復(fù)雜地表?xiàng)l件下二維地震資料連片處理技術(shù)
——以敦煌盆地地震資料處理為例

畢彩芹，林中凱，胡志方，王磊，曹力偉，田亞

（1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心，北京 100029；2.中國(guó)石化勝利油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院西部分院，山東 東營(yíng) 257000；

3.中國(guó)石化勝利油田分公司物探研究院，山東 東營(yíng) 257022）

復(fù)雜地表?xiàng)l件下二維地震資料連片處理技術(shù)
——以敦煌盆地地震資料處理為例

畢彩芹1，林中凱2，胡志方1，王磊3，曹力偉2，田亞1

（1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心，北京 100029；2.中國(guó)石化勝利油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院西部分院，山東 東營(yíng) 257000；

3.中國(guó)石化勝利油田分公司物探研究院，山東 東營(yíng) 257022）

受復(fù)雜構(gòu)造活動(dòng)的影響，敦煌盆地內(nèi)地貌特征較為復(fù)雜，地形高差大，近地表速度橫向變化快；環(huán)境噪音類(lèi)型多，地下地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。研究區(qū)內(nèi)地震資料比較少，且分屬多批次進(jìn)行采集，資料分布范圍廣，激發(fā)方式和接收方式存在較大差異，給地震資料的處理和成像帶來(lái)了許多困難。為了解決上述各種問(wèn)題，在借鑒前人處理方法的基礎(chǔ)上，通過(guò)資料的分析，利用復(fù)雜近地表校正技術(shù)、多域復(fù)合去噪技術(shù)、一致性處理技術(shù)和精確速度建模成像技術(shù)，探索建立了一套適用該區(qū)地震資料處理的方法和關(guān)鍵技術(shù)。

復(fù)雜地表?xiàng)l件；地震資料處理；靜校正；去噪；一致性處理；精確成像；敦煌盆地

0 引言

敦煌盆地位于河西走廊西段，地處甘肅、青海、新疆三省的交匯處，大地構(gòu)造歸屬塔里木板塊上的阿爾金-敦煌地塊，面積約8.5×104km2。盆地以山地、軟戈壁、沙漠、風(fēng)蝕殘丘、濕地、山前沖溝、灌木林和農(nóng)田等地貌為主，地表起伏較大，相對(duì)高差超過(guò)300 m，最大高程差2 000 m，同時(shí)具有較大的近地表速度差異，是典型的復(fù)雜地表區(qū)。地震資料采集難度大，高品質(zhì)資料可得性差。區(qū)內(nèi)存在公路、工業(yè)用電、工廠等眾多干擾源，資料信噪比較低。本次處理的二維地震資料，是多家單位分別于1996年、2003年、2011年采集的，總計(jì)有37條3 088.2 km，稀疏地分布于整個(gè)盆地內(nèi)，采集參數(shù)存在較大差異，資料相似度低，進(jìn)一步增加了資料處理難度。盡管地震資料處理自1977年以來(lái)已經(jīng)形成了一套較為完整的處理流程［1］，在復(fù)雜地表地震資料處理方面也探索出了許多有效的處理技術(shù)和方法［2-25］，但既要解決地形地貌復(fù)雜、近地表速度變化大的問(wèn)題，又要排除多種干擾波的影響，此外還需要考慮分布于大范圍內(nèi)不同時(shí)期采集的二維地震資料連片問(wèn)題，處理工作仍然面臨較大的挑戰(zhàn)。

為了解決敦煌盆地地形高差變化大、近地表速度變化劇烈、地下構(gòu)造復(fù)雜、資料噪音多、資料分布廣、一致性差等問(wèn)題，通過(guò)資料的初步分析，筆者認(rèn)為關(guān)鍵是找到一組 （或多組）能解決本地區(qū)實(shí)際問(wèn)題的處理方法，建立一套合理適應(yīng)本地區(qū)資料特點(diǎn)的處理流程。為此，在借鑒敦煌庫(kù)姆塔克、塔里木、準(zhǔn)葛爾、松遼等盆地或地區(qū)地震資料處理的基礎(chǔ)上［2-3，5-14，21，23，25］，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心組織多家單位對(duì)敦煌盆地已有地震資料的處理進(jìn)行了攻關(guān)，通過(guò)地質(zhì)與物探、處理與解釋人員的緊密結(jié)合，綜合應(yīng)用復(fù)雜近地表校正技術(shù)、多域復(fù)合去噪技術(shù)、一致性處理技術(shù)和精確速度建模成像技術(shù)，取得了較好的處理效果。

1 處理流程和關(guān)鍵技術(shù)的確定

敦煌盆地形成于三疊紀(jì)和晚侏羅世—早白堊世青藏高原2次重大的碰撞造山之間的松弛拉張期［15］，在松弛拉張期結(jié)束后，盆地繼續(xù)受到周邊板塊活動(dòng)的影響，形成了復(fù)雜的構(gòu)造格局，并主要受南部阿爾金斷層和中部的三危山斷層控制，形成了南北分帶、東西分塊的地下構(gòu)造格局［16-17］?？紤]到盆地的復(fù)雜地表?xiàng)l件形成的復(fù)雜近地表速度，及多種噪音干擾源，還有不同期次、不同年代、不同設(shè)備采集的地震資料的差異性，最終確定了地震資料處理流程（見(jiàn)圖1）。

在細(xì)致分析資料品質(zhì)以及工區(qū)的地表、地下地質(zhì)情況的基礎(chǔ)上，通過(guò)處理、地質(zhì)和解釋人員密切配合，針對(duì)需要解決的地質(zhì)任務(wù)和資料存在問(wèn)題，從觀測(cè)系統(tǒng)參數(shù)、近地表因素、能量、頻率一致性、信噪比等方面展開(kāi)分析，重點(diǎn)運(yùn)用聯(lián)合靜校正技術(shù)，有效消除了地表高程變化及低降速帶厚度變化帶來(lái)的長(zhǎng)、短波長(zhǎng)校正量問(wèn)題。在保幅的基礎(chǔ)上進(jìn)行一致性處理技術(shù)，消除單炮間由于地表?xiàng)l件引起的頻率、振幅上的差異。在保真的基礎(chǔ)上，消除新老資料的閉合差，保證標(biāo)準(zhǔn)反射層的連續(xù)追蹤。針對(duì)單炮中的各種干擾波，城區(qū)噪音等，采用有針對(duì)性的去噪方法，采用多域復(fù)合去噪技術(shù)，有效去除各種噪音。選擇合適的偏移方法，建立精確的成像速度場(chǎng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)資料的準(zhǔn)確偏移歸位。同時(shí)，根據(jù)不同處理模塊、方法在處理過(guò)程產(chǎn)生的響應(yīng)，確定出復(fù)雜地表地區(qū)地震資料處理的關(guān)鍵技術(shù)（見(jiàn)圖1紅框）。

圖1 復(fù)雜地區(qū)地震資料處理流程

2 關(guān)鍵處理技術(shù)

對(duì)于多數(shù)地震資料來(lái)說(shuō)，處理流程大同小異，但不同資料采集環(huán)境下的問(wèn)題本質(zhì)不同，起主要作用的主導(dǎo)模塊和關(guān)鍵技術(shù)也有差別［1-7］。通過(guò)對(duì)敦煌地區(qū)地震資料存在的各種問(wèn)題的分析，確定的主導(dǎo)性模塊和關(guān)鍵技術(shù)見(jiàn)表1。

表1 復(fù)雜地表?xiàng)l件下二維地震資料處理的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 近地表靜校正技術(shù)

敦煌盆地地表?xiàng)l件復(fù)雜，產(chǎn)生了嚴(yán)重的靜校正問(wèn)題。為此，首先通過(guò)人工校正保證了初至拾取的采用精度，然后采用Tomodel層析反演軟件，運(yùn)用小網(wǎng)格進(jìn)行層析反演，加大迭代的次數(shù)，保證了層析反演的精度。層析靜校正利用塊狀體建模，允許地形劇烈起伏、速度橫向變化或反轉(zhuǎn)，克服了通常折射波校正的限制，獲取了準(zhǔn)確度較高的近地表模型［12，18-29］。

在完成長(zhǎng)波長(zhǎng)校正量校正后，繼續(xù)采用地表一致性剩余靜校正、反射波剩余靜校正等方法，通過(guò)校正、壓噪、速度分析的循環(huán)迭代，逐次逼近，資料明顯改善，連續(xù)性得到了增強(qiáng)（見(jiàn)圖2）。

圖2 層析靜校正前后的疊加剖面對(duì)比

2.2 多域復(fù)合去噪技術(shù)

隨著工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工作區(qū)環(huán)境日趨復(fù)雜，存在多種類(lèi)型的噪音，如面波、線性波、脈沖噪音和強(qiáng)振幅噪音等，需要采用有針對(duì)性的處理方法在不同領(lǐng)域里去噪［7-10，12，20-23］。敦煌資料的處理表明，采用了FX域區(qū)域約束相干噪音衰減（FXCNS）、多域逐級(jí)迭代、振幅能量時(shí)窗和閥值設(shè)置、多次波精細(xì)切除和Radon變換去多次等方法，對(duì)規(guī)則噪音（如面波、線性波和工業(yè)電干擾等）和異常噪音（如強(qiáng)振幅、多次波等）具有較好的處理效果。不同噪音的去噪處理方法見(jiàn)表2。

表2 針對(duì)性去噪方法

本區(qū)的重點(diǎn)是多次波的去除，在速度分析時(shí)避開(kāi)多次波，使其疊加能量盡量減弱，這樣既可以部分地壓制多次波，又可以保證動(dòng)校后的道集上多次波與有效波存在一定的時(shí)差，為下一步去除多次打下基礎(chǔ)。對(duì)于全程多次波，可以通過(guò)精細(xì)的切除技術(shù)，消除多次波帶的影響。利用高精度的Radon變換去除多次波方法，可以在去除多次波的同時(shí)，盡可能地減少對(duì)有效波的損害。經(jīng)過(guò)此步處理，多次波得到了較好的壓制，收到了較為理想的應(yīng)用效果，多次波切除效果見(jiàn)圖3。

圖3 DH03某線多域復(fù)合去噪前后的疊加剖面

2.3 一致性處理技術(shù)

由于激發(fā)和接收條件的差異，原始資料的能量、頻率、相位都存在較大差異，需要進(jìn)行一致性處理［24］。能量一致性處理，主要采用了球面擴(kuò)散補(bǔ)償處理技術(shù)和地表一致性振幅補(bǔ)償處理技術(shù)。頻率一致性處理，采用了地表一致性反褶積處理技術(shù)。相位一致性處理，先從所有班報(bào)中統(tǒng)計(jì)出炸藥震源的炮點(diǎn)、樁號(hào)，確定炸藥震源的相位差，用相位校正技術(shù)，消除二者之間的相位差。通過(guò)一致性處理，消除了不同期次、不同采集方法之間的能量、頻率、相位差異，為后續(xù)處理進(jìn)行了準(zhǔn)備（見(jiàn)圖4）。

2.4 精確速度模型建立

在剔除了高程和近地表因素的影響后，速度就成為精確成像最重要的因素［5-7，23］。為了獲得可靠準(zhǔn)確的速度信息，敦煌盆地二維地震資料的處理主要采用了3種方法。

圖4 地表一致性振幅補(bǔ)償?shù)膯闻谟涗?/p>

1）精選速度。結(jié)合速度點(diǎn)的速度掃描、頻率掃描資料，從速度扇、道集、疊加段精選速度。

2）分階段多次疊加速度分析。原始資料加道頭速度分析，CMP間隔1 000 m；反褶積后速度分析，CMP間隔500 m；全區(qū)剩余靜校正處理進(jìn)行3次速度分析，CMP間隔500 m。多次的速度分析保證了疊加速度準(zhǔn)確性。

3）速度加密。對(duì)構(gòu)造變化大的地區(qū)進(jìn)行速度點(diǎn)加密，使速度與地下構(gòu)造更加吻合。

通過(guò)速度選取、疊加速度分析和速度加密，最終得到了準(zhǔn)確合理的速度模型，優(yōu)化后的速度模型與地震數(shù)據(jù)有好的對(duì)應(yīng)性（見(jiàn)圖5），確保疊加成像的準(zhǔn)確性。

圖5 某測(cè)線地震剖面速度模型

2.5 剩余靜校正技術(shù)

對(duì)于高頻剩余靜校正量，采用高精度速度分析及精細(xì)動(dòng)校正拉伸切除，確保求取剩余靜校正的CMP道集有較高的信噪比。為不產(chǎn)生假象，采用外部模型道約束的地表一致性剩余靜校正技術(shù)，消除大部分剩余靜校正量，提高再一次速度分析精度。其次，采用內(nèi)部模型道地表一致性剩余靜校正方法，消除局部高頻剩余靜校正量［11，19，25］。

2.6 偏移速度場(chǎng)及疊后時(shí)間偏移

針對(duì)本區(qū)資料特點(diǎn)，先后進(jìn)行了F-X偏移、TX偏移、疊前時(shí)間偏移等多種偏移方法試驗(yàn)，最終采用F-X偏移方法進(jìn)行偏移，并對(duì)速度場(chǎng)精細(xì)調(diào)整，保證偏移速度場(chǎng)的質(zhì)量。偏移反射層歸位合理，斷層清楚，斷點(diǎn)清晰，背景干凈。

3 處理效果分析

通過(guò)應(yīng)用以上技術(shù)進(jìn)行重新處理，較好地解決了靜校正問(wèn)題，提高了剖面的信噪比。處理后的二維地震資料品質(zhì)明顯提高，全區(qū)地質(zhì)現(xiàn)象清楚，地層接觸關(guān)系明顯，偏移歸位準(zhǔn)確。目的層侏羅系及以上地層成像質(zhì)量得到了明顯改善，具有地層齊全、同向軸連續(xù)性好、波組特征清楚等特點(diǎn)（見(jiàn)圖6）。

圖6 敦煌盆地DH03某測(cè)線最終疊加剖面效果對(duì)比

4 結(jié)束語(yǔ)

在復(fù)雜地表地區(qū)的地震資料處理中，確定合理的處理流程，采用準(zhǔn)確的處理模塊和技術(shù)方法是實(shí)現(xiàn)資料保真、成像清晰的關(guān)鍵。敦煌盆地三期二維地震資料的聯(lián)合處理研究得出，近地表靜校正處理是敦煌盆地地震資料處理的基礎(chǔ)，提高信噪比是整個(gè)資料處理的核心問(wèn)題。采用一致性處理技術(shù)，消除不同年代、不同激發(fā)條件和接收條件下地震資料的能量、頻率和相位差異，為后續(xù)處理獲取高品質(zhì)資料奠定了重要基礎(chǔ)。建立準(zhǔn)確的、高精度的速度場(chǎng)，則是資料精確成像的重要保證。

致謝 本文的編寫(xiě)得到了中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心、中國(guó)石化勝利油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院等單位的大力支持，在此表示衷心的感謝。

［1］ZHOU H W.Practical seismic data analysis［M］.United Kingdom：Cambridge University Press，2014：8-10.

［2］ZHU X S，RUI G，QIU S L，et al.Static corrections methods in the processing of deep reflection seismic data ［J］.Journal of Earth Science，2014，25（2）：299-318.

［3］鄧志文，魏修成，劉貴增.敦煌盆地庫(kù)姆塔格沙漠靜校正方法［J］.石油地球物理勘探，1998，33（3）：399-406.

［4］熊翥.中國(guó)西部地區(qū)物探工作的思考［J］.石油地球物理勘探，2000，35（2）：3-4.

［5］劉建紅，孟小紅，李合群.西部山地復(fù)雜地震資料處理技術(shù)研究［J］.地球物理學(xué)進(jìn)展，2008，23（3）：859-863.

［6］何新貞，尚新民，王常波，等.復(fù)雜地表及地下地質(zhì)條件下地震資料處理中的若干重要環(huán)節(jié)［J］.物探與化探，2004，28（5）：453-456.

［7］張亞斌，杜賢，孔劍冰，等.復(fù)雜山地低信噪比地震資料處理方法［J］.物探與化探，2005，29（1）：34-36.

［8］張亞斌.復(fù)雜地表?xiàng)l件下二維地震資料拼接處理技術(shù)［J］.吐哈油氣，2009，14（2）：101-103.

［9］李慶忠.關(guān)于低信噪比地震資料的基本概念和質(zhì)量改正方向［J］.石油地球物理勘探，1986，21（4）：343-352.

［10］馬義忠，于更新，符力耘.復(fù)雜地表低信噪比地震數(shù)據(jù)處理研究［J］.地球物理學(xué)進(jìn)展，2008，23（6）：1849-1858.

［11］屈智華，葉秋焱，劉旺.中國(guó)西部復(fù)雜地區(qū)地震資料處理［J］.物探與化探，2000，24（1）：43-50.

［12］李中元，鄔達(dá)理，蔡倆，等.MD復(fù)雜山地低信噪比地震資料處理技術(shù)［J］.石油物探，2011，50（6）：595-599.

［13］陳可洋，吳清嶺，李來(lái)林，等.松遼盆地三維地震資料連片處理關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用效果［J］.巖性油氣藏，2012，24（2）：87-91.

［14］郭丹丹.復(fù)雜地表與地質(zhì)地震資料處理技術(shù)研究與應(yīng)用綜述［J］.科技廣場(chǎng)，2011（3）：198-201.

［15］靳久強(qiáng)，趙文智，薛良清.中國(guó)西北地區(qū)侏羅紀(jì)原型盆地與演化特征［J］.地質(zhì)論評(píng)，1999，45（1）：92-104.

［16］何志亮，高山林，鄭孟林.中國(guó)西北地區(qū)沉積盆地發(fā)育的區(qū)域構(gòu)造格局與演化［J］.地學(xué)前緣，2015，22（3）：227-240.

［17］蔡利飄，林中凱，羅婷婷.敦煌盆地地質(zhì)構(gòu)造演化特征淺析［J］.中國(guó)化工貿(mào)易，2012，4（1）：160-161.

［18］楊紅霞，高林.復(fù)雜地表地區(qū)地震勘探靜校正方法應(yīng)用研究［J］.世界地質(zhì)，2002，21（3）：293-299.

［19］林依華，張中杰，尹成，等.復(fù)雜地形條件下靜校正的綜合尋優(yōu)［J］.地球物理學(xué)報(bào)，2003，46（1）：101-106.

［20］張軍華，呂寧，田連玉，等.地震資料去噪方法技術(shù)綜合評(píng)述［J］.地球物理學(xué)進(jìn)展，2006，20（2）：546-553.

［21］張亞斌.焉耆盆地低信噪比地震資料處理方法［J］.石油物探，2004，43（2）：185-187.

［22］覃天，王彥春，凌勛.準(zhǔn)噶爾盆地低信噪比地震資料處理方法［J］.石油物探，2005，44（6）：593-597.

［23］胡自多，呂錫敏，王建華.庫(kù)車(chē)地區(qū)高陡構(gòu)造低信噪比資料處理方法研究［J］.石油地球物理勘探，2002（增刊1）：108-117.

［24］任麗丹，劉軍，沙旭光，等.塔中卡1地區(qū)良里塔格組儲(chǔ)層地震響應(yīng)及預(yù)測(cè)［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2016，38（增刊1）：272-277.

［25］彭真明，韓燕君.遺傳算法及其在剩余靜校正中的應(yīng)用［J］.斷塊油氣田，1998，5（1）：5-8，32.

［26］李生杰，施行覺(jué)，鄭鴻明，等.復(fù)雜地表?xiàng)l件反射振幅一致性校正［J］.地球物理學(xué)報(bào)，2002，45（6）：862-869.

［27］銀燕慧，陳君，魏會(huì)君.層析反演靜校正技術(shù)在寧夏YL地區(qū)地震資料處理中的應(yīng)用［J］.斷塊油氣田，2006，13（2）：26-28.

［28］賴生華，柳偉明，趙永剛，等.利用地震信息研究沉積體系平面分布特征：以鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)探區(qū)高家河三維區(qū)盒八段為例［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2017，39（2）：272-277.

［29］范旭．準(zhǔn)噶爾盆地南緣復(fù)雜山地地震資料處理技術(shù)和效果［J］.石油物探，2002，41（增刊1）：313-318.

（編輯 楊會(huì)朋）

Techniques on splicing 2D seismic data processing in complex surface area:taking Dunhuang Basin in western China as an example

BI Caiqin1,LIN Zhongkai2,HU Zhifang1,WANG Lei3,CAO Liwei2,TIAN Ya1
(1.Oil&Gas Survey,China Geological Survey,Beijing 100029,China;2.Western Branch of Research Institute of Exploration and Development,Shengli Oilfield Company,SINOPEC,Dongying 257000,China;3.Geophysical Research Institute,Shengli Oilfield Company,SINOPEC,Dongying 257022,China)

With the influences of complicated tectonic activities,some complex geological features are formed in Dunhuang Basin, which include large elevation differences,rapidly varied near-surface velocities,complicated environmental noises,and intricate subsurface geometries.Besides these features,all of the 2D seismic data were acquired in three batches and sporadically distributed in the whole Dunhuang Basin with different shooting and receiving parameters,causing some big obstacles in the data processing and imaging.In order to get better processing effects,the raw seismic data and the references of previous processing methods in similar surface areas were analyzed,and a systematic processing flow and some key techniques were established by the way of near-surface static correction,devolution,multi-domain noise attenuation,consistency,and accurate imaging,etc.These techniques are useful for future seismic data acquisition and processing in Dunhuang Basin.

complex surface area;seismic data processing;static correction;noise attenuation;consistency processing;accurate imaging;Dunhuang Basin

國(guó)土資源部中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目“甘肅敦煌盆地油氣基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查”（12120115002901）

TE132.1+4；P631

A

10.6056/dkyqt201703011

2016-09-10；改回日期：2017-03-07。

畢彩芹，女，1972年生，高級(jí)工程師，碩士，1998年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（北京）煤田油氣田地質(zhì)與勘探專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)主要從事油氣、煤層氣地質(zhì)調(diào)查與研究工作。E-mail：1335650206@qq.com。

畢彩芹，林中凱，胡志方，等.復(fù)雜地表?xiàng)l件下二維地震資料連片處理技術(shù)：以敦煌盆地地震資料處理為例［J］.斷塊油氣田，2017，24（3）：346-350.

BI Caiqin，LIN Zhongkai，HU Zhifang，et al.Techniques on splicing 2D seismic data processing in complex surface area:taking Dunhuang Basin in western China as an example［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2017，24（3）：346-350.