復雜黃土塬煤礦地震資料處理關鍵技術

單 力，許德才，劉 江

（1.陜西省煤田地質集團有限公司，陜西 西安 710065；2.陜西省煤田物探測繪有限公司，陜西 西安 710005；3國土資源部煤炭資源勘查與綜合利用重點實驗室，陜西 西安 710021）

0 引言

崔木煤礦屬隴東黃土高原南緣的梁、塬、溝壑區，主要是黃土塬梁和溝壑兩種地貌，總體地勢呈南高北低之勢。井田內最大高程1 497.7 m；最低高程1 125 m，相對高差372.7 m。因前期資料處理成果不能滿足巖性解釋需要，構造解釋成果符合率較低，為此，針對黃土塬地區近表層條件的復雜性對兩次相隔3 a的地震資料重新進行了二次連片處理。

1 淺、表層地震地質條件及處理重點

1.1 表層地震地質條件

崔木煤礦位于鄂爾多斯盆地西南緣，地表為典型的黃土塬地貌特征，塬、梁、溝、峁、坡等很發育；且表層出露地層變化大，溝谷大部分為白堊系老地層出露區，局部為較厚沖積層或第三系地層。本區影響原始資料的主要因素為表、淺層地震地質條件，大部分地段為結構松散干燥的風成黃土層，地震勘探原、次生干擾發育，原始資料信噪比極低［1-2］。

1.2 處理技術重點

為了提高二次解釋構造成果的符合率，同時滿足開展防治水方面的巖性解釋工作需要，確定二次資料處理的重點體現在6個方面。①做好基礎靜校正，使長波長和短波長兼顧的更好；②采取保真處理方法，做好各種振幅補償，保持相對振幅，要特別關注黃土層對地震反射波的頻變吸收補償等效果；不采用過分修飾的處理模塊，避免破壞地震道振幅的橫向關系；③信噪比問題，即著重提高疊前去噪的效果，針對黃土塬各種原生次生干擾壓制采取相應的技術措施，使較淺的目的層達到較高的信噪比水平；④做好子波一致性處理及提高分辨率，做好保護有效頻帶，保護低頻成分，要避免在有效頻帶高頻端出現嚴重陷頻；處理應采用保持相相對位關系的模塊；⑤利用高精度速度分析、高精度動校正剩余靜校正和高次項動校正技術，提高資料信噪比，尤其是高頻端反射信息的信噪比，挽救瀕臨“高頻反射死亡線”附近的低信噪比高頻反射信息［3］；⑥做好疊前時間偏移，使構造正確歸位。

2 關鍵技術

2.1 復雜地區靜校正技術

基礎靜校正：靜校正是復雜地表地區資料處理的重中之重，能否做好靜校正，是資料處理成敗的關鍵，靜校正的精度直接影響剖面的信噪比和分辨率。針對本區表、淺層條件復雜，巖性變換頻繁，折射層橫向穩定性差等特點，在進行基礎靜校正時，充分利用了本區已有的小折射，優選了層析靜校正和平均速度法等多種靜校正方法進行了大量的試驗工作，同時對基準面選取、靜校正填充速度等參數進行了對比分析，最終確定，采用層析反演靜校正技術，建立近地表模型，較好地解決了靜校正的問題，如圖1所示。

圖1 研究區速度模型

在實際處理的過程中，首先將一次靜校正量分解為浮動基準面相對全區統一基準面和各道相對浮動基準面的高頻校正量，第一步先進行浮動基準面的CMP疊加。最后，將疊加剖面從浮動基準面校正到統一的最終基準面［4-6］，如圖2所示。

高頻靜校正量的消除方法：高頻剩余靜校正量的精度是影響高頻反射信號疊加效果的重要因素，在資料處理時應當引起高度重視。通過地表一致性剩余靜校正和疊加速度場分析的多次循環迭代，可以很好地解決煤炭地震資料中短波長高頻靜校正問題。采用此方法前提是資料應具備一定的信噪比，可求出較理想的模型道，這樣多次迭代后剩余靜校正量才會逐步收斂。剩余靜校正多次迭代終止條件為靜校正量不小于一個采樣間隔［7-8］。

圖2 處理過程中的基準面的關系

2.2 噪聲的去除方法

去噪原則：做好去噪，首先要對噪音進行多方面分析，了解噪音能量、頻率特征及空間變化規律，才能找出有效的去噪方法進行壓制，但要去噪適度，干擾波因其方向性及分布特征，在不同域道集上表現特征有異，即同一種噪聲在不同域表現形式不同，因而在不同的域內進行噪聲壓制。針對工區淺層資料信噪比低、折射波發育、有效波能量弱等特點采用多種去噪聯合的處理方法，做到優勢互補，提高了資料的信噪比。不損失有效波信息，保持波形不失真，是噪聲去除的基本原則［9-11］。

去噪措施：①去除異常道。壓制異常振幅，消除記錄道中的振幅異常值；②KL變換線性噪音壓制技術。根據有效波和線性噪音在速度和頻率域中的差別，以線性預測濾波技術為基礎，利用頻帶分解，K-L變換本征濾波，自適應衰減等關鍵技術壓制線性噪聲；③強振幅干擾衰減。首先分析原始單炮記錄中不同頻帶內的噪聲，然后進行統計、分析，確定噪聲的空間位置、門檻值、衰減系數，采用時變和空變逐道衰減強振幅干擾，以達到壓制；④共偏移距道集噪音去除技術。根據噪聲在共偏移距域內的特征進行壓制。

2.3 振幅處理

由于受地表巖性及高程變化的影響，造成有效波能量的不均一；另外深層能量較弱，因而需對資料進行能量補償，以保持振幅的真實性和可靠性。使振幅變化真實地反映地層巖性的變化和巖層中流體的性質。因此，在地震資料處理時應盡量做到精準。采用球面擴散補償，消除地震道振幅道隨傳播時間變化的影響。地表一致性振幅補償可以消除橫向上由于地表條件造成的振幅上的差異。剩余振幅補償是在保持振幅本身特性的前提下，通過給出各采樣點的增益計算量來提高振幅一致性，以消除由各種因素對振幅造成的影響。

2.4 拓頻處理

時變譜白化：將不同厚度黃土覆蓋地段的地震道進行時變譜調整，消除淺、表層地震地質條件變化的影響，補償地表對地震波頻變吸收衰減。

反褶積組合：由于黃土塬區地表條件復雜、多變，地震子波在黃土激發地段產生拉伸畸變，子波的一致性很差。在處理中，首先采用地表一致性反褶積，使地震子波得到較好的統一和規整，然后通過多時窗預測反褶積，壓縮子波，拓寬頻帶。使用疊前反褶積的組合不僅可以壓制層間多次波，還有拓寬有效反射頻帶的作用。

2.5 子波一致性整形技術

子波一致性整形技術是不同時期采集三維地震資料進行連片處理時必須采用的技術手段，因崔木煤礦兩片三維采集相隔時間較長，激發因素不同，其子波也不一致，兩區塊三維數據的重疊部位相位、頻率、振幅等存在不同的差異。為消除這種差異，采用子波整形技術。由于測區兩次采集的地震資料信噪比低、覆蓋次數也較低，為了能夠求取穩定的匹配濾波算子，在兩個區塊的拼接處，利用水平疊加剖面求取匹配濾波算子，然后將所得的濾波因子應用于整個疊前地震數據上。經過項處理后，兩個不同時期采集區塊疊前地震數據的運動學、動力學特征都得到較好匹配，處理成果剖面上，深、淺層的反射能達到無縫拼接。

2.6 疊前時間偏移

一方面，CMP疊加是建立在水平層狀介質模型理論上，當地層傾角較大時，CMP道集數據與理論差距很大，疊加成果不是真正的零炮檢距道；另一方面，因為一個地震記錄道上同時記錄著多個傾角界面的反射信息，而動校正速度與傾角有關，且只能選擇一個速度，因此會使部分地層的反射不能實現同相疊加，從而受到壓制。疊前時間偏移技術可以很好地解決這個問題，它在各個偏移距段實現先歸位、后疊加，使疊加剖面實現真正意義上的零炮檢距剖面。偏移速度場的迭代步驟如下：①先用平滑的疊加速度場代替疊前時間偏移速度場，進行初步預偏移；②將預偏移數據用平滑的疊加速度場做反動校正，然后用速度分析軟件重新分析其偏移速度場；③用新分析的平滑的偏移速度場重新做疊前時間偏移，如此迭代分析偏移速度；④疊前偏移速度迭代基本滿意后，再分析其偏后疊加速度，進行疊加成像。

疊前時間偏移在平滑的浮動面上進行，速度分析也在近地表上求取，這樣能確保淺層同相軸成像的精確度，能避免用充填速度校到基準面所帶來的速度誤差。采用克?；舴虔B前時間偏移法。

2.7 疊后處理

經過疊前各種處理技術的應用，地震資料因淺、表層因素影響造成的各種頻率成分的能量差異得到了一定的均衡補償。疊后采用零相位反褶積，進一步拓寬疊后有效反射頻帶，所得時間剖成信噪比和分辨率都得到了很大的改善。

采用該處理技術對崔木煤礦兩次采集三維地震資料進行二次處理后，不僅處理成果信噪比、分辨率明顯提高，且主要反射層的波組特征清晰［12-14］。與井資料合成記錄對比波形吻合也很好，資料的實用性得到大幅度提升。

3 結論

（1）黃土塬區地震資料處理，多種靜校正方法的聯合應用，可以較好地解決靜校正問題；黃土塬區三維地震勘探，原、次生干擾發育，原始資料信噪比低，對于不同的噪聲，應采用不同的、有針對性的方法，合理選取參數，仍可取得很好的效果。

（2）疊前應采用振幅處理技術，可有效補償主要反射波的能量，保持振幅的可靠性；拓頻處理不僅可使黃土塬區不同地段地震資料之間頻率上的差異得到了補償，地震子波的一致性明顯改善，還可以壓制層間多次波，拓寬有效反射頻帶。

（3）針對斷層解釋需要，采用了疊前時間偏移處理，從而使斷點清晰、構造正確歸位。采取以上處理技術，其成果不僅可以滿足構造解釋的需要，同時也為巖性解釋提供可靠的基礎資料。