廣角反射地震資料處理方法在蘇北下?lián)P子地區(qū)的探索

劉 彭，任俊興

（中國石化華東油氣分公司勘探開發(fā)研究院，江蘇 南京 210019）

下?lián)P子常州地區(qū)下古生界地震資料內幕反射能量弱，信噪比弱，且發(fā)育著各類型波，導致本區(qū)的油氣勘探非常復雜。為了突破現(xiàn)狀，在本區(qū)采用了廣角反射地震方法，此方法可以避免近偏移距干擾對地震成像造成的影響，使得以前成像模糊區(qū)域變的更清晰。對于這種廣角反射地震資料而言，僅僅在解決靜校正和相干噪聲的基礎上，獲得的成果剖面中深層反射波組破碎，連續(xù)性較差，解釋上認識不清。所以，及需要尋求一套處理方法應對廣角反射資料。在對地震資料分析研究的基礎上，以提高海相中、古生界成像質量為主線，形成了一套適合下?lián)P子常州地區(qū)中、古生界地震地質特點的以多波分離、遠道弱小信號能量補償與高階動校疊加等三大關鍵技術為核心的處理流程，攻克了制約該區(qū)地震成像的主要技術瓶頸，有效地提高了中、古生界復雜構造地震成像精度。

1 廣角地震特點

1.1 廣角反射原理

當入射角慢慢加大時，反射能量也會慢慢增大，透射能量則慢慢減小。當角度達到臨界角時，就會產生廣角反射。且廣角反射范圍內的能量比正常反射范圍的能量大很多，所以當存在高速層屏蔽時，地震波以超過臨界角度的大角度入射，也可以得到較強的地震信號。

廣角反射能夠提高中、深層的地震波能量。且隨著反射界面上下速度梯度的減小而增大，上下地層的波阻抗差越小，反射能量提升的越高。這將非常有利于中深部地層的地震勘探。

由以上分析可知，廣角反射能夠提高中深層地震反射能量，能量提升的幅度隨界面上下速度差的減小而增大，這一特征對中深層的勘探是非常有利的；廣角反射可以避免近偏移距干擾對地震成像造成的影響，改善中深層地震資料的成像質量。

1.2 大排列接收

地層界面的臨界角以40°左右最為常見，排列長度需要保證在臨界角反射以外的距離才能接收到廣角反射。當入射角達到為60°時，要采集到目的層的信息，排列長度需要目的層深度的3.5倍左右的排列長度。為了獲得更好的廣角地震反射信息，在常州地區(qū)進行了不同排列長度的地震攻關試驗，圖1為不同排列長度接收的疊加剖面對比示意圖，采用6000m的排列長度得到的地震剖面，中深層波組很弱，信噪比較低。當排列長度延伸到10800m時，中深層的反射波組成像效果明顯變好。

圖1 不同排列長度地震剖面對比

1.3 大藥量激發(fā)

由于廣角地震采用長排列接收，勘探目的層埋藏較深，且一般存在高速屏蔽層，要想得到中深部地層反射信號，需采用大藥量震源激發(fā)。研究不同藥量激發(fā)單炮和對應疊加效果（圖2），圖2（A）為4～8kg藥量激發(fā)單炮，圖2（B）為1～2kg藥量激發(fā)單炮，圖2（A）單炮中深層反射信息明顯優(yōu)于圖2（B）單炮。圖2（C）在4～8kg藥量激發(fā)段疊加剖面上可以看到明顯的有效信息，而1～2kg藥量激發(fā)段疊加剖面有效信息非常弱。

圖2 不同藥量激發(fā)單炮、剖面對比

2 廣角反射關鍵處理方法

常規(guī)處理方法只適用于中小偏移距地震資料，而廣角地震為大偏移距地震資料，因此，針對廣角地震資料特征，需要研究專門的處理方法，主要包括相干噪音壓制方法、動校正方法、能量補償方法等方面。

（1）限頻限速去除相干噪聲方法：對不同的線性干擾，首先通過波場分析，確定其線性速度和頻率范圍，然后再通過在特定線性速度范圍以及特定的頻率段雙重條件限制下進行去線性干擾去噪處理，這樣就可以去除線性干擾的同時有效信號的避免損失。應用分頻區(qū)域異常振幅衰減技術衰減強隨機噪音、強高頻干擾等異常振幅，可以在有效去噪的同時保護本地區(qū)中、古生界弱小有效反射信息。

（2）目前可以通過兩種方法來實現(xiàn)廣角反射動校正，即大偏移距的線性動校正法[2]和非常規(guī)雙曲動校正法。其中，大偏移距線性動校正法是基于時距曲線近于一條直線的特征，分兩步進行動校正，即先對近偏移距數(shù)據(jù)進行常規(guī)動校正，從而得到高速層頂以上的速度結構；然后將近偏移距數(shù)據(jù)切除，對遠偏移距數(shù)據(jù)進行行線性動正，得到高速層以下的速度結構[3]。非常規(guī)雙曲動校正法中常用的是高階擬合法，多采用4階精度來實現(xiàn)[6]。

（3）針對遠道、深層低頻弱小地震信息采用球面擴散補償和地表一致性振幅補償兩步來進行補償。球面擴散補償是采用區(qū)域速度作為能量補償?shù)幕A，恢復中深層的能量，使地震記錄在縱向上能量趨于一致；分解振幅能量到檢波點、炮點檢、CMP、炮檢距四個項進行迭代，進而獲得補償因子，然后將補償因子加載到數(shù)據(jù)進行補償，使得地震資料在橫向上能量得到均衡的地表一致性振幅補償。

3 處理過程及效果

3.1 多波分離

大偏移距地震資料更容易受隨機干擾、固定機械干擾影響，多次折射波十分發(fā)育，且折射波和廣角反射波特征十分接近，有效信號難以識別。因此，有效識別、提取廣角反射信息十分關鍵。

根據(jù)大偏移距資料特點，對地震波場在頻率、速度、振幅等方面進行分析，識別有效信息；采用相干噪聲分離技術和分頻去噪技術方法，壓制中、高頻噪音，提取并且保護中、低頻弱小有效信息，取得了較好的效果。

圖3(A)為處理前后的大偏移距炮點記錄，處理前，折射波能量強并且在廣角反射區(qū)十分發(fā)育，難以識別有效反射信息，相干噪聲分離后，廣角反射信息特征非常明顯。在地震剖面上也可以看到相干噪音分離前后的效果圖3(B），去除相干噪音前，同相軸破碎，連續(xù)性較差，去除后同向軸連續(xù)性變好，信噪比明顯提高。

圖3 去噪前后單炮記錄和剖面對比

3.2 弱小信號能量補償

常州地區(qū)資料信噪比較低，中、深層能量特別是遠偏能量明顯變弱。針對遠道、深層低頻弱小有效信息，利用野外測量結果和正演模擬求取能量吸收衰減系數(shù)，對地震資料在橫向上和縱向上進行能量補償。

圖4是能量補償前后的效果對比，經過兩步法振幅補償處理后在時間和空間上的振幅差異基本消除，為后續(xù)成像處理奠定了良好基礎。

圖4 能量補償前、后效果對比圖

3.3 高階動校疊加

常規(guī)速度分析只能用于中、近偏移距的動校速度分析，而對于遠偏同相軸會出現(xiàn)動校過量的現(xiàn)象，致使后續(xù)成像質量變差。高階動校正方法可以彌補常規(guī)速度分析的不足，求取高精度的動校速度。在資料處理中，采用四次項動校正公式進行速度分析，可以有效解決廣角反射的動校正問題。

圖5 (A)是常州工區(qū)內一條大排列二維地震測線的常規(guī)動校疊加剖面，從剖面上可以看到一套下古生界的反射波組，但是波組比較破碎，無法用于識別追蹤。圖5（B）是在精細處理的基礎上，結合高階動校技術進行速度分析和動校正處理，最終使得目的層在連續(xù)性和信噪比上得到較大的改善。

圖5 高階、常規(guī)動校疊加剖面對比

3.4 成像效果分析

圖6 中左側圖是利用0～6000m排列地震數(shù)據(jù)的成像結果，可以看到淺層部位成像較好，而在中深層地震波組成像雜亂，無法得到清晰地構造特征。綜合運用上述方法的基礎上，利用全排列地震數(shù)據(jù)完成的廣角地震成像，獲得了目的層的反射信息，且構造清楚。

圖6 常規(guī)偏移與廣角地震成像對比

4 結論

（1）下?lián)P子常州地區(qū)地震資料下古生界地層演化程度高、層間波阻抗差異小、上覆構造復雜等地震地質特點，導致成像質量差。本次采集利用單邊10.8km大排列接收廣角反射信息，同時結合大藥量激發(fā)，使深層下古生界內幕反射信息采樣更加充分、完整，為后續(xù)處理工作奠定了基礎。

（2）應用球面擴散補償和地表一致性振幅補償兩步來進行能量增強廣角反射地震資料遠道、深層低頻弱小有效信息，有效地改善了剖面成像效果。

（3）在廣角反射區(qū)域，折射波與有效波混合在一起，必須采用去除折射干擾的波場分離處理技術，同時采用高階動校正方法來校平大偏移距地震反射波，進而獲得信噪比較高的地震資料，為準確的地震成像提供了堅實的基礎，使得構造的可靠性得到明顯提高。