子波匹配技術在多個區塊連片處理中的應用

車建英

(中國煤炭地質總局地球物理勘探研究院，河北 涿州072750)

1 概述

鄂爾多斯盆地臨興煤層氣區塊主要位于伊陜斜坡的東側，屬于晉西撓褶帶構造部位，為一東高西低的西傾單斜構造，地層傾角小，伊陜斜坡與晉西撓褶帶被一條近南北向斷層分成兩個構造單元。針對臨興區的康寧東西、蔡家會、雷家磧四個相連區塊三維地震資料存在問題，通過地震資料的連片處理，解決該區一次成果資料存在的問題，從而實現提高地震資料信噪比、分辨率、振幅的保真度及子波的一致性；消除地震成果數據在波組特征、振幅、頻率、相位以及速度上存在明顯差異；有利于落實小斷層、低幅度構造、砂體的分布；薄砂體的精細刻畫與地震微相分析，為加快該區勘探進度提供高品質的地震資料等目標。進一步深化臨興煤層氣區塊的整體評價和地質認識。連片處理消除不同區塊的地震數據資料的差異，采用了時差校正、子波整形匹配處理技術使四塊資料有了很好的連片，實現了資料大面積的成像，消除不同區塊之間的邊界差異，增加了資料的有效面積，可以對區域地質構造規律有一個統一的認識，有利于煤層氣開采的整體部署。[1-6]

2 原始資料分析

本次處理涉及康寧東、康寧西、蔡家會、雷家磧4 個勘探區塊組成。其中康寧西、蔡家會與雷家磧的采集參數完全相同，但與康寧東在觀測系統上略有差異。該工區穿越黃土塬區，地表局部起伏劇烈，高程差較大，原始記錄受地表起伏的影響靜校正問題非常突出。記錄上初至嚴重變形，成鋸齒狀，反射同相軸嚴重扭曲，偏離了正常的雙曲線形態，對資料的品質影響極大。通過對不同位置的記錄調查分析，發現該區主要的干擾波為：面波、異常振幅、折射干擾、散射干擾及隨機干擾等，從初步疊加上看資料成像較差。此外，該區地表激發、接收巖性變化劇烈，受表層激發、接收非一致性因素的影響反射振幅在空間上也存在明顯的差異。因此，原始記錄的反射能量表現為明顯空間性差異。該工區由于激發巖性不好，大部分為黃土層，導致原始記錄的頻率較低。有效反射的頻帶在5-32hz 之間，主頻約為16hz 左右。原始記錄的頻譜分析及頻率掃描結果，可以看出空間上反射頻率存在明顯的變化，目的層頻帶局部存在差異。我們對該工區各個區塊的子波極性進行了調查（如圖1），從各個區塊的初至起跳來看，各個區塊的資料極性一致，都是正常極性（負極性起跳）。

圖1 原始資料極性調查

圖2 子波時差與特征調查

對該工區各個區塊的子波時差和特征進行調查，從各個區塊的調查來看，康寧東與康寧西存在16ms 時差（如圖2），子波特征存在微弱差異，康寧西與蔡家會存在18ms 的時差，子波特征一致，蔡家會與雷家磧存在4ms 時差，子波特征一致。

總結起來，以往處理成果的主要不足之處有：（1）老成果資料保幅性較差，均方根振幅與地表高程有相似性;（2）目的層地震資料信噪比較低，構造解釋及斷層的刻畫困難；（3）一次處理成果，頻帶窄（8～57Hz），主頻及分辨率偏低；（4）不同年度資料之間的品質存在差異，影響連片構造解釋、砂體刻畫及地震相分析等。

3 基礎理論

地震記錄的褶積模型公式：

每一塊地震資料都有不同的褶積模型，就本文所涉及的四塊地震資料，都有重合區，假設重合區的地震反射系數為 ξ(t)。不同地震區塊就有不同的地震記錄分別記為 X1(t )、X2( t)，不同區塊的地震子波為 W1(t )、W2( t)。對公式（1） 作Fourier Transform：

對于有重復區域的兩塊資料可推導出：

4 子波匹配處理應用實例

由于采集年度、參數、儀器及施工因素等的差別,不同區塊原始資料在反射時間、子波形態及相位等特征方面不會完全一致，除此之外不同震源間的子波相位也存在明顯差異。因此在三維連片處理時，必須在拼接前使各區塊資料的子波形態趨于一致，有效改善震源間、區塊間反射子波的一致性和保真性。子波整形技術能很好地使區塊間子波保持一致。

由于四個區塊均為炸藥震源，反射極性均為正常極性，無需進行震源間的相位調整 采用了時差校正、子波整形匹配處理技術。經過反褶積處理后，在四塊資料中，康寧西與蔡家會、雷家磧之間反射波組只是存在時差調整，反射波組特征完全一致，不需要進行子波匹配處理。而康寧東與康寧西之間除了存在16ms 的時間差（康寧東反射時間偏大），反射特征存在微弱差異，從精細的角度來說，需要進行子波匹配處理。

在子波匹配處理中，首先對康寧東資料進行反射時間調整，既向上調整16ms 的時差，再以康寧西資料為基準對康寧東資料進行子波整形處理，經子波整形匹配處理后，二者反射特征完全一致，大大提高了連片資料的整體一致性。

圖3 子波匹配處理前（左）后（右）的剖面對比

5 結論

三維連片處理的主要目的是解決好不同時期、不同區塊、不同儀器采集造成的信息差異，實現全區數據在振幅、頻率、相位上的一致性，以期獲得更加全面、準確的區域性地震信息。通過臨興煤層氣區塊四個不同區塊的連片處理，采用子波匹配處理方法，提高了資料品質，資料效果有了明顯的改善。