校正到該起伏面上;然后在該起伏面上進行速度建模與偏移成像處理。

圖2　小距離平滑前(a)、后(b)的地表高程

我們采用小距離平滑的方法獲得了一個接近真實地表的平滑基準面(稱之為擬真地表)。圖2為小距離平滑前、后的地表高程圖，可以看到，小距離平滑消除了地表的高頻抖動，同時盡可能保持了地形起伏的相對關(guān)系。然后利用初至信息反演求取高頻靜校正量，將觀測數(shù)據(jù)校正到該起伏面上。圖3為高頻靜校正應(yīng)用前、后的單炮記錄(綠線為高程),可以看到，經(jīng)高頻靜校正后單炮初至比較光滑，因地表劇烈起伏以及低降速帶空間急劇變化引起的高頻抖動得到有效解決，但是保持地形起伏相對關(guān)系的低頻分量靜校正問題仍然存在，這將會在后續(xù)的擬真地表偏移成像中得到解決。

圖3　高頻靜校正前(a)、后(b)的單炮記錄

3面向復(fù)雜山前帶的弱信號補償技術(shù)

山前帶“復(fù)雜地表、復(fù)雜地下”的地震地質(zhì)條件造成了野外采集資料的信噪比非常低，在室內(nèi)處理時為了提高地震資料信噪比往往忽略了對一些微弱信號的保護，最終雖達到了提高視信噪比的目的，但卻可能影響了一些特殊異常體的精確成像。采用了一種基于子波極性重構(gòu)的、在強噪聲背景下檢測和補償弱信號的技術(shù)：①在不改變子波物理位置的前提下，將子波變換為無極性高倍頻率子波，降低弱信號誤判率，實現(xiàn)弱信號同相軸自動識別;②對已識別出的弱信號同相軸進行信噪比自動分析，在時空域?qū)π旁氡冗M行插值平滑，建立含有信號同相軸指示的信噪比模型;③建立一個信噪比期望閾值進行弱信號補償，補償力度與信噪比模型成反比，以達到整體資料時空域信噪比基本一致。圖4是基于子波極性重構(gòu)的弱信號補償技術(shù)流程。

圖5為中國南方某復(fù)雜山前帶地震資料弱信號補償前、后的道集記錄?？梢钥吹?，補償后信噪比有了明顯提高，補償前道集中的一些微弱有效信息在補償后道集中有了較明顯的恢復(fù)，而根據(jù)原始資料的信噪比不同，砂巖區(qū)和灰?guī)r區(qū)資料的補償力度也不同，灰?guī)r區(qū)資料的補償力度更大。圖6為圖5所示資料弱信號補償前、后速度譜的對比?？梢钥吹?，補償后速度譜的品質(zhì)更高，有效信號能量團聚集效果非常好，為后續(xù)提高速度分析與建模的精度提供了保障。圖7是弱信號補償前、后疊加剖面對比圖，可以看出，弱信號補償后的剖面信噪比明顯提高，尤其灰?guī)r區(qū)的信噪比有更明顯的提高，整個剖面波場豐富。而從信噪比模型對比圖上(圖8) 可以看到，補償后信噪比剖面較為均衡，信噪比一致性更強，這對后續(xù)的地震偏移成像是非常有益的。

圖4　基于子波極性重構(gòu)的弱信號補償技術(shù)流程

圖5　弱信號補償前、后道集對比a 砂巖區(qū)補償前; b 砂巖區(qū)補償后; c 灰?guī)r區(qū)補償前; d 灰?guī)r區(qū)補償后

圖6　弱信號補償前(a)、后(b)速度譜對比

圖7　弱信號補償前(a)、后(b)疊加剖面對比

圖8　弱信號補償前(a)、后(b)信噪比模型對比

4面向起伏地表偏移的深度域速度分析與建模

速度問題是勘探地震學(xué)的核心問題，速度模型的可靠性是決定構(gòu)造成像質(zhì)量的關(guān)鍵。復(fù)雜山前帶地形起伏劇烈，地表出露巖性變化快，近地表厚度、速度橫向變化大;地下構(gòu)造破碎，斷層發(fā)育，地層傾角大，產(chǎn)狀變化多，速度橫向變化劇烈，局部垂向存在速度反轉(zhuǎn)，難以建立合理的速度模型。如何建立可靠的、高精度的速度模型成為獲得復(fù)雜構(gòu)造高質(zhì)量成像結(jié)果的關(guān)鍵因素。

4.1初始速度模型的建立

初始速度模型是最終速度模型的出發(fā)點，該模型建立得是否合理，對最終速度模型的質(zhì)量以及速度模型的迭代修正效率起著至關(guān)重要的作用。針對復(fù)雜山前帶“復(fù)雜地表、復(fù)雜構(gòu)造”的特點，本文采用近地表速度模型與中深層速度模型分開建立、然后融合的深度域初始速度建模思路。由于傳統(tǒng)的反射波層析成像難以求取覆蓋次數(shù)低、信噪比低的復(fù)雜山前帶淺層速度，應(yīng)用基于初至波信息的層析成像技術(shù)來求取近地表速度;中深層的速度模型還是利用傳統(tǒng)疊前時間偏移速度分析得到的速度場，經(jīng)構(gòu)造模型約束下的時深轉(zhuǎn)換獲得;然后在近地表速度模型中選取一個平滑的高速層頂界面作為速度融合界面，在設(shè)定的時窗內(nèi)將近地表速度與中深層速度進行融合，從而獲得用于深度域速度模型迭代修正的初始速度模型。圖9a和圖9b分別為未加淺表速度信息和融入淺表速度信息的初始深度域速度場(淺層，1750m以上);圖10為對應(yīng)的Kirchhoff疊前深度偏移剖面。由圖10可以看到，融入淺表速度信息的疊前深度偏移剖面成像效果更好，尤其是逆沖斷層灰?guī)r出露區(qū)。據(jù)此可以知道，融入淺表速度信息的初始速度模型精度更高、更有利于后續(xù)的速度模型迭代修正和地震成像。

圖9　未加淺表速度信息(a)和融入淺表速度信息(b)的初始深度域速度場

圖10　未加淺表速度信息(a)和融入淺表速度信息(b)的初始速度模型疊前深度偏移剖面

4.2網(wǎng)格層析成像速度模型迭代修正

目前生產(chǎn)應(yīng)用中的深度域速度模型修正技術(shù)主要有沿層層析成像和網(wǎng)格層析成像兩種。復(fù)雜山前帶構(gòu)造破碎嚴重、斷裂復(fù)雜、地層傾角大、產(chǎn)狀變化快，應(yīng)用沿層層析成像受到層位難以解釋的制約。我們應(yīng)用網(wǎng)格層析成像全局速度優(yōu)化的方法來進行速度模型的迭代優(yōu)化。網(wǎng)格層析成像的實施主要包括反射波同相軸的拾取與質(zhì)控、建立層析矩陣方程、網(wǎng)格層析解矩陣方程、層析方案優(yōu)選和質(zhì)控、模型更新等幾個步驟。反射波同相軸剩余曲率拾取質(zhì)量的好壞對層析反演計算起到至關(guān)重要的作用，本文通過采用曲率門閥、連續(xù)性、相關(guān)系數(shù)等多信息約束的剩余曲率拾取技術(shù)確保拾取的精確度，為后續(xù)的層析成像提供了高品質(zhì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。采用地層層位、地層傾角、地層方位角、地層連續(xù)性、照明度等多地層屬性約束的網(wǎng)格層析成像技術(shù)進行速度模型的迭代修正，進一步提高反演的精度，從而為后續(xù)的高精度地震成像提供了與地下地質(zhì)情況匹配較好的可靠速度模型。圖11a和圖11b分別給出了采用初始速度模型和5次網(wǎng)格層析成像迭代后的速度模型得到的疊前深度偏移與速度模型疊置的剖面;圖12為對應(yīng)的共成像點道集。由圖11和圖12可以看出，經(jīng)過網(wǎng)格層析成像速度優(yōu)化后，速度模型與地質(zhì)構(gòu)造更加匹配，偏移成像效果有明顯改善，共成像點道集信噪比更高、同相軸更平，說明修正后的速度模型更精確、可靠。

圖11　采用初始模型(a)和修正模型(b)得到的疊前深度偏移與速度模型疊置的剖面

圖12　采用初始模型(a)和修正模型(b)得到的共成像點道集

5起伏地表逆時偏移成像

逆時偏移方法對復(fù)雜構(gòu)造成像具有一定的理論優(yōu)勢。一方面，它基于復(fù)雜構(gòu)造模型基礎(chǔ)的疊前深度偏移理論，符合斯奈爾定律，遵循波的繞射、反射和折射定律，對橫向速度劇烈變化和高陡傾角適應(yīng)性比較強;另一方面，它基于雙程波動理論，避免了上、下行波的分離，對波動方程的近似較少，能夠比較好地處理復(fù)雜介質(zhì)中的復(fù)雜波現(xiàn)象，能夠處理多路徑問題以及由速度變化引起的聚焦或焦散效應(yīng)，并具有很好的保幅性。逆時偏移是目前理論最先進、成像精度最高的地震偏移成像方法，也是復(fù)雜山前帶高精度地震成像的理想手段。

5.1緊致差分法逆時偏移算子

逆時偏移技術(shù)的關(guān)鍵是選取一種計算精度和效率高的正演算法。有限差分算法因其算法簡單快速、能自動適應(yīng)速度場任意變化的優(yōu)勢仍然是目前產(chǎn)業(yè)化逆時偏移的主流方法。而緊致差分是一類高精度的有限差分方法，它具有精度高、分辨率高、對網(wǎng)格節(jié)點數(shù)要求不高等優(yōu)點。(1)式為本文采用的6階3對角緊致差分逆時偏移算子方程[35]。

(1)

式中：u為地震波場;h為網(wǎng)格間距;m為空間階數(shù);ωm為優(yōu)化系數(shù)，且

ω0=-5.8485948000ω1=3.3336356000

ω2=-0.4864012000ω3=0.0915710140

ω4=-0.0172393710ω5=0.0032455238

ω6=-0.0006110098

5.2保幅成像條件

成像條件是地震偏移成像的另一關(guān)鍵要素，本文采用動力學(xué)成像條件替代傳統(tǒng)的相關(guān)成像條件，與潛在保幅的偏移算子一起充分發(fā)揮逆時偏移的保幅優(yōu)勢，不但可以使散射能量更加聚焦、歸位，提高成像精度，而且可以輸出能夠正確反映地下反射的振幅信息，為后續(xù)的地震屬性分析(如AVO/AVA)提供更真實的地震信息。(2)式為動力學(xué)成像條件方程。

(2)

式中：I為成像值;smin和smax分別為最小和最大炮號;tmax為最大偏移時間;us和ur分別為震源波場和檢波點波場;σ為避免產(chǎn)生奇異值而加入的微小阻尼因子。

5.3起伏地表逆時偏移

復(fù)雜山前帶地震資料處理的難題源于“復(fù)雜地表、復(fù)雜構(gòu)造”的雙復(fù)雜地震地質(zhì)條件，其中因復(fù)雜地下構(gòu)造引起的波場復(fù)雜問題可以由前述高精度逆時偏移技術(shù)得到較好的解決，而因地表起伏引起的道間時差問題則成為高質(zhì)量成像的突出瓶頸問題。結(jié)合前述擬真地表成像面的確定和配套的高頻靜校正技術(shù)，采用起伏地表逆時偏移技術(shù)，拋開長波長靜校正將處理道間時差隱含在偏移成像過程中，直接從擬真地表面進行波場延拓和偏移成像，可以更好地應(yīng)對復(fù)雜地表區(qū)域的地震成像問題。圖13給出了起伏地表逆時偏移的示意圖。

圖13　起伏地表逆時偏移示意圖解

6實際資料處理效果分析

圖14　測線1處理效果分析a Kirchhoff疊前深度偏移老剖面; b 逆時偏移新剖面

圖15　測線2處理效果分析a Kirchhoff疊前深度偏移老剖面; b 逆時偏移新剖面

圖16　灰?guī)r出露區(qū)部分處理細節(jié)效果分析a Kirchhoff疊前深度偏移老剖面; b 逆時偏移新剖面

利用本文面向復(fù)雜山前帶的深度域地震成像處理流程對南方某研究區(qū)100km2實際資料進行了攻關(guān)處理。圖14和圖15分別為其中兩條測線的偏移成像剖面，可以看到，相比于傳統(tǒng)的Kirchhoff疊前深度偏移方法，以擬真地表逆時偏移為核心的高精度地震成像處理流程獲得的偏移剖面整體上在分辨率和信噪比方面均得到明顯提高，地層構(gòu)造形態(tài)明顯可辨，細節(jié)刻畫更清晰。圖16為剖面右上方灰?guī)r出露區(qū)部分的細節(jié)對比圖。由圖16可以看到，新處理剖面品質(zhì)得到大幅度提高，波組特征更加清楚，地層之間的接觸關(guān)系更加合理、可靠。圖17為剖面左上方膏鹽部分的細節(jié)對比圖。由圖17可以看到，新處理剖面膏鹽頂、底界面以及與圍巖的接觸關(guān)系刻畫得更加清晰，反射波信息更加豐富。

圖17　膏鹽部分處理細節(jié)效果分析a Kirchhoff疊前深度偏移老剖面; b 逆時偏移新剖面

7結(jié)束語

具有良好圈閉條件的復(fù)雜山前帶是我國油氣勘探突破的重點領(lǐng)域之一，但其“復(fù)雜地表、復(fù)雜構(gòu)造”的雙復(fù)雜地震地質(zhì)條件對地震資料的精確成像帶來一系列難題。本文從地震成像的3個要素(預(yù)處理、速度建模、偏移)出發(fā)，建立了一套以擬真地表逆時偏移為核心的深度域地震成像處理流程，能夠比較好地適應(yīng)近地表和地下介質(zhì)復(fù)雜的構(gòu)造和縱、橫向速度的劇烈變化，具有較高的成像精度，是復(fù)雜山前帶精確地震成像的理想手段，可為復(fù)雜山前帶油氣勘探提供強有力的技術(shù)支撐。

參考文獻

[1]夏洪瑞,朱海波,鄒少峰,等.山前帶地震資料噪聲消除中存在的問題與對策[J].石油物探,2012,51(6):562-569

XIA H R,ZHU H B,ZOU S F,et al.Actuality and countermeasure of denoising for seismic data in foothill area[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2012,51(6):562-569

[2]孫學(xué)文,陳文超,高靜懷,等.小波域強面波衰減方法研究[J].石油地球物理勘探,2008,43(1):22-28

SUN X W,CHEN W C,GAO J H,et al.Study on attenuation of strong surface wave in wavelet domain[J].Oil Geophysical Prospecting,2008,43(1):22-28

[3]王華忠,程玖兵,馬在田.地震波場深度外推消除與地面有關(guān)的噪音[J].同濟大學(xué)學(xué)報,2000,28(3):333-336

WANG H Z,CHENG J B,MA Z T.Filtering noise related to land surface through depth extrapolation of seismic wave field[J].Journal of Tongji University,2000,28(3):333-336

[4]王在民,李莉,朱鵬飛,等.用平均能量法分頻識別和壓制面波[J].新疆石油地質(zhì),2005,26(6):653-655

WANG Z M,LI L,ZHU P F,et al.Recognizing and suppressing ground roll wave with average energy method[J].Xinjiang Petroleum Geology,2005,26(6):653-655

[5]張華,潘冬明,張興巖.二維小波變換在去除面波干擾中的應(yīng)用[J].石油物探,2007,46(3):147-150

ZHANG H,PAN D M,ZHANG X Y.Application of 2-D wavelet transformation in eliminating surface wave interference[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2007,46(3):147-150

[6]劉治凡.基于浮動基準面的兩步法靜校正[J].石油物探,1998,37(1):136-142

LIU Z F.Two-step static correction based on floating datum[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,1998,37(1):136-142

[7]馮澤元,李培明,唐海忠,等.利用層析反演技術(shù)解決山地復(fù)雜區(qū)靜校正問題[J].石油物探,2005,44(3):284-287

FENG Z Y,LI P M,TANG H Z,et al.Solving the static correction problem in mountain complex block using tomographic inversion[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2005,44(3):284-287

[8]BEVC D.Flooding the topography:wave equation datuming of land data with rugged acquisition topography[J].Geophysics,1997,62(5):1558-1569

[9]YANG K,WANG H Z,MA Z T.Wave equation datuming from irregular surfaces using finite difference scheme[J].Expanded Abstracts of 69thAnnual Internat SEG Mtg,1999:1842-1846

[10]王西文.地震數(shù)據(jù)連片處理中靜校正建模方法的研究及應(yīng)用[J].石油地球物理勘探,2006,41(4):375-382

WANG X W.Model building method of static correction in seismic data pieces-jointed processing[J].Oil Geophysical Prospecting,2006,41(4):375-382

[11]林伯香,李衛(wèi)忠,AL-Maghouth A S A,等.靜校正量的評價思路[J].石油物探,2010,49(5):482-488

LIN B X,LI W Z,AL-MAGHOUTH A S A,et al.Approach to statics appraisal[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2010,49(5):482-488

[12]張兵,徐兆濤,王華忠,等.山前帶地震數(shù)據(jù)共成像點道集層析速度反演建模方法研究[J].石油物探,2012,51(6):590-596

ZHANG B,XU Z T,WANG H Z,et al.Common imaging gathers tomography velocity inversion and model building in foothill area[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2012,51(6):590-596

[13]ZHANG K,LI Z C,ZENG T S,et al.Tomographic velocity inversion for ADCIGs in areas with a rugged surface[J].Applied Geophysics,2012,9(3):313-318

[14]張凱,李振春.雙復(fù)雜條件下層析速度反演方法研究[J].地球物理學(xué)進展,2013,28(6):3001-3006

ZHANG K,LI Z C.Tomographic velocity inversion method with dual-complexity[J].Progress in Geophysics(in Chinese),2013,28(6):3001-3006

[15]潘宏勛,方伍寶,李滿樹.南方山前帶B區(qū)地震速度建模及偏移成像[J].石油地球物理勘探,2013,48(4):526-530

PAN H X,FANG W B,LI M S.Velocity model building and migration in a foothill belt area[J].Oil Geophysical Prospecting,2013,48(4):526-530

[16]JAGER C,HERTWECK T,SPINER M.True-amplitude Kirchhoff migration from topography[J].Expanded Abstracts of 73rdAnnual Internat SEG Mtg,2003:909-913

[17]RAIASKARAN S,MCMECHAN G A.Prestack processing of land data with complex topography[J].Geophysics,1995,60(6):1875-1886

[18]GRAY S H,MARFURT K J.Migration from topography:improving the near-surface image[J].Canadian Journal of Exploration Geophysics,1995,31(1/2):18-24

[19]ZHU X H,ANGSTMANZ B G,SIXTA D P.Overthrust imaging with tomo-datuming:a case study[J].Geophysics,1998,63(1):25-38

[20]蘇勤,賀振華,田彥燦,等.山前帶復(fù)雜構(gòu)造成像中疊前深度偏移方法研究及應(yīng)用[J].天然氣地球科學(xué),2009,20(4):571-575

SU Q,HE Z H,TIAN Y C,et al.Research and application of pre-stack depth migration method in piedmont complex structure imaging[J].Natural Gas Geoscience,2009,20(4):571-575

[21]蘇勤,呂彬,田彥燦,等.浮動面疊前深度偏移法在山前帶復(fù)雜構(gòu)造成像中的應(yīng)用[J].新疆石油地質(zhì),2009,30(5):560-562

SU Q,LV B,TIAN Y C,et al.Application of floating datum prestack depth migration method to piedmont complex structure imaging[J].Xinjiang Petroleum Geology,2009,30(5):560-562

[22]程玖兵,劉玉柱,馬在田,等.山前帶地震數(shù)據(jù)的波動方程疊前深度偏移方法[J].天然氣工業(yè),2007,27(2):38-39

CHENG J B,LIU Y Z,MA Z T,et al.Wave equation prestack depth migration of foothills seismic data[J].Natural Gas Industry,2007,27(2):38-39

[23]何英,王華忠,馬在田,等.復(fù)雜地形條件下波動方程疊前深度成像[J].勘探地球物理進展,2002,25(3):13-19

HE Y,WANG H Z,MA Z T,et al.Pre-stack wave equation depth migration for irregular topography[J].Progress in Exploration Geophysics,2002,25(3):13-19

[24]SHRAGGE J,PAUL S.Wave-equation migration from topography[J].Expanded Abstracts of 75thAnnual Internat SEG Mtg,2005:1842-1846

[25]程玖兵,馬在田,陶正喜,等.山前帶復(fù)雜構(gòu)造成像方法研究[J].石油地球物理勘探,2006,41(5):525-529

CHENG J B,MA Z T,TAO Z X,et al.Imaging study of piedmont complex structures[J].Oil Geophysical Prospecting,2006,41(5):525-529

[26]呂彬,王西文,王宇超,等.山前帶逆掩構(gòu)造保幅FFD疊前深度偏移[J].石油地球物理勘探,2011,46(5):720-724

LV B,WANG X W,WANG Y C,et al.Applications of amplitude-preserved FFD prestack depth migration for complex overthrust structures in piedmont zone[J].Oil Geophysical Prospecting,2011,46(5):720-724

[27]徐輝.炮域波動方程在山前帶地震資料處理中的應(yīng)用[J].石油地球物理勘探,2013,48(增刊1):42-46

XU H.Shot domain wave equation in foothill seismic data processing[J].Oil Geophysical Prospecting,2013,48(S1):42-46

[28]岳玉波,李振春,錢忠平,等.復(fù)雜地表條件下保幅高斯束偏移[J].地球物理學(xué)報,2012,55(4):1376-1383

YUE Y B,LI Z C,QIANG Z P,et al.Amplitude-preserved Gaussian beam migration under complex topogrsphic conditions[J].Chinese Journal of Geophysics(in Chinese),2012,55(4):1376-1383

[29]曹文俊,王華忠,李振春,等.復(fù)雜地表高斯束保幅疊前深度偏移在山前帶地區(qū)的應(yīng)用[J].地球物理學(xué)進展,2013,28(6):3086-3091

CAO W J,WANG H Z,LI Z C,et al.Application of complex topographic Gaussian beam amplitude-preserved pre-stack depth migration in piedmont zone[J].Progress in Geophysics(in Chinese),2013,28(6):3086-3091

[30]劉紅偉,劉洪,李博,等.起伏地表疊前逆時偏移理論及GPU加速技術(shù)[J].地球物理學(xué)報,2011,54(7):1883-1892

LIU H W,LIU H,LI B,et al.Pre-stack reverse time migration for rugged topography and GPU acceleration technology[J].Chinese Journal of Geophysics(in Chinese),2011,54(7):1883-1892

[31]王延光,匡斌.起伏地表疊前逆時深度偏移與并行實現(xiàn)[J].石油地球物理勘探,2012,47(2):266-271

WANG Y G,KUANG B.Prestack reverse-time depth migration on rugged topography and parallel computation realization[J].Oil Geophysical Prospecting,2012,47(2):266-271

[32]王錫文,秦廣勝.基于起伏地表的疊前逆時偏移成像[J].新疆石油地質(zhì),2012,33(3):357-359

WANG X W,QIN G S.Pre-stack reverse time migration imaging based on relief surfaces[J].Xinjiang Petroleum Geology,2012,33(3):357-359

[33]唐文,王尚旭.起伏地表有限元疊前逆時偏移完全匹配層[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2012,12(31):8154-8157

TANG W,WANG S X.Perfectly matched layer of finite element prestack reverse time migration in rugged topography[J].Science Technology and Engineering,2012,12(31):8154-8157

[34]徐義.格子法在起伏地表疊前逆時深度偏移中的應(yīng)用[J].地球物理學(xué)進展,2008,23(3):839-845

XU Y.Prestack reverse time migration by the grid method[J].Progress in Geophysics(in Chinese),2008,23(3):839-845

[35]方伍寶,劉定進.深度域地震成像新技術(shù)理論與實踐[M].北京：中國石化出版社,2014:72-82

FANG W B,LIU D J.The new method and application of seismic prestack depth imaging[M].Beijing:China Petrochemical Press,2014:72-82

(編輯：陳杰)

The processing workflow of depth domain imaging facing the complex piedmont belt

LIU Dingjin,LIU Zhicheng,JIANG Bo

(SinopecGeophysicalResearchInstitute,Nanjing211103,China)

Abstract:Piedmont tectonic belt is characterized by good trap conditions,which is an important area for hydrocarbon accumulation.But the double-complex seismic & geologic conditions (complex surface and complex underground conditions) cause great trouble in seismic exploration.In order to solve the problem,we build up a set of depth domain and high-precision seismic imaging processing workflow facing the complex piedmont belt.This workflow ties the processing approach on with simulated surface seismic data,and is based on the high fidelity of prestack preprocessing.Depth domain with progressive type velocity analysis and modeling is the key of the flow.Irregular topography prestack reverse-time depth migration imaging is the core of the flow.The actual data processing verifies the correctness of the concept and the effectiveness of the technology used in this paper.Thus it provides a strong technical support for complex piedmont belt of oil and gas exploration.

Keywords:piedmont belt,seismic imaging,preprocessing,velocity model building,reverse time migration

文章編號：1000-1441(2016)01-0049-11

DOI:10.3969/j.issn.1000-1441.2016.01.007

中圖分類號：P631

文獻標識碼：A

基金項目：國家科技重大專項(2011ZX05014-001-002)和國家自然科學(xué)基金項目(41374117)聯(lián)合資助。

作者簡介：劉定進(1974—)，男，博士，高級工程師，主要從事地震資料處理和地震偏移成像方法技術(shù)研究工作。

收稿日期：2015-04-23;改回日期：2015-09-02。

劉定進，劉志成，蔣波.面向復(fù)雜山前帶的深度域地震成像處理研究[J].石油物探,2016,55(1):-59

LIU Dingjin,LIU Zhicheng,JIANG Bo.The processing workflow of depth domain imaging facing the complex piedmont belt[J].Geophysical Prospecting for Petroleum,2016,55(1):-59

This research is financially supported by the National Science and Technology Major Project of China (Grant No.2011ZX05014-001-002) and the National Science Foundation of China (Grant No.41374117).