塔里木盆地沙丘地表区保幅和高分辨率地震资料处理方法研究

2013-08-11中石油塔里木油田分公司开发研究所新疆库尔勒841000

长江大学学报(自科版) 2013年10期

关键词：效果图沙丘压制

赵安（中石油塔里木油田分公司开发研究所，新疆库尔勒841000）

陈可洋（中石油大庆油田分公司勘探开发研究院，黑龙江大庆163712）

周学慧（中石油塔里木油田分公司开发研究所，新疆库尔勒841000）

林春华（中石油大庆油田分公司勘探开发研究院，黑龙江大庆163712）

张兴旺（中石油塔里木油田分公司开发研究所，新疆库尔勒841000）

郭正，赵莉萍（西南石油大学研究生院，四川成都610500）

塔里木盆地近地表分布着不规则的蜂窝状沙丘和浮土，因此该地区的地表条件较为复杂，地震资料的高频信号吸收衰减较为严重，导致原始地震资料品质较差、信噪比较低［1-3］。为了解决上述问题，笔者对该研究区进行了保幅高分辨率地震资料处理方法研究。

1 静校正技术

折射静校正方法是解决沙漠地区地震资料校正问题的有效方法，但该方法需要投入较大的人力和物力，同时原始资料的信噪比和折射波拾取的准确性将直接影响着最终地震资料的成像精度。为此，该工区选择采用含压实效应的沙丘曲线静校正方法［4-5］。

炮点静校正量和检波点静校正量的具体计算公式如下：

式中，tshotpoint为炮点静校正量；Hd为固定基准面高程；Hs为炮点高程；Hw为炮点井深；treceiver为检波点静校正量；V为替换速度；Hr为检波点高程；Hh为潜水面高程；V0为最表层风化层速度，通常为350m／s；C为压实系数，一般取值为40。

含压实效应的沙丘曲线静校正方法能够较好地处理野外低降速带资料测点不足、小折射及微测井本身局限性（排列不够长、井不够深，面对巨厚沙丘测不到高速层）所带来低降速带资料不准的难点，并由此解决长波长静校正问题。经该方法消除长波长静校正后，再经剩余静校正计算可以进一步提高地震资料同相轴的连续性和分辨率（见图1），从而为后续的保幅高分辨率资料处理提供高品质地震数据保证。

2 噪声压制技术

目前，地震资料噪声压制技术已基本成熟，并呈现出多种有效的噪声消除方法。根据塔里木沙丘地表区实际地震资料的特点，采用下列多种方法来提高地震资料的信噪比。

图1 沙丘曲线静校正应用效果图

2.1 十字交叉噪声压制

由于受地表条件影响，面波和折射波在共炮点域和共检波点域特征往往不是线性的，在该域进行线性去噪必然存在较大的误差（这容易破坏地震资料的振幅），而面波和折射波在三维十字交叉的频率波数域内均表现为线性特征（见图2和图3），因此，采用十字交叉域线性噪声压制方法来实现面波和折射波的有效压制，使其具有较好的保幅性。首先把属于同一检波线的所有炮按炮线顺序排列在一起形成一系列的交叉（检波线和炮线之间可以是正交或斜交关系）排列组（见图2（b）），将这一系列的交叉排列组进行三维傅里叶变换，转换到频率-波数域（FK域），此时的线性干扰（特别是面波）在频率-波数域中以圆锥体形态展布（见图2（a）），然后根据面波在频率-波数域中的分布规律设计较为准确的滤波函数，即合理选择线性干扰视速度变化范围和频率以及衰减系数等参数，从而有效地压制面波和折射干扰（见图2（c））。因此，利用该去噪方法可以实现保幅线性噪声压制。

图2 单个十字交叉域道集去噪平面时间切片应用效果图（200ms）

图3 十字交叉域去噪前后单炮应用效果图

2.2 异常值自动剔除

由于该地区位于塔里木河泛平原，其水系发育，部分深水区域的接收道被空道和异常道代替（图4（a）），以往剔除上述异常干扰道时通常采用人工逐炮逐道剔除的方法，既费时又费力。根据异常道与有效道的在深层和浅层的振幅能量差别，为此采用自动识别异常振幅处理技术，即在深层和浅层均设计一个最大和最小均方根能量门槛值，从而快速有效地剔除全工区的异常道（图4（b）），在减掉的干扰道里不含有效信号（图4（c））。因此，利用该方法可以提高剔除异常干扰道的工作效率，并为后续的保幅高分辨率资料处理打下良好基础。

2.3 多次波压制

该研究区为火山岩地区，地层速度变化较大，造成多次波广泛发育，这些多次波的存在降低了叠加资料的信噪比，因此有必要对其进行保幅压制处理。目前，一般采用线性拉东变换（包括正反变换2种形式）进行多次波压制处理［4］。

图4 变观单炮记录异常值自动剔除效果图

由于多次波与有效波在速度上存在差别（多次波速度小于一次波速度），当用一次波速度作动校正后的道集经拉东正变换到τ-p域时，一次波的p值接近0，多次波的p值小于0，因而可以根据一次波与多次波在τ-p域中的分布范围，将多次波能量进行切除并保留一次波。然后把一次波波场反变换到时间-空间域，同时进行反动校正，从而实现多次波的压制。对比多次波压制前后的速度谱和CMP道集（见图5）可知，深部较强的多次波低速能量团和CMP道集上的弯曲同相轴得到了有效压制。

图5 多次波压制前后的速度谱及其动校正CMP道集

3 地表一致性能量补偿技术

由于该区块激发和接收条件受近地表沙丘的分布影响较大，工区内不同位置炮间、炮内（道间）的振幅能量存在较大差异（见图6 （a）），这对最终的叠加成像结果会造成较大影响。为此，采用基于速度控制点的球面扩散补偿方法、炮间和道间能量调整的地表一致性能量补偿方法来解决上述问题（图6（b）），该方法具有相对保真的特点，可以为后续处理过程提供可靠的地震数据。

图6 地表一致性能量补偿不同位置单炮应用效果图

4 各向异性动校正技术

由于该研究区的横向速度变化较大，在其远偏移距部分，利用常规动校正方法无法将远偏移距道集校平，导致存在一定的剩余动校正量，偏移距越大，该剩余量也越大（见图7（a）），最终不能得到较好的叠加成像效果。为此，根据Alkhalifah等［6］提出的各向异性动校正方法进行速度分析。由于该研究区原始资料偏移距较大（5949m），从常规动校正结果可以看出，反射波时距曲线不满足二次项方程，远道出现过校正现象（见图7（a）），因而在该位置存在剩余动校正量，用常规的动校正方法无法消除远偏移距的影响。应用各向异性动校正方法进行处理后，远偏移同相轴道被拉平，道集内远、近偏移距拉平程度相一致，从而达到将远偏移距剩余动校正量最小化的目的（见图7（b））。

5 高分辨率地震拓频技术

5.1 两步法地表一致性预测反褶积技术

近地表地质条件对地震波的改造影响是一种低通滤波作用，既导致时间延迟又改变地震波的振幅和相位。为此，采用两步法地表一致性预测反褶积技术来消除因地表因素引起的地震子波变化问题。两步法地表一致性预测反褶积技术应用效果图如图8所示。从图8可以看出，采用该技术可以有效压缩地震子波，同时使地震子波的形态与能量分布趋于一致，从而提高了地震资料的纵向分辨能力。

图7 各向异性动校正应用效果图

图8 两步法地表一致性预测反褶积技术应用效果图

5.2 零相位反褶积拓频技术

在完成小面元（可提高地震资料的横向分辨率）地震偏移处理后，为了进一步满足地震精细解释要求，需要提供高分辨率的地震处理结果。为此，采用零相位反褶积拓频处理技术，该方法在不改变相位的前提下，可以补偿振幅的衰减和频率的吸收损失，从而达到有效展宽地震频带、提高地震资料分辨率的目的。对比拓频前后的地震剖面图（见图9）可知，地震波组特征相对保持较好，且拓频后的叠加剖面与连井剖面的合成记录十分符合，说明该处理方法是准确有效的。

6 结语

针对塔里木复杂的近地表条件，对一系列保幅、高分辨率的地震资料处理方法进行了探讨。研究表明，采用沙丘曲线静校正技术可以有效消除近地表的影响，从而保证地质构造解释的合理性；采用噪声压制技术可以提高地震资料的信噪比；采用地表一致性能量补偿方法能消除近地表因素引起的能量差异；采用各向异性动校正方法可以校平远偏移距道集，采用高分辨率地震拓频技术可以提高地震资料的纵向分辨率，从而有利于微幅度构造的精细刻画。因此，上述保幅和高分辨率地震资料处理方法可以应用在类似地区的地震资料解释和综合石油地质研究中。