疊前時間偏移成像處理技術在焉耆盆地應用研究

馬秀國

(中國石化河南油田分公司石油物探技術研究院,河南南陽 473132）

疊前時間偏移成像處理技術在焉耆盆地應用研究

馬秀國

(中國石化河南油田分公司石油物探技術研究院,河南南陽 473132）

焉耆盆地地表條件及地下構造復雜,以往處理的剖面其連續性及信噪比較低,尤其成果剖面在偏移歸位、斷點、斷面的成像方面還有很大的欠缺,難以滿足構造解釋以及巖性解釋的需要,為此,開展了疊前時間偏移處理技術研究,在克希霍夫疊前時間偏移原理以及偏移速度模型精確建立方法基礎上,通過百分比偏移掃描速度,建立和優化了速度模型,討論了影響疊前時間偏移成像效果的因素。處理結果表明,該區二維疊前偏移剖面較二維常規疊后偏移剖面有明顯的改善。

疊前時間偏移;偏移速度;焉耆盆地

焉耆盆地位于新疆維吾爾自治區巴音郭楞蒙古自治州境內,是在南天山海西褶皺基底上發育起來的一個中新生代復合型盆地,經歷了印支、燕山中晚期和喜山期構造運動的強烈改造,構造極為復雜。由于原始單炮信噪比的差異過大對資料的處理帶來不利影響,并受地表激發和接收條件的限制,橫向速度變化較大,地質構造成像難,以往處理的剖面其連續性及信噪比較低,尤其成果剖面在偏移歸位、斷點、斷面的成像方面還有很大的欠缺,無法查明斷鼻斷塊的構造形態,造成地震解釋困難,難以滿足構造解釋以及巖性解釋的需要,為此開展了疊前時間偏移處理方法研究。

疊前時間偏移能適應縱橫向速度變化較大的情況,適用于大傾角的偏移成像[1]。疊前偏移是建立在對共反射點的非零炮檢距方程基礎上的,地層傾角導致的非零炮檢距不會對偏移結果產生影響,從而可提高偏移的成像精度。疊前時間偏移不需要劃分層位和拾取層速度,而是用在疊前偏移輸出的CRP道集上多次速度分析和疊前偏移多次迭代方法求取準確的偏移速度場,實現復雜地質體的正確成像。在焉耆二維地震資料處理中,應用克希霍夫疊前時間偏移處理技術,提高了成像精度,剖面斷層清楚,斷點可靠。

1 速度建模原理和方法

偏移速度模型決定了疊前時間偏移沿繞射曲面求和的軌跡,因此,建立精確的偏移速度模型是進行疊前時間偏移的關鍵。在當今偏移成像算法日趨完善的情況下,速度模型的正確與否或其精度的高低,直接影響著成像的質量,研究表明,速度模型誤差對偏移結果的影響遠大于偏移算法本身對偏移結果產生的誤差[2-3]。

疊前時間偏移速度分析是以成像質量最優作為判斷標準來對速度進行修正。其過程是利用常規速度譜數據建立初始速度模型,利用彎曲射線時間偏移得到時間域共成像點道集,再反動校正;基于該道集所作的速度譜及道集動校正在屏幕上交互拾取速度譜;重新建立速度模型,重新做疊前時間偏移,如此反復迭代多次達到修改速度模型的目的。速度拾取的正確與否是通過檢驗共成像點道集的有效反射波同相軸是否拉平來驗證,如果同相軸拉平,說明速度正確,該速度即可作為疊前時間偏移的最終速度模型。

在CGG處理系統中,主要采用以下步驟建立疊前時間偏移速度模型(圖1):

(1)初始速度模型的建立是在常規DMO道集所作的速度譜上拾取的均方根速度文件(均方根速度、t0數據對),然后對速度模型進行光滑修飾性處理。

(2)基于初始速度模型進行疊前時間偏移掃描,得到不同百分比速度的偏移剖面,根據剖面構造形態和信噪比在偏移剖面上進行沿層速度解釋。

(3)利用初始速度做疊前時間偏移掃描,得到反射點道集,對不同百分比速度的共反射點道集進行速度分析,依據有效反射波同相軸是否拉平來修正速度模型,通過疊代多次這個過程,得到最終速度模型。

圖1 速度模型建立流程

2 主要參數選取

2.1 偏移孔徑

影響偏移成像效果的主要因素之一是偏移孔徑,偏移孔徑過小,偏移剖面將損失陡傾角的同相軸;偏移孔徑過大,會降低低信噪比資料的偏移質量。因此,選擇合適的偏移孔徑較為重要。偏移孔徑由偏移歸位最大傾角、偏移層速度和目的層深度決定。通過對不同偏移歸位傾角掃描來確定不同時間目的層的角度,然后用最終偏移速度場進行脈沖算子偏移孔徑試驗,不同偏移距的孔徑會有所不同,即偏移距越大,孔徑也會有所變大,用公式表示:

其中 ,Z——底層深度;t——觀察時間;v——速度;MPA隨深度的增加而增加。

為了分析偏移孔徑對成像效果的影響,進行了不同參數試驗,根據公式計算和試驗結果,選用7 000m偏移孔徑效果較好。從脈沖響應來看,偏移參數合適,沒有假頻干擾,兩邊弧度對稱。

2.2 傾角掃描

傾角大小直接影響著剖面的斷面波歸位,在二維地震資料處理中,傾角就是偏移距剖面上的地質傾角。首先對疊加剖面進行傾角分析,然后測試50、55、60、65、70、75、85 幾個傾角參數 ,根據結果和處理要求,選擇從淺到深:100ms-85、500ms-75、1000ms-70、2000ms-65、3000ms-55 作為最終處理參數。

2.3 反假頻參數

假頻基本有三種:野外地震數據采樣不足造成的假頻,偏移成像后數據采樣不足造成的假頻,偏移算法造成的假頻。對于前面兩種假頻最有效的方法是加密采樣點。對偏移算法造成的假頻主要依靠合理選擇反假頻參數解決。反假頻參數直接影響著偏移剖面的頻率,頻率過高會造成高頻噪音和假頻現象的出現;過低會造成高頻成分損失,影響成像質量。假頻主要出現在剖面的淺層,因此,需要進行反假頻濾波處理。在偏移前使用帶通濾波,偏移時最高頻率限制到有效波的最高范圍,反假頻參數的選擇根據假頻計算公式確定。

偏移產生的假頻由如下公式確定:

式中,falias表示假頻;V0為假頻速度,通常取速度模型中最小的速度;dx為去假頻距離;θ為假頻帶與水平面的夾角;fmax為地震數據中最高頻率。

偏移算法造成的假頻,軟件本身有一些參數可以進行限制:反假頻距離、最大保留頻率。根據公式計算和該區資料頻率掃描試驗,80Hz以上頻率基本不需要保留,所以定最大偏移頻率為80Hz。

反假頻距離:反假頻距離與疊前道集網格的大小有關,過大會造成斷點模糊,同時剖面的視頻率過低,過小剖面假頻現象嚴重,造成剖面的信噪比過低,測試標明,反假頻距離等于最小道距效果最好,依據這個原則,并經對比驗證后,選擇50m作為最終處理參數。

3 處理效果

在分析疊前時間偏移成像原理與速度建模方法的基礎上,對焉耆二維維地震資料進行疊前時間偏移處理(圖2)。從圖上可以看出,疊前時間偏移成像較常規疊后時間偏移效果明顯,各主要目的層層次齊全,反射波組能量強,連續性好,波組特征清晰,偏移剖面歸位準確,構造特征主次分明,無偏移過量或不足現象;同相軸易于追蹤對比,地質現象清楚,斷裂位置、斷面走向及上下盤接觸關系比較清楚,處理效果有較大幅度地提高。

4 結論與認識

圖2 常規疊后偏移處理結果與疊前時間偏移結果比較

焉耆盆地地表條件及地下構造復雜,橫向速度變化大,疊前時間偏移比疊后時間偏移成像更準確,效果更佳;合理選擇處理參數,獲取較準確的初始偏移速度模型,是做好疊前偏移處理的前提和基礎;克希霍夫積分法,對大傾角和深層成像需要在很大的孔徑內進行一次運算,孔徑選擇不當會使偏移效果降低。

[1] 陳寶書.地震資料疊前偏移處理技術應用 [J].中國海上油氣,2001,15(5):361-364.

[2] 辛可鋒,王華忠,馬在田.一種高精度的偏移速度分析方法 [J].勘探地球物理進展,2002,25(3):20-26.

[3] 陸基孟.地震勘探原理(下冊)[M].山東:石油大學出版社,2004:134-150.

P631.443

A

1673-8217(2011)02-0039-03

2010-12-29;改回日期:2011-02-01

馬秀國,工程師,1968年生,現主要從事地震資料處理工作。

編輯:劉洪樹