復雜地表山地地震資料拼接處理方法研究

呂亞亮

(中國石化河南油田分公司石油物探技術研究院，河南鄭州 450046)

復雜地表山地地震資料拼接處理方法研究

呂亞亮

(中國石化河南油田分公司石油物探技術研究院，河南鄭州 450046)

為了提高復雜地表山地地震資料采集的質量,經常選用炸藥震源和可控震源聯(lián)合激發(fā)的工作方式，但兩種震源激發(fā)得到的數據在能量、頻率、波組特征等方面均有相當大的差異,為此，總結出了適合此類資料拼接處理的靜校正方法，通過相位校正﹑能量校正﹑地表一致性預測反褶積、子波整形技術完成了兩種震源的拼接處理，取得了明顯效果。

山地地震；地震震源；能量校正；靜校正；拼接處理

在復雜地表山地地震資料的采集上，由于采用炸藥震源和可控震源聯(lián)合激發(fā)，得到的數據在能量、頻率、波組特征等方面均有相當大的差異，在后期資料處理中如何把幾種震源激發(fā)的數據進行無縫連接取得滿意的處理效果,給資料處理人員提出了一個新的課題，為此，針對此類資料的拼接處理，需要開展處理技術攻關與研究。

1 資料分析

復雜地表條件的變化使得地震子波在空間上發(fā)生變化。如圖1所示，由于采用炸藥震源和可控震源兩種方式激發(fā)，得到的數據在能量、頻率、波組特征等方面均有相當大的差異, 兩者相比而言，炸藥震源低頻信息相對豐富。

圖1 炸藥震源(左)和可控振源(右)單炮記錄

2 處理技術

2.1 子波相位校正

不同震源激發(fā)的子波不同，可控震源地震數據子波是零相位的，而炸藥震源數據子波是最小相位的[1]，在后續(xù)資料處理中，反褶積要求子波是最小相位，因此，首先要將可控震源子波相位進行校正，轉化為最小相位信號，通常選擇采用相位校正技術來解決此問題。首先，求得兩種震源子波的相位差，然后將可控震源相位向炸藥震源相位靠攏。從圖2所示的某測線子波相位掃描圖中可以看到，可控振源(圖2b)相位與炸藥震源子波(圖2a)相位相差90°，將可控震源數據子波相位旋轉90°，解決了炸藥震源與可控震源相位的不一致問題。從圖3和圖4可以看出：相位校正后，兩震源的相位趨于一致，在拼接點處基本解決了由于相位不一致引起的時差問題。

2.2 能量校正

由于地表條件差異比較大，不同激發(fā)條件和不同接收條件使地震記錄的振幅、頻率等差別較大，這種差別直接影響疊加剖面的信噪比和分辨率。為了消除地震波在傳播過程中波前擴散和吸收因素的影響，使地震波振幅更好地反映地下巖性變化的特點，要根據地震波在傳播過程中的能量變化確定補償因子，進行球面擴散補償。通過球面擴散補償解決了縱向上能量不均衡的問題。再利用統(tǒng)計的方法求取各炮點、各檢波點及不同偏移距的地震記錄的統(tǒng)計能量，然后求出各道的振幅補償因子加以補償。具體方法如下：①在給定的時窗內計算各道的自相關函數;②求取非零時移相關平均振幅;③分別求檢波點、炮點、共偏移距振幅統(tǒng)計能量;④求出各道的振幅補償因子。

圖2 子波相位掃描結果

圖3 可控振源子波相位校正前疊加剖面

圖4 可控振源子波相位校正后疊加剖面

球面擴散補償后，在共炮點、共檢波點和共炮檢距上統(tǒng)計信號的能量，采用統(tǒng)計平均的方法，消除野外采集過程中，由于激發(fā)和接收因素不一致造成的炮與炮之間、同一炮內道與道之間的振幅能量不一致問題，通過地表一致性振幅補償解決橫向上能量不均衡的問題。

以上是常規(guī)振幅補償的處理方法，但是在不同震源混合激發(fā)資料的處理中，需要在常規(guī)振幅補償以前進行一個能量校正，從疊加剖面(圖5)上看，兩震源采集的數據的能量差異較大，不在一個能量級別上。為此，在做完球面擴散補償后，求出同一位置兩震源單炮的能量差。再對能量強的可控振源進行能量常數衰減，當兩震源單炮的能量在一個數量級時，再進行地表一致性振幅補償，消除兩震源單炮之間的能量差異。此技術的關鍵在于求取振幅匹配系數，具體做法是：首先分別對不同震源數據做疊加，用DYNQU計算振幅匹配系數，給定一個振幅均衡級別(比如5000)，DYNQU作業(yè)運行完后，作業(yè)列表中會有一個COEF 系數，兩個數據體間有一個等式：A1×C1=A2×C2=5000；A1為數據體1的振幅,C1為數據體1的系數，假設：將數據體2向數據體1靠，根據A1×C1=A2×C2=5000這個公式，對公式，對數據體2乘一個系數 ( C2/C1 ) ，這里需要注意的是如果系數太大，需要多次疊加。

圖5 能量校正前后疊加剖面對比

2.3 地表一致性反褶積處理

在進行完相位校正和能量級別校正以后，可以進行振幅補償與地表一致性反褶積處理，從圖6上看，在進行完地表一致性反褶積處理以后，子波在橫向上仍然存在著較大的差異，原因在于以Robinson褶積模型為基礎的反褶積處理是目前提高地震分辨率的主要手段。在褶積模型中，均假定：①地震子波是最小相位且時間不變；②反射系數是白噪；③地震記錄不含噪聲。目前常用的地表一致性反褶積，其主要目標是校正子波的振幅譜，并不是著重于展寬頻譜。對于基于Robinson褶積模型的反褶積方法，由于實際地震記錄一般不能滿足這些假設條件，因此提高地震資料分辨率的效果受到限制。另一方面，在反褶積處理中，期望輸出的選擇也是影響反褶積效果的重要因素，在流行的反褶積方法中，常用的期望輸出有δ脈沖和Richer子波，前者使信噪比降低，后者使頻帶變窄，因此直接進行常規(guī)的反褶積處理很難得到預期的效果[2]。

為此，提出了基于噪聲模型的子波處理方法，研究了多道統(tǒng)計寬帶子波反褶積處理技術，具體實現步驟：①對地震記錄進行最小相位化；②通過高精度統(tǒng)計自相關計算最小相位子波；③對地震記錄進行逆指數加權得到真實子波；④設計期望寬帶子波求取反褶積因子；⑤對地震記錄進行褶積濾波；⑥對濾波結果進行子波能量標定。

地震記錄上,利用多道相關統(tǒng)計求取地震子波，通過用戶給定的寬帶子波作為期望輸出，進行反褶積處理，其輸出記錄的剩余子波為零相位。該方法用于疊前地震資料反褶積處理和子波整形，提高有效信號的分辨率，同時保持較高的信噪比和連續(xù)性[3]。從圖6與圖7效果圖對比看，子波整形后，子波的橫向一致性得到了明顯改善。

圖6 拼接處子波整形前的疊加剖面 圖7 拼接處子波整形后的疊加剖面

3 效果分析

針對復雜山地二維地震資料地表條件的實際情況，在靜校正、相位校正、子波整形等環(huán)節(jié)上選取適當處理方法和參數，使得剖面品質得到逐步提高，目的層地震反射波組層次分明、波組齊全、反射波特征突出、信噪比較高，主要目的層地質現象清楚，使處理剖面的成像質量有了大幅度的提高。

[1] 鐘森，陳廣思.Radon變換在提取地震反射信號和壓制干擾中的作用[J].石油地球物理勘探，1989，24(4)：46-47．

[2] 朱生旺,魏修成,李鋒,等.用拋物線Radon變換稀疏解分離和壓制多次波[J].石油地球物理勘探,2002，37(2):110-115.

[3] 黃新武.牛濱華.基于數據一致性原理預測與壓制自由表面多次波的效果分析[J].石油地球物理勘探,2009，31(4)：23-25.

編輯：吳官生

1673-8217(2015)01-0063-03

2014-07-20

呂亞亮，工程師，1981年生，2004年畢業(yè)于中國地質大學軟件工程專業(yè)，現從事地震資料處理工作。

P631.443

A