黃土塬直測(cè)線地震資料處理關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究

張戈王爽許建權(quán)于強(qiáng)魯衛(wèi)華

（1.中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司，陜西西安710077；2.中國(guó)石油集團(tuán)勘探開(kāi)發(fā)研究院西北分院，甘肅蘭州730020；3.長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西西安710054；4.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京100083）

黃土塬直測(cè)線地震資料處理關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究

張戈1王爽1許建權(quán)2于強(qiáng)3魯衛(wèi)華4

（1.中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司，陜西西安710077；2.中國(guó)石油集團(tuán)勘探開(kāi)發(fā)研究院西北分院，甘肅蘭州730020；3.長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西西安710054；4.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京100083）

鄂爾多斯盆地黃土塬區(qū)表層地震地質(zhì)條件極其復(fù)雜，地震直測(cè)線有效信號(hào)衰減嚴(yán)重，靜校正問(wèn)題突出，干擾多樣且強(qiáng)烈，原始地震資料品質(zhì)很差，如何得到高質(zhì)量的地震資料以滿(mǎn)足精細(xì)勘探的要求，是黃土塬直測(cè)線地震資料處理的難題。為此開(kāi)展了針對(duì)性的處理技術(shù)方法研究。

黃土塬；直測(cè)線；層析靜校正；疊前去噪；地表一致性處理

1 黃土塬直測(cè)線地震資料的特征

黃土塬地區(qū)分布著眾多的河道、支溝、毛溝和塬。其中河道、支溝和毛溝黃土較薄，有的地方甚至地層出露，因此在地震采集時(shí)，有效避免了巨厚黃土對(duì)信號(hào)傳播和靜校正的不利影響。而在塬上，黃土巨厚，低降速帶縱橫向變化劇烈，造成地震信號(hào)衰減嚴(yán)重，各種干擾波發(fā)育，地震資料主頻低（小于30Hz），靜校正極其困難（圖1）。

圖1 黃土塬直測(cè)線的原始單炮

2 黃土塬直測(cè)線處理的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 層析靜校正技術(shù)

層析靜校正技術(shù)是一種利用單炮初至進(jìn)行近地表速度反演的方法,在層析反演中,將地質(zhì)模型假設(shè)由速度單元組成,每個(gè)單元是常速。單元之間的速度不同,速度模型為首先給定一個(gè)初始的速度模型,通過(guò)射線追蹤計(jì)算初至?xí)r間,它與實(shí)際旅行時(shí)的差被用來(lái)計(jì)算速度模型的修正量,模型修改后,再計(jì)算基于新的速度模型的初至旅行時(shí),最終構(gòu)成了一個(gè)迭代過(guò)程。當(dāng)正演旅行時(shí)和實(shí)際初至?xí)r間之差小于某個(gè)閾值時(shí),就得到了最終的速度分布。

圖2 層析靜校正后的單炮

圖1為應(yīng)用該靜校正技術(shù)前的單炮，初至扭曲劇烈，有效波雙曲線形態(tài)發(fā)生畸變；應(yīng)用之后，單炮初至變得規(guī)則，有效反射的雙曲線形態(tài)顯現(xiàn)出來(lái)，規(guī)則干擾也更加清楚（圖2）。應(yīng)用不同靜校正方法的疊加剖面對(duì)比，應(yīng)用普通的初至折射波靜校正后的疊加剖面成像不清，剖面右半部有存在嚴(yán)重的長(zhǎng)波長(zhǎng)靜校正問(wèn)題；而應(yīng)用層析靜校正疊加之后，剖面成像清晰，地層平直，長(zhǎng)波長(zhǎng)造成的構(gòu)造假象消失，符合該地區(qū)的平緩單斜的大地構(gòu)造背景特征。

2.2 疊前去噪技術(shù)

黃土塬直測(cè)線一般干擾波復(fù)雜多樣且能量強(qiáng)，嚴(yán)重掩蓋了有效信號(hào)，主要包括強(qiáng)面波、聲波、異常振幅、低速線性干擾和隨機(jī)噪聲等干擾。大多數(shù)噪音都有其自身的特性，并且在不同的域（炮點(diǎn)域、共檢波點(diǎn)域）上有其特定的表現(xiàn)形式。因此，可以針對(duì)不同類(lèi)型的噪聲，采用不同的方法加以去除。

2.2.1 面波去除技術(shù)

黃土塬地區(qū)面波的特點(diǎn)是低頻、低速、能量較強(qiáng)，分布于特定的三角區(qū)域內(nèi)。根據(jù)這種特點(diǎn)，設(shè)計(jì)低通算子，作用于面波干涉帶中，將面波能量濾出，再?gòu)脑涗浿袦p去，達(dá)到在疊前壓制面波的目的，它類(lèi)似于內(nèi)切除的方法，首先確定出面波存在的區(qū)域范圍，然后根據(jù)提供的面波主頻分離出面波。該方法的優(yōu)勢(shì)是消除面波的同時(shí)最大限度地保留地震信號(hào)的低頻有效成分，使信噪比、分辨率都有所提高。

圖3 面波壓制前后效果對(duì)比

圖3為經(jīng)過(guò)面波處理后的單炮記錄，a圖存在較強(qiáng)的面波，導(dǎo)致有效信號(hào)僅僅在遠(yuǎn)偏移距有模糊的影子。經(jīng)過(guò)處理后，面波基本去除干凈，不僅遠(yuǎn)偏移距的有效信號(hào)清晰，近偏移距的有效信號(hào)也顯示出來(lái)（b）。

2.2.2 T-X域多道傾角濾波

在黃土塬地區(qū)，通常存在著多組視速度較為接近的線性干擾，其頻率范圍接近于有效波，能量較強(qiáng)。通常對(duì)線性干擾的壓制一般根據(jù)干擾波和有效波速度上的差異，采用F—K窄帶阻方式進(jìn)行濾波來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種方法適用于針對(duì)單一視速度的線性噪聲的消除，但是在黃土塬地區(qū)，地震記錄中線性噪聲通常多組同時(shí)出現(xiàn)，而且同一噪聲在不同的單炮記錄上的視速度也存在微小的變化，也就是說(shuō)，線性噪聲的視速度不是固定不變的，而是分布于一個(gè)區(qū)域（扇形）內(nèi)。如果采用常規(guī)的F—K濾波，當(dāng)空間采樣間隔較大或者給定的視速度范圍較寬時(shí)，F(xiàn)—K濾波會(huì)產(chǎn)生空間假頻。

為避免上述不利影響，采用多道傾角濾波技術(shù)，在T-X域壓制線性干擾波。其方法原理是基于以下兩個(gè)假設(shè)條件：一個(gè)是干擾波具有線性同相軸；另一個(gè)是干擾波視速度與有效波視速度有一定的差別。該方法是針對(duì)疊前相干噪聲采用傾斜疊加法的去噪方法，在T-X域內(nèi)分頻后將相干干擾自動(dòng)地識(shí)別出來(lái)加以濾除，其他部分則不受影響。該方法采用減去法消除線性噪聲，能夠有效地識(shí)別和壓制炮集記錄中的線性干擾，改善疊加剖面的質(zhì)量。

黃土塬直測(cè)線疊前去線性斜干擾在炮集上的效果對(duì)比，可以看出線性干擾得到壓制，有效波增強(qiáng)，剖面信噪比有了很大提高。

2.3 地表一致性處理技術(shù)

地表一致性處理包括地表一致性振幅補(bǔ)償、地表一致性反褶積、地表一致性剩余靜校正及相位校正技術(shù)。

2.3.1 地表一致性振幅補(bǔ)償

地表一致振幅補(bǔ)償能校正和補(bǔ)償?shù)卣鹦盘?hào)在傳輸過(guò)程中由于非均質(zhì)性所引起的能量衰減和振幅差異。地表一致性振幅補(bǔ)償可以消除因激發(fā)、接收因素造成的橫向振幅不均勻現(xiàn)象。振幅補(bǔ)償前、應(yīng)用球面擴(kuò)散振幅補(bǔ)償和地表一致性振幅補(bǔ)償后的疊加剖面對(duì)比，可以看出地表一致性振幅補(bǔ)償整體能量均衡，效果最好。

2.3.2 地表一致性反褶積

地表一致性反褶積可以克服地表和近地表因素對(duì)子波產(chǎn)生的影響，達(dá)到調(diào)整子波的目的。針對(duì)輸入道的振幅譜求取共炮域、共接收點(diǎn)域、共中心點(diǎn)域和共偏移距域四分量的對(duì)數(shù)振幅譜，設(shè)計(jì)最小相位反褶積算子，對(duì)輸入地震道做反褶積，從而提高地震資料的分辨率。經(jīng)地表一致性反褶積后資料分辨率有了明顯提高。

2.3.3 地表一致性剩余靜校正

該方法是針對(duì)共中心點(diǎn)道集內(nèi)地震道的反射時(shí)間做四分量求解，各個(gè)單獨(dú)的道與標(biāo)準(zhǔn)道互相關(guān)計(jì)算出每一道的靜校時(shí)移值，生成地表一致性炮點(diǎn)剩余校正量、檢波點(diǎn)剩余校正量和剩余動(dòng)校正量。

3 處理效果分析

根據(jù)原始地震資料的特征，利用上述關(guān)鍵性技術(shù)疊前處理后，黃土塬地區(qū)直測(cè)線的品質(zhì)有了顯著的提高，成果數(shù)據(jù)上淺、中和深主要目的層成像清晰，可連續(xù)追蹤。三疊系頂部侵蝕面TJ9反射清晰可見(jiàn)，中生界標(biāo)志層長(zhǎng)7油頁(yè)巖反射清楚，深層山西組底部煤層Tc2反射全區(qū)可連續(xù)對(duì)比追蹤，內(nèi)幕反射清楚。地震處理成果為提高石油勘探的成功率提供了良好的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

4 結(jié)語(yǔ)

本文主要從黃土塬地區(qū)地震直測(cè)線處理的關(guān)鍵技術(shù)—靜校正、去噪、地表一致性處理等幾個(gè)方面展開(kāi)了研究，處理成果品質(zhì)較以往剖面明顯改善，能夠有效用于黃土塬地區(qū)的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)，在鄂爾多斯石油天然氣勘探中發(fā)揮了良好的作用。

[1]孫景旺,杜中東,任文軍,錢(qián)漢林.鄂爾多斯盆地黃土塬區(qū)多線地震采集技術(shù)[J].石油物探,2003,(04):505-507.

[2]王寶江,汪清輝,馮會(huì)元,許健權(quán),吳漢寧,于強(qiáng).黃土塬復(fù)雜地表非縱地震靜校正應(yīng)用研究[J].西北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2013,(02):274-280.

項(xiàng)目來(lái)源：國(guó)家科技部；項(xiàng)目名稱(chēng)：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41602128）；項(xiàng)目主持人：于強(qiáng)。

張戈（1983-），男，漢族，大學(xué)本科，助理工程師，研究方向?yàn)榈卣鹳Y料處理。