黃土塬直測線地震資料處理關鍵技術應用研究

張戈王爽許建權于強魯衛華

（1.中煤科工集團西安研究院有限公司，陜西西安710077；2.中國石油集團勘探開發研究院西北分院，甘肅蘭州730020；3.長安大學地球科學與資源學院，陜西西安710054；4.中國石油勘探開發研究院，北京100083）

黃土塬直測線地震資料處理關鍵技術應用研究

張戈1王爽1許建權2于強3魯衛華4

（1.中煤科工集團西安研究院有限公司，陜西西安710077；2.中國石油集團勘探開發研究院西北分院，甘肅蘭州730020；3.長安大學地球科學與資源學院，陜西西安710054；4.中國石油勘探開發研究院，北京100083）

鄂爾多斯盆地黃土塬區表層地震地質條件極其復雜，地震直測線有效信號衰減嚴重，靜校正問題突出，干擾多樣且強烈，原始地震資料品質很差，如何得到高質量的地震資料以滿足精細勘探的要求，是黃土塬直測線地震資料處理的難題。為此開展了針對性的處理技術方法研究。

黃土塬；直測線；層析靜校正；疊前去噪；地表一致性處理

1 黃土塬直測線地震資料的特征

黃土塬地區分布著眾多的河道、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，有效避免了巨厚黃土對信號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，造成地震信號衰減嚴重，各種干擾波發育，地震資料主頻低（小于30Hz），靜校正極其困難（圖1）。

圖1 黃土塬直測線的原始單炮

2 黃土塬直測線處理的關鍵技術

2.1 層析靜校正技術

層析靜校正技術是一種利用單炮初至進行近地表速度反演的方法,在層析反演中,將地質模型假設由速度單元組成,每個單元是常速。單元之間的速度不同,速度模型為首先給定一個初始的速度模型,通過射線追蹤計算初至時間,它與實際旅行時的差被用來計算速度模型的修正量,模型修改后,再計算基于新的速度模型的初至旅行時,最終構成了一個迭代過程。當正演旅行時和實際初至時間之差小于某個閾值時,就得到了最終的速度分布。

圖2 層析靜校正后的單炮

圖1為應用該靜校正技術前的單炮，初至扭曲劇烈，有效波雙曲線形態發生畸變；應用之后，單炮初至變得規則，有效反射的雙曲線形態顯現出來，規則干擾也更加清楚（圖2）。應用不同靜校正方法的疊加剖面對比，應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重的長波長靜校正問題；而應用層析靜校正疊加之后，剖面成像清晰，地層平直，長波長造成的構造假象消失，符合該地區的平緩單斜的大地構造背景特征。

2.2 疊前去噪技術

黃土塬直測線一般干擾波復雜多樣且能量強，嚴重掩蓋了有效信號，主要包括強面波、聲波、異常振幅、低速線性干擾和隨機噪聲等干擾。大多數噪音都有其自身的特性，并且在不同的域（炮點域、共檢波點域）上有其特定的表現形式。因此，可以針對不同類型的噪聲，采用不同的方法加以去除。

2.2.1 面波去除技術

黃土塬地區面波的特點是低頻、低速、能量較強，分布于特定的三角區域內。根據這種特點，設計低通算子，作用于面波干涉帶中，將面波能量濾出，再從原記錄中減去，達到在疊前壓制面波的目的，它類似于內切除的方法，首先確定出面波存在的區域范圍，然后根據提供的面波主頻分離出面波。該方法的優勢是消除面波的同時最大限度地保留地震信號的低頻有效成分，使信噪比、分辨率都有所提高。

圖3 面波壓制前后效果對比

圖3為經過面波處理后的單炮記錄，a圖存在較強的面波，導致有效信號僅僅在遠偏移距有模糊的影子。經過處理后，面波基本去除干凈，不僅遠偏移距的有效信號清晰，近偏移距的有效信號也顯示出來（b）。

2.2.2 T-X域多道傾角濾波

在黃土塬地區，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。通常對線性干擾的壓制一般根據干擾波和有效波速度上的差異，采用F—K窄帶阻方式進行濾波來實現。這種方法適用于針對單一視速度的線性噪聲的消除，但是在黃土塬地區，地震記錄中線性噪聲通常多組同時出現，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，線性噪聲的視速度不是固定不變的，而是分布于一個區域（扇形）內。如果采用常規的F—K濾波，當空間采樣間隔較大或者給定的視速度范圍較寬時，F—K濾波會產生空間假頻。

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

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

2.3 地表一致性處理技術

地表一致性處理包括地表一致性振幅補償、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。

2.3.1 地表一致性振幅補償

地表一致振幅補償能校正和補償地震信號在傳輸過程中由于非均質性所引起的能量衰減和振幅差異。地表一致性振幅補償可以消除因激發、接收因素造成的橫向振幅不均勻現象。振幅補償前、應用球面擴散振幅補償和地表一致性振幅補償后的疊加剖面對比，可以看出地表一致性振幅補償整體能量均衡，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子波產生的影響，達到調整子波的目的。針對輸入道的振幅譜求取共炮域、共接收點域、共中心點域和共偏移距域四分量的對數振幅譜，設計最小相位反褶積算子，對輸入地震道做反褶積，從而提高地震資料的分辨率。經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

該方法是針對共中心點道集內地震道的反射時間做四分量求解，各個單獨的道與標準道互相關計算出每一道的靜校時移值，生成地表一致性炮點剩余校正量、檢波點剩余校正量和剩余動校正量。

3 處理效果分析

根據原始地震資料的特征，利用上述關鍵性技術疊前處理后，黃土塬地區直測線的品質有了顯著的提高，成果數據上淺、中和深主要目的層成像清晰，可連續追蹤。三疊系頂部侵蝕面TJ9反射清晰可見，中生界標志層長7油頁巖反射清楚，深層山西組底部煤層Tc2反射全區可連續對比追蹤，內幕反射清楚。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數據。

4 結語

本文主要從黃土塬地區地震直測線處理的關鍵技術—靜校正、去噪、地表一致性處理等幾個方面展開了研究，處理成果品質較以往剖面明顯改善，能夠有效用于黃土塬地區的儲層預測，在鄂爾多斯石油天然氣勘探中發揮了良好的作用。

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

[2]王寶江,汪清輝,馮會元,許健權,吳漢寧,于強.黃土塬復雜地表非縱地震靜校正應用研究[J].西北大學學報(自然科學版), 2013,(02):274-280.

項目來源：國家科技部；項目名稱：國家自然科學基金項目（41602128）；項目主持人：于強。

張戈（1983-），男，漢族，大學本科，助理工程師，研究方向為地震資料處理。