可控震源資料淺層成像方法研究

華小勇，吳江

（1.中石化石油工程地球物理公司武漢勘查公司， 湖北 潛江 433100）

（2.東方地球物理勘探公司大慶物探二公司， 吉林 松原 138000）

近年來，隨著砂巖型鈾礦勘查工作不斷深入發(fā)展，面臨的地質(zhì)問題越來越復(fù)雜，查明成礦砂體河道走向，查明研究區(qū)深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)和環(huán)境，以及評價研究區(qū)外圍隱伏礦體成為當(dāng)下鈾礦研究人員亟需解決的問題之一[1]。針對上述問題，礦產(chǎn)研究人員引入了石油領(lǐng)域的地球物理勘探方法，利用地震勘探技術(shù)較高的勘探精度和縱、橫向分辨率對砂巖型鈾礦進(jìn)行攻深找盲。地球勘探技術(shù)的運(yùn)用從上世紀(jì)70年代中期開始，進(jìn)入21世紀(jì)后開展了少量的二維地震勘探工作。為了更加精細(xì)地了解地下地層結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征及主要地質(zhì)體空間展布特征，2018年礦產(chǎn)研究人員在松遼盆地首次運(yùn)用了三維淺層地震勘探。本文通過對松遼盆地三維淺層資料進(jìn)行細(xì)致分析，找出該區(qū)淺層地震資料的資料品質(zhì)特點(diǎn)、干擾波特征，提出針對性的淺層地震資料處理方法，為后續(xù)鈾礦砂體的精細(xì)解釋打下堅實基礎(chǔ)。

1 淺層地震資料的特點(diǎn)和處理難點(diǎn)

工區(qū)采用可控震源施工，由于鈾礦勘探目的層較淺，埋深150-300m，采用了555-5-10-5-555的觀測形式，以保證淺層目的層的有效覆蓋次數(shù)。全區(qū)高程122-145m，相對平緩，近地表結(jié)構(gòu)較為簡單，由于沼澤、水泡子的影響局部區(qū)域存在較大的靜校正問題?？煽卣鹪床杉Y料淺層機(jī)械干擾和諧波干擾嚴(yán)重，面波和聲波干擾的能量也非常強(qiáng)，淺層近道基本被干擾所覆蓋。深層1.7s以下基本上所有道都被干擾影響[2]。

鈾礦勘探砂體解釋需要處理資料具有較高的分辨率，決定了本次資料處理與常規(guī)處理技術(shù)有一定的差別，它要求精度更高、更準(zhǔn)確。靜校正、疊前去噪、動校拉伸畸變切除是淺層處理技術(shù)的關(guān)鍵。

2 主要處理技術(shù)

2.1 靜校正技術(shù)

采用野外靜校正、約束層析反演靜校正和地表一致性剩余靜校正技術(shù)解決靜校正問題。通過野外靜校正基本解決長波長靜校正問題，運(yùn)用約束層析反演靜校正，通過表層微測井資料對近地表模型進(jìn)行約束反演，進(jìn)一步解決中、長波長靜校正問題，再采用三維地表一致性剩余靜校正，利用內(nèi)、外模型道相互結(jié)合的辦法，消除殘余的高頻靜校正量。與此同時，剩余靜校正的準(zhǔn)確度與疊加速度的準(zhǔn)確度是息息相關(guān)的，因此，把剩余靜校正和速度分析迭代進(jìn)行，最終將剩余靜校正量控制在一個采樣間隔內(nèi)。

2.2 疊前去噪技術(shù)

在做好靜校正的基礎(chǔ)上進(jìn)行，根據(jù)噪聲在不同域中有不同的體現(xiàn)方式[3]。如某種線性噪聲在炮域中呈現(xiàn)線性分布，而在共偏移距域中則呈隨機(jī)干擾分布。這樣，在不同域中，采取不同方法進(jìn)行去除；根據(jù)噪聲干擾的特點(diǎn)，采用分步、分域的去噪方法組合去噪，從而保證最終剖面的保真保幅。具體做法如下：

對于視速度穩(wěn)定的聲波，通過開取固定時窗，運(yùn)用線性速度340m/s對震源強(qiáng)聲波干擾進(jìn)行衰減。根據(jù)面波視速度低，頻率低，能量強(qiáng)，在空間上呈錐形分布的特點(diǎn)，采用錐形濾波提取出面波噪音，然后從原始記錄中減掉，正常記錄不做任何處理。然后用分頻異常振幅衰減去除剩余的大能量值。對頻率分布較集中的大值干擾，利用分頻異常振幅統(tǒng)計，基于振幅頻率統(tǒng)計的異常噪音衰減技術(shù)，針對淺層在不同時窗內(nèi)進(jìn)行振幅和頻率統(tǒng)計和壓制，可以取得好的效果，信號的保真性較好。地表一致性振幅補(bǔ)償前在炮集進(jìn)行一次異常振幅壓制，在地表一致性振幅補(bǔ)償后在CMP道集進(jìn)行一次異常振幅衰減，保證反褶積的處理效果。對于淺層折射，速度較高，為了保護(hù)有效波不被破壞，需要開時窗進(jìn)行噪音衰減。根據(jù)線性噪音速度和頻率特性，采用頻率空間域噪音衰減方法，首先將線性干擾從原始記錄中提取出來，在原始記錄中減掉噪音，使沒有噪音的部位不做任何域的轉(zhuǎn)換。圖1是精細(xì)疊前去噪前、去噪后疊加對比圖?？梢钥闯觯拭娴脑肼暤玫搅溯^好的壓制。

圖1 疊前噪聲去除前（上）后（下）疊加剖面

2.3 地表一致性子波處理

鈾礦勘探解釋要對淺層河床砂體進(jìn)行精細(xì)刻畫，并對砂體進(jìn)行細(xì)化分層，需要資料有很高的分辨率。在處理過程中，針對淺層目的層，首先通過地表一致性反褶積壓制地震記錄中的周期性干擾，消除地表條件對地震資料的影響，改善資料信噪比，較好地解決共炮點(diǎn)域和共檢波點(diǎn)域內(nèi)的耦合響應(yīng)差異問題，有效地壓縮子波，提高疊前數(shù)據(jù)時間分辨率，然后串聯(lián)使用預(yù)測反褶積，完成在炮域、接收點(diǎn)域、共偏移距域等多域的地表一致性預(yù)測，改善地震子波的一致性，同時壓縮地震子波，進(jìn)一步提高分辨率，資料主頻得到較大提高，頻寬得到拓展。

2.4 精確速度分析與動校畸變切除

速度分析是地震資料處理中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它的準(zhǔn)確與否對于目的層同相軸成像是否準(zhǔn)確和信噪比的高低有著重大影響[4]。鈾礦資料處理目的層深度約為150-300m，換算到時間域剖面上約為200-300ms左右。如此淺的地層的CMP道集存在著覆蓋次數(shù)低，近道噪聲干擾大，遠(yuǎn)道被折射波干擾等各種不利影響。針對本區(qū)的實際情況，我們通過先常速掃描方法大致確定淺層標(biāo)志層速度的大致范圍，然后再進(jìn)行針對目的層的速度的精細(xì)速度拾取，最后根據(jù)初疊后的剖面不斷進(jìn)行對比修正，得到了較為準(zhǔn)確的速度信息和高質(zhì)量的地震疊加剖面。

在速度準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上拉伸畸變切除是淺層資料處理中較為關(guān)鍵的一步，由于淺層資料受采集因素的影響較大，其入射角域反射角大于中深部資料，經(jīng)過動校正以后，動校正拉伸畸變非常嚴(yán)重，這種動校拉伸對于疊加有嚴(yán)重的影響，必須切除。而動校拉伸畸變切除不干凈會造成淺層資料頻率降低，切除太多則會使得淺層資料信噪比下降。由于淺層資料的覆蓋次數(shù)較低，對于著重于淺層資料保護(hù)的處理，動效切除應(yīng)十分精細(xì)。

圖2 精細(xì)速度分析前（上）后（下）剖面

圖2是經(jīng)過精細(xì)速度分析和動校拉伸畸變切除前后的疊加剖面，可以看出，精細(xì)速度分析前淺層同相軸明顯動校不足或過大，影響了同相疊加，通過精細(xì)速度分析及動校拉伸畸變切除后淺層成像得到了明顯改善，信噪比得到了較大提高。

3 處理效果

圖3是按本文所述方法進(jìn)行處理得到的最終處理剖面與原來處理的老剖面的對比圖。

圖3 最終處理剖面對比（上：老剖面，下：新剖面）

通過在處理過程中采用精細(xì)預(yù)處理、三維地表一致性振幅補(bǔ)償、層析靜校正、精細(xì)疊前去噪、三維地表一致性反褶積、精細(xì)速度分析，精細(xì)拉伸畸變切除、交互速度分析等手段，取得了較為理想的效果。使得處理的地震資料在品質(zhì)上較原剖面有較大幅度提高。目的層同相軸反射特征清楚，振幅變化特征明顯，便于砂體的識別和構(gòu)造解釋。

4 結(jié)束語

隨著地球物理勘探技術(shù)越來越多地運(yùn)用于砂巖型鈾礦勘探，淺層資料處理越來越重要，加深對淺層成像處理方法的研究，進(jìn)一步探索淺層靜校正、拉伸畸變切除、疊前去噪和成像的處理方法，同時加強(qiáng)與解釋人員的結(jié)合，加深對目標(biāo)區(qū)的地質(zhì)認(rèn)識，有針對性對資料進(jìn)行處理，提高資料品質(zhì)，為砂巖型鈾礦勘探的發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。

◆參考文獻(xiàn)

[1] 張立，龔立，肖敏. CXZB地區(qū)淺層地震資料處理實例[J].石油物探，2002，(4)：479-483.

[2] 張亞斌. 淺層地震資料處理方法[J].天然氣勘探與開發(fā)，2013，(3)：23-26.

[3] 王亞琪，常鎖亮，趙興，等. 淺層低信噪比地震數(shù)據(jù)處理方法研究與應(yīng)用[J].中國煤炭，2018，44(2)：37-40+67.

[4] 孫黨生，焦凱英，唐大榮，等. 低信噪比的淺層地震勘探數(shù)據(jù)處理技術(shù)[J].物探與化探，2004，(2)：164-166.