高频地表校正和起伏地表叠前时间偏移技术的应用——以普光气田双复杂地区为例

张宝君（中石化中原油田分公司勘探管理部，河南 濮阳 457001）

碗学俭（中石化石油工程地球物理有限公司中原分公司，河南 濮阳 457001）

李传强（中石化中原油田分公司物探研究院，河南 濮阳 457001）

普光气田属于典型山区，地形起伏极大，工区内最大高差超过1000m，地表条件非常复杂。普光气田构造上位于川东褶皱带的西北端，与四川盆地边缘大巴山褶皱山系相邻，介于大巴山推覆前缘褶皱带、川中隆起带东北端和川东断褶带北段之间的过渡带。以往处理的地震剖面浅层反射波弱，同相轴不连续，在褶皱强烈、断裂发育的构造部位地震资料反射杂乱，连续性差，断层空白带范围大，断面不清楚，且剖面上存在划弧、交叉等不归位现象，严重影响层位识别及构造精细解释。究其原因主要有2个：一是地形起伏较大，低降速带变化较大，大部分地区基岩出露，速度高，不符合地表一致性假设，采用常规静校正技术将炮点和检波点按垂直传播路径校正到同一个水平面上，会产生很大的误差；二是传统偏移成像技术在双复杂地质条件下不能准确进行高陡构造的成像。在这种情况下，笔者采用高频地表校正和起伏地表叠前时间偏移相结合的处理思路，即用野外地表调查参数与层析静校正相结合的方法剥去低降速带到高速带顶界，将炮点和检波点校正到一个固定基准面，获得基准面静校正量，再通过基准面校正量进行高频和低频的分离，得到一个平滑的CMP（共中心点）参考面，在CMP参考面上进行剩余静校正、去噪等处理，然后将道集数据校正到一个平滑地表，采用起伏地表叠前时间偏移技术进行偏移成像。该方法减少了表层校正中不同传播路径的误差，消除了固定面偏移中垂直校正造成的波场失真的不利影响，在该区地震资料重新处理中取得了较好的效果。

1 表层校正

普光气田地表起伏大，低速带变化剧烈，表层校正是提高成像精度的有效手段。表层校正分3步完成：基准面静校正，参考面建立和高频校正，剩余静校正。

1.1 基准面静校正

该区地表地质条件复杂，地形起伏很大，大部分地区为老岩层出露，低速带变化剧烈，没有稳定的折射层，工区内低速带测量成果也很少，为了求取较为准确的静校正量，处理中对所有单炮初至旅行时进行了精确拾取，采用层析反演技术建立近地表速度模型，把野外小折射、微测井资料到达的表层模型作为反演的初始模型进行约束，有效地提高了反演精度和表层模型的合理性，获取了较精确的基准面静校正量。

1.2 参考面建立和高频校正

对获得的静校正量进行高低频分离，采用了基于CMP平面的静校正高低频分离技术。在每个CMP道集内对参与叠加的各道的静校正量进行平均，作为CMP静校正量，将CMP静校正量适当平滑，得到一个平滑面，称之为CMP参考面，也就是低频分量。高频分量是指道集内各道的基准面静校正量相对于低频分量之差，把高频分量校正应用到道集上，这样就把道集内各道校正到CMP平面上，保证同一CMP道集在一个平面上，可以实现同相叠加，同相轴连续性增强（图1）。这样做基本上不改变反射波的起始时间和双曲线性质，叠加的零线和速度谱的零线是CMP基准面，这样使速度谱上的反射起始时间和速度不随静校正低频分量的改变而改变，是地下实际速度模型的真实反映；在CMP平面上获得的速度是地震波传播的真速度，不受静校正时填充速度的影响［1］，有利于求取准确的动校正叠加速度。对于低频分量的应用还是沿用传统的处理思路，即在完成最终叠加后应用低频分量。

图1 高频静校正应用前（a）、后（b）的叠加剖面

1.3 剩余静校正

剩余静校正是按时窗内最优同相轴和最大能量原则建立模型道，用输入道与模型道互相关求取校正量，再将校正量分解到炮、检点［2］。处理中采用剩余静校正和速度分析迭代进行，进一步消除了高频剩余时差，增强了地震反射同相轴的连续性，提高了速度分析精度（图2）。

图2 剩余静校正前（a）、后（b）叠加剖面

2 起伏地表叠前时间偏移

针对复杂山地，直接从真地表开始进行叠前时间偏移是复杂山地地震资料叠前成像处理的方向［3］，但由于目前的技术还不能获得包括低速带在内的准确的速度模型，因此从一个地表平滑面开始的起伏地表叠前时间偏移技术的研究应用前景就变得十分广阔。Wiggins证明了Kirchhoff偏移在起伏地表条件下的适应性［3］。方伍宝等通过对比研究证明了起伏地表叠前时间偏移在成像质量上优于常规方法［4］。

2.1 偏移面选择

关于偏移面的选择，对工区地表进行适当平滑，得到一个与地表相关的面是目前研究取得的共识，需要探讨的是平滑程度以及和表层校正面相结合。常规叠前时间偏移在地形起伏地区，会采用静校正浮动基准面为偏移参考面，但是在地形变化剧烈的情况下，偏移孔径内不同CMP的高程差较大，不能得到正确的反射振幅。刘国锋等［5］以最大偏移孔径为半径，对工区内地表高程进行平滑，作为偏移参考面，在偏移前只应用剩余静校正量，这样做存在一个地表到偏移面的走时误差。在普光气田，静校正浮动基准面比偏移孔径平滑面起伏要大。为此，笔者在建立静校正浮动面时，将CMP静校正量以1000m为半径进行平滑，得到的参考面和偏移孔径平滑面比较相似，选择该平滑面作为偏移面。这样既可以避免静校正返回影响叠加效果，又可以保证在偏移孔径内的道集数据在同一个平面上，减少走时计算误差。

2.2 偏移速度场建立

叠前时间偏移的成像效果很大程度上取决于速度模型的准确性，复杂构造的速度场建立是普光气田地震资料处理的关键。常规叠前时间偏移速度建模是利用叠加速度或DMO（倾角时差）速度平滑等处理后得到的初始模型进行偏移，输出稀疏的道集进行速度分析。该方法在复杂构造条件下存在2个缺陷：一是初始速度不能刻画复杂构造的倾角和速度的横向变化，CMP道集或DMO道集包含的信息并非来自地下同一个反射点，因此速度具有多解性［3］；二是稀疏速度分析要靠人工拾取，其密度往往不能控制复杂高陡构造的变化，影响速度精度。该次处理中，首先采用DMO速度作为基础速度，在稀疏速度线上进行偏移速度扫描，得到初始偏移速度，再利用初始速度进行叠前时间偏移，输出初步的偏移剖面，在初步偏移剖面上对主要速度层位进行拾取，以初始偏移速度为基础，利用井资料约束，得到一个与构造变化趋势一致的速度模型；最后利用叠前时间偏移和速度分析迭代的方法进行速度模型优化。利用高密度逐点速度分析技术，按照最大能量和道集拉平的判别准则自动拾取，实现了对每一个成像点的速度拾取，大大提高了速度模型的精度（见图3）。

图3 普光气田偏移速度模型

2.3 偏移参数选取

2.3.1 偏移孔径

偏移孔径是影响叠前时间偏移成像效果的主要因素之一，过小的偏移孔径使陡倾角的同相轴遭到破坏，同时造成振幅的剧烈变化，在剖面深部造成假的水平同相轴；偏移孔径过大，会降低低信噪比资料的偏移效率，过大的偏移孔径还会使噪声加强，信噪比降低［6］。因此，选择合适的偏移孔径显得尤为重要。偏移孔径的选择由地层最大倾角、偏移层速度和目的层埋深等决定，偏移孔径的计算公式为：

式中：R为偏移孔径，m；t为观察时间，s；v为偏移层速度，m／s；θ为地层最大倾角，rad。

为了合理选择偏移孔径参数，在公式估算的基础上进行了不同偏移孔径的对比试验，根据公式计算结果和试验结果分析，选用12000m偏移孔径效果较好。

2.3.2 反假频参数

假频基本有3种：野外地震数据采样不足造成的假频，偏移成像后数据采样不足造成的假频，偏移算法造成的假频。对于前面两种假频最有效的方法是加密采样点；对偏移算法造成的假频主要依靠合理选择反假频参数解决。反假频参数直接影响偏移剖面的频率，频率过高会造成高频噪声和假频现象的出现；频率过低会造成高频成分损失，影响成像质量［7］。根据地震资料频率扫描分析，90Hz以上的频率基本不需要保留，所以选定最大偏移频率为90Hz，并对反假频距离进行了对比试验，最后选择25m的反假频距离。

3 成像效果分析

通过上述技术对普光气田三维地震资料进行了重新处理，高陡构造成像得到明显改善，使该地区的地震资料品质有了大幅度提高。新的处理剖面与旧剖面（图4）对比发现，波形自然，信噪比高，反射同相轴连续性好，强弱关系明显，大倾角同相轴和盐丘边界成像得到明显改善。

图4 普光气田旧（a）、新（b）处理剖面对比

4 结语

获取较准确的初始偏移速度模型是作好叠前偏移处理的前提和基础。对CMP参考面进行平滑得到偏移面是简单实用的方法。普光气田地表条件及地下构造复杂，横向速度变化大，高频地表校正和起伏地表叠前时间偏移相结合的技术可以取得较好的成像效果。要彻底解决双复杂地区的准确成像问题，最终解决方案还是要从地表进行叠前深度偏移。

［1］苏勤，吕彬，田彦灿，等 .浮动面叠前深度偏移法在山前带复杂构造成像中的应用 ［J］.新疆石油地质，2009，30（5）：560～562.

［2］刘全新，李道善 .关于山地静校正和偏移基准面的一些认识 ［J］.天然气地球科学，2003，14（1）：57～59.

［3］Wiggins W.Kirchhoff integral extrapolation and migration of nonplanar data ［J］.Geophysics，1984，49（8）：1239～1248.

［4］方伍宝，朱海波，王汝珍，等 .基于起伏地表模型的偏移方法比较 ［J］.勘探地球物理进展，2007，30（5）：1～6.

［5］刘国峰，刘洪，李博，等 .起伏地表直接叠前时间偏移 ［J］.石油地球物理勘探，2010，45（2）：196～200.

［6］渥·伊尔马兹 .地震资料分析——地震资料处理、反演和解释 ［M］.刘怀山，等译 .北京：石油工业出版社，2006.395～405.

［7］马秀国 .叠前时间偏移成像处理技术在焉耆盆地应用研究 ［J］.石油地质与工程，2011，25（2）：39～41.