條帶狀灰?guī)r出露區(qū)地震資料處理方法探討

齊中山

（中國石油化工股份有限公司勘探分公司，四川成都 610041）

南方山地條帶狀灰?guī)r出露的探區(qū)多，如鎮(zhèn)巴山前帶、齊岳山山前帶龍駒壩地區(qū)、涪陵地區(qū)，條帶狀灰?guī)r出露區(qū)常伴隨著復(fù)雜的地下構(gòu)造，地震資料得不到理想的處理結(jié)果。地震剖面的特點(diǎn)是高陡構(gòu)造頂部和翼部連續(xù)性差或串相位，構(gòu)造內(nèi)幕反射不清。本文通過實(shí)際資料處理和分析，找到造成這些現(xiàn)象的原因，探索了解決方法，實(shí)際資料處理效果明顯。

1 影響處理效果的原因分析

1.1 替換速度的影響

替換速度是靜校正處理的一個關(guān)鍵參數(shù)[1]，一般選取近地表高速層速度?；?guī)r出露區(qū)高速層速度（大于5 000 m/s）較砂巖區(qū)高速層速度（小于4 000 m/s）高，資料處理只能選取一個替換速度用于全區(qū)（圖1），圖1a中黃線所標(biāo)位置是一個典型的條帶狀灰?guī)r出露區(qū)，圖1b為采用4 000 m/s的替換速度進(jìn)行靜校正的疊加剖面，圖1c為采用5 500 m/s的替換速度進(jìn)行靜校正的疊加剖面。砂巖區(qū)采用4 000 m/s的替換速度，如紅框內(nèi)圖1b較圖1c同相軸連續(xù)；灰?guī)r區(qū)采用5 500 m/s的替換速度，如藍(lán)框內(nèi)圖1c較圖1b同相軸連續(xù)。如取砂巖區(qū)高速層速度，灰?guī)r出露區(qū)及過渡帶由于靜校正不準(zhǔn)，難以準(zhǔn)確疊加成像；如取灰?guī)r區(qū)高速層速度，砂巖出露區(qū)及過渡帶由于靜校正不準(zhǔn)，難以準(zhǔn)確疊加成像；如采取折中的辦法，砂巖區(qū)和灰?guī)r區(qū)均無法求準(zhǔn)靜校正量。

圖1 不同替換速度疊加剖面

1.2 各向異性的影響

各向異性是指介質(zhì)的某種屬性隨方向變化的性質(zhì)，地震勘探中的各向異性主要是指地層中傳播的地震波速度變化與其傳播方向的各向異性。條帶狀灰?guī)r出露情況下，各向異性突出，地下構(gòu)造高陡，地震采集采用的排列長度較長，加劇了各向異性[2]。在各向異性介質(zhì)條件下，應(yīng)用常規(guī)的各向同性成像理論進(jìn)行地震資料的處理將會產(chǎn)生誤差，影響處理效果。理論模型表明，低速圍巖中存在高速體時，時間域處理剖面下伏地層反射有上拉現(xiàn)象；反之，高速圍巖中存在低速體時，時間域處理剖面下伏地層反射有下拉現(xiàn)象；其原因是傳播時間與介質(zhì)速度成反比，地震波在高速體中傳播時間短，在低速體中傳播時間長。

地層為水平層狀各項(xiàng)同性介質(zhì)情況下，同一CMP中的地震道由于傳播路徑不同，產(chǎn)生的時差一般靠動校正能夠較好地消除；在橫向速度變化劇烈區(qū)，靠動校正難以消除，比如灰?guī)r出露區(qū)和砂巖–灰?guī)r過渡區(qū)的CMP道集，有些反射波穿越低速地層厚，穿越高速地層相對薄；有些反射波穿越低速地層薄或完全在高速度地層中傳播，雙曲線規(guī)律被破壞，導(dǎo)致同一CMP道集的同一反射波組動校正后有較大的時差，這種時差遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出動校正所能解決的范疇，即使高階動校正也難以解決，剩余靜校正更是無能為力，導(dǎo)致無法同相疊加。

圖2a為某條帶狀灰?guī)r出露區(qū)(構(gòu)造高部位)三維地震資料CMP動校正后道集，近炮檢距動校正后能夠校平，而遠(yuǎn)炮檢距卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有校平，圖2b~圖2e為不同炮檢距疊加結(jié)果。可以看出：0~2 000 m炮檢距疊加效果最好，隨著炮檢距增加，疊加效果變差（如紅框內(nèi)）。

圖 3為某條帶狀灰?guī)r出露區(qū)(構(gòu)造高部位)三維地震資料CMP動校正后道集，近炮檢距動校正后能夠校平，遠(yuǎn)炮檢距卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有校平。不同方位角資料疊加結(jié)果表明，0°~110°、170°~280°方位角資料疊加結(jié)果與110°~170°、290°~350°方位角資料疊加結(jié)果差異較大，前者較好而后者較差，全方位角資料疊加反而不如0°~110°、170°~280°方位角資料疊加結(jié)果（如紅圈內(nèi)）。

圖2 不同炮檢距疊加剖面

圖3 不同方位角疊加剖面

圖2 ~圖3反映的事實(shí)說明：不同炮檢距資料、不同方位角資料由于動校正后存在較大時差，無法實(shí)現(xiàn)同相疊加，沒有同相疊加的數(shù)據(jù)進(jìn)行疊后偏移處理得不到理想的成像結(jié)果；疊前時間偏移雖然采取先偏移后疊加的方式能夠?qū)崿F(xiàn)共反射點(diǎn)疊加，但疊前時間偏移主要應(yīng)用于地下橫向速度變化不太復(fù)雜的地區(qū)，當(dāng)速度存在劇烈的橫向變化時，疊前時間偏移不再具有適應(yīng)性[3]；疊前時間偏移后不同炮檢距資料、不同方位角資料仍然存在較大時差，仍然無法同相疊加。

2 處理方法探討

2.1 建立擬真地表浮動基準(zhǔn)面

雖然無法選取同時適合砂巖區(qū)和灰?guī)r區(qū)以及過渡帶的替換速度，但可以通過選取基準(zhǔn)面來減小替換速度的影響。為了最大限度地減小替換速度的影響，浮動基準(zhǔn)面應(yīng)盡量貼近地表，即采用擬真地表的相對比較光滑的浮動基準(zhǔn)面進(jìn)行處理。對于地表起伏劇烈的探區(qū)，靠平滑地表高程的方法建立浮動基準(zhǔn)面時，平滑半徑不宜過大。采用擬真地表浮動基準(zhǔn)面計(jì)算靜校正時，剝掉和充填的范圍大大減小，同時還可減少靜校正對地震反射波射線路徑的改造，使反射波時距曲線更具雙曲線特征，更加有利于疊加速度和偏移速度的拾取以及疊前偏移成像。

2.2 選道疊加處理

針對不同炮檢距資料、不同方位角資料動校正后存在較大時差、無法實(shí)現(xiàn)同相疊加的問題，常規(guī)做法是選擇能夠同相疊加的道或切除掉無法同相疊加的信息，剩余靜校正同樣需要如此進(jìn)行。圖4為選道剩余靜校正前后的疊加剖面，圖4a為進(jìn)行五次全炮檢距剩余靜校正后的疊加結(jié)果，構(gòu)造部位仍然無法同相疊加，圖4b為在圖4a基礎(chǔ)上選擇炮檢距0~2 000 m的道再進(jìn)行一次剩余靜校正后的疊加，疊加效果明顯改善。選擇能夠同相疊加的道疊加對純粹灰?guī)r出露區(qū)（對應(yīng)構(gòu)造頂部）比較容易，選炮檢距和方位角就可以實(shí)現(xiàn)，但砂巖–灰?guī)r過渡區(qū)能夠同相疊加的道規(guī)律性差，選擇能夠同相疊加的道難度很大，選擇炮檢距和方位角疊加會有一定效果，但仍然難以實(shí)現(xiàn)完全同相疊加，如圖2b。

圖4 選炮檢距剩余靜校正前后疊加效果對比

2.3 常規(guī)疊前深度偏移處理

疊前深度偏移避開了傳播時間，能適應(yīng)地下地質(zhì)構(gòu)造及速度的復(fù)雜變化[4]，能夠解決一部分各向異性問題，比疊后時間偏移和疊前時間偏移成像效果好。圖5a為選道（在1 100~1 700，2 900~3 500方位角上去掉炮檢距2 500 m~7 175 m的道）疊加后的時間偏移剖面，構(gòu)造頂部成像問題不大，構(gòu)造翼部存在成像差、串相位現(xiàn)象；圖5b為疊前深度偏移選道（在1 100~1 700，2 900~3 500方位角上去掉炮檢距大于6 000 m~7 175 m的道）疊加剖面；所選的炮檢距較前者范圍大得多，但成像效果卻明顯比疊后時間偏移成像效果好（如紅箭頭所指位置），然而疊前深度偏移并沒有完全消除各向異性問題，如圖5b中藍(lán)箭頭所指位置。

圖5 疊后時間偏移（a）與疊前深度偏移(b)對比

2.4 各向異性疊前深度偏移處理

選道疊加和常規(guī)疊前深度偏移具有一定的效果，但畢竟沒有完全利用地震反射信息，是對地震采集資料的極大浪費(fèi)，況且不能真正消除各向異性問題，進(jìn)行各向異性疊前深度偏移是解決各向異性問題的最有效途徑[5-8]。目前用于生產(chǎn)中的各向異性假設(shè)有兩種--VTI和TTI各向異性介質(zhì)，VTI介質(zhì)與TTI介質(zhì)的差異表現(xiàn)為：VTI介質(zhì)的地層是水平的，TTI介質(zhì)的地層是傾斜的。條帶狀灰?guī)r出露區(qū)構(gòu)造高陡屬TTI各向異性問題，適用于TTI各向異性疊前深度偏移。圖6b為擬真地表TTI各向異性Kirchhoff疊前深度偏移（轉(zhuǎn)時間域）剖面，紅圈區(qū)域較圖6a的擬真地表Kirchhoff疊前深度偏移（轉(zhuǎn)時間域）剖面成像效果好，較好解決了各向異性問題。

圖6 常規(guī)疊前深度偏移與TTI各向異性疊前深度偏移效果對比

3 結(jié)論與認(rèn)識

（1）條帶狀灰?guī)r出露區(qū)替換速度的影響不可忽視，所選替換速度無法同時滿足砂巖區(qū)和灰?guī)r區(qū)，為了減小替換速度的影響，浮動基準(zhǔn)面應(yīng)盡量貼近地表，采用擬真地表浮動基準(zhǔn)面進(jìn)行處理。

（2）在條帶狀灰?guī)r出露區(qū)，存在嚴(yán)重的各向異性問題。時間域處理難以實(shí)現(xiàn)同相疊加，選道疊加或切除掉無法同相疊加的信息，能夠一定程度提高疊加效果，但造成覆蓋次數(shù)大大下降，是對地震采集信息的極大浪費(fèi)。常規(guī)疊前深度偏移處理能夠解決大部分各向異性問題，但并不能完全解決各向異性問題。各向異性疊前深度偏移能夠較好實(shí)現(xiàn)這類地區(qū)的準(zhǔn)確成像。

[1] 蘇貴仕，丁成震. 替換速度和疊加速度對地震數(shù)據(jù)處理效果的影響[J]. 石油地球物理勘探，2009，44（增1）：63–66．

[2] 劉茂誠. 一個各向異性速度分析應(yīng)用實(shí)例[J]. 石油地球物理勘探，2010，45（4）：525–529.

[3] 王棣，王華忠，馬在田，等. 疊前時間偏移方法綜述[J].勘探地球物理進(jìn)展，2004，27（5）：313–320.

[4] 劉素芹, 何旭莉, 何潮觀, 等. 疊前深度偏移及應(yīng)用研究[J]. 西南石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)， 2009，31（4）：35–38.

[5] 杜百靈. 各向異性克?；舴虔B前深度偏移及其應(yīng)用研究[D]. 北京：中國地質(zhì)大學(xué)（北京）碩士學(xué)位論文， 2011.

[6] 趙玲芝，王克斌，戴曉云. VTI各向異性疊前深度偏移技術(shù)應(yīng)用研究[J]. 石油物探，2011，50（2）：201–205.

[7] BAYSAL E，KOSLOFF D，SHERWPPD J W C．Reverse time migration[J]. Geophysics，1989，20（54）：718–729．

[8] 謝會文，吳超，徐振平，等． TTI各向異性疊前深度偏移在高陡構(gòu)造區(qū)應(yīng)用[J]. 物探化探計(jì)算技術(shù)，2013，35（4）：399–403.