陸地資料層間多次波壓制技術(shù)優(yōu)化研究

尚平萍

摘要：在陸地資料中，層間多次波在地震勘探過程中是一種頑強(qiáng)的干擾波，它的存在嚴(yán)重影響了成像的真實(shí)性與可靠性。由于陸地資料本身的復(fù)雜性，使得層間多次波在成因和類型上更加復(fù)雜。在實(shí)際陸地資料層間多次波的壓制處理中，用單一的方法很難同時(shí)兼顧到近偏數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)偏數(shù)據(jù)的壓制效果，從而影響最終的成像效果。通過對(duì)逆散射級(jí)數(shù)法及Radon變換法原理及效果的分析比較，并根據(jù)實(shí)際資料處理結(jié)果，提出了聯(lián)合逆散射級(jí)數(shù)法與Radon變換法壓制層間多次波的最優(yōu)化處理流程，使層間多次波得到最佳的壓制效果，提高了地震資料的分辨率和成像精度。

Abstract： In land data processing， internal multiple removal is one of the most challenging and long-standing problem. The present of the internal multiples affects the reality and reliability of seismic imaging. The more complexity of the land data is， the more complex type of the internal multiple generates. In field data processing， it is very difficult to apply single method to remove internal multiples at near and far offsets. Comparing the inverse scattering series （ISS） method and Radon transform method， the joint method including ISS and Radon transform is proposed and tested on the field data. The tested result shows that the combination method can effectively remove the internal multiples and improve the data resolution and imaging accuracy.

關(guān)鍵詞：層間多次波；逆散射級(jí)數(shù)；Radon變換；聯(lián)合壓制

Key words： internal multiple；inverse scattering series；Radon transform；combination method

中圖分類號(hào)：P631 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）17-0164-03

0 引言

地震勘探是尋找石油和天然氣的一種最重要手段，多次波在地震資料中普遍存在。當(dāng)今反射地震勘探都是基于一次反射波成像的，所以壓制多次波是地震資料數(shù)據(jù)處理中的一個(gè)重要的研究課題。在陸地資料中，由于表層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，一般不會(huì)產(chǎn)生表層多次波，但當(dāng)?shù)叵掠袕?qiáng)反射界面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生層間多次波，有時(shí)延續(xù)周期較長(zhǎng)。強(qiáng)反射界面可能是速度界面，可能是巖性界面，也可能是不整合面或者沉積間斷面等。地震波在介質(zhì)中傳播時(shí)，當(dāng)遇到以上強(qiáng)反射界面時(shí)將發(fā)生多次發(fā)射，產(chǎn)生能量較強(qiáng)的多次波，如壓制不當(dāng)，將嚴(yán)重影響最終的成像效果。

通過對(duì)逆散射級(jí)數(shù)法和Radon變換法原理及實(shí)際數(shù)據(jù)測(cè)試的結(jié)果分析，提出了聯(lián)合壓制的思路，解決了單一方法壓制層間多次波的局限性，并有效地壓制了層間多次波，提高了地震資料的分辨率和成像精度。

1 逆散射級(jí)數(shù)法

通過對(duì)不同類型多次波傳播路徑的分析，層間多次波的反射點(diǎn)在介質(zhì)中滿足“低-高-低”的約束關(guān)系（如圖1）。逆散射級(jí)數(shù)層間多次波壓制方法以波動(dòng)理論和散射理論為基礎(chǔ)，從所有散射路徑中預(yù)測(cè)出所有滿足“低-高-低”約束關(guān)系的地震波，即預(yù)測(cè)出的所有層間多次波。該方法無需已知地下結(jié)構(gòu)和速度模型、無需指定多次波的產(chǎn)生界面，因此適用于任意復(fù)雜的地下結(jié)構(gòu)。同時(shí)該方法完全數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、無需人工干預(yù)、一次即可預(yù)測(cè)出所有層間多次波的準(zhǔn)確時(shí)間和近似振幅[1]。

（1）

其中， b1（kg，ks，qg+qs）=（-2iqs）D（kg，ks，ω）為地震資料以常速度偏移的結(jié)果。滿足“低高低”約束關(guān)系。

2 Radon變換法

Radon變換法是“濾波法”中的一種，它是基于一次波與多次波之間動(dòng)態(tài)時(shí)差差異來壓制多次波。由于CMP道集地震同相軸經(jīng)過動(dòng)校正拉伸后，多次波同相軸近似為拋物線形態(tài)，所以，拋物線Radon變換能更有效的分離一次波與多次波。拋物線Radon變換，就是將線性Radon變換的積分路徑從t=τ+px變成t=τ+qx2。[2-4]

對(duì)于二維剖面u（x，t），其時(shí)間域拋物線Radon正變換定義為

v（q，τ）=u（x，t=τ+qx2） （2）

在實(shí)際處理中，對(duì)含多次波的地震剖面用公式（2）計(jì)算Radon域的正變換剖面，一次波在radon正變換域近似出現(xiàn)在q=0處，而多次波則出現(xiàn)在一定的q值處。在此剖面上將多次波選擇出來，再用原始數(shù)據(jù)減掉多次波，然后進(jìn)行radon反變換到x-t域，得到壓制多次波后的剖面，使得有效波不被損失。

在實(shí)際陸地資料處理中，首先利用逆散射級(jí)數(shù)法壓制近道的層間多次波，然后再采用高精度拉東變換法來壓制殘留的層間多次波，即可得到最優(yōu)化的多次波壓制效果。圖3和圖4是應(yīng)用逆散射級(jí)數(shù)與Radon變換聯(lián)合壓制的效果圖。圖3a是某工區(qū)原始速度譜，從譜中可以看出該工區(qū)深層存在較多的層間多次波。圖3b是應(yīng)用逆散射級(jí)數(shù)法壓制后的速度譜，多次波能量明顯減弱，但依然存在部分殘留，圖3c是在逆散射級(jí)數(shù)法之后再做radon變換法壓制后的速度譜，殘留的多次波明顯被壓制。圖4為聯(lián)合壓制前后疊加剖面，可以看出壓制前后大的波組特征保持不變，而層間多次波得到明顯壓制，使得波組特征更加清晰。

3 結(jié)論

多次波處理是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，任何一種壓制多次波的方法都不是萬能的，都有其長(zhǎng)處與局限性。因此根據(jù)地震資料中多次波的發(fā)育特點(diǎn)，在疊前數(shù)據(jù)中合理地組合多種方法壓制多次波，可起到取長(zhǎng)補(bǔ)短的作用。單獨(dú)使用一種方式壓制多次波都會(huì)存在優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)，在實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)資料的情況以及每種方法的適應(yīng)性及優(yōu)缺點(diǎn)，采取聯(lián)合壓制的方法可以有效地壓制層間多次波。逆散射級(jí)數(shù)法能有效壓制近道層間多次波，但遠(yuǎn)道的壓制能力較差；而Radon變換法對(duì)于速度差異較大的遠(yuǎn)道多次波分離壓制能力較強(qiáng)。本文提出的聯(lián)合逆散射級(jí)數(shù)法與Radon變換法壓制層間多次波的最優(yōu)化處理流程，使得層間多次波得到最佳的壓制效果，提高了資料的分辨率。

參考文獻(xiàn)：

[1]Weglein An inverse-scattering series method for attenuating multiples in seismic reflection data，1997，1975-1989.

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[4]劉喜武，劉洪，李幼銘.高分辨率Radon變換方法及其在地震信號(hào)處理中的應(yīng)用[J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2004，19（1）：8-15.