海上资料去除多次波技术应用研究

马方正

摘 要：海上地震资料中多次波干扰非常发育，消除多次波一直是海上资料处理的重要环节。根据产生机理不同，海上多次波也分为不同类型。单一多次波压制方法很难达到消除多次波的好的效果。本文在分析海上资料多次波的不同类型和特征的基础上，合理选取延拓τ-p谱类确定性水层多次波压制方法、SRME压制非海底自由表面多次波方法以及高精度Radon压制剩余多次波方法，并进行优化组合，形成了一套海洋地震资料多次波压制的组合流程。实际资料的测试结果表明，采用所述的组合压制技术来消除海洋多次波是切实有效的。

关键词：海上资料；组合技术；确定性水层多次波压制、非海底的自由表面多次波压制；Radon变换

中图分类号： TE48 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）25-210-2

0 引言

多次波干扰压制是海上地震资料处理的关键。多次波消除效果的好坏严重影响后续地震资料处理效果的品质。已经发展了多种多次波压制的方法技术，如基于一次波和多次波之间剩余时差差异的方法，主要有CMP叠加、f-k滤波法、Radon变换、聚束滤波法等[1-3]，基于多次波周期性的预测反褶积方法，以及基于波动理论的多次波预测相减法，主要有波场外推法、反馈迭代法和逆散射级数法等。然而，实际资料处理时多次波情况一般都比较复杂，单一压制技术很难彻底压制多次波，需要针对实际情况采用优化组合的多次波压制技术，逐步衰减多次波。本文在分析海上资料多次波的不同类型和特征的基础上，合理选取确定性水层多次波压制、非海底的自由表面多次波压制以及RADON变换多次波压制方法，并进行优化组合，形成了一套海洋地震资料多次波压制的组合流程。实际资料的测试结果表明，采用所述的组合压制技术来消除海洋多次波是切实有效的。

1 海上资料多次波的产生机理及分类

1.1 海上多次波产生的条件

海上地震勘探中，通常会有比较强的波阻抗界面，例如海水层与空气界面以及海底与海水界面是两个较强反射界面，这样地震波在海水中传播时，就会形成来回于海面、海水以及海底之间的多次反射。另外，地下构造中的基岩面、强不整合面、火成岩和其他强反射界面，如石膏岩、岩盐、石灰岩等，都会形成强反射界面，从而产生多次波。

1.2 海上多次波的类型

根据多次波产生机理，多次波可分为以下几种类型：

①海底自由表面多次波

由于海底与海水表面形成的强反射界面，容易在海底与海水表面之间形成多次波，此为海底自由表面多次波，如图1所示。

②非海底自由表面多次波

地震波由地下构造中的基岩面、强不整合面、火成岩和其他强反射界面，如石膏岩、岩盐、石灰岩等，传播至海平面，并继续向下传播，再被地下地质构造强反射界面反射回来至地表，形成的多次波，如图2所示。

③层间多次波（非自由表面多次波）

地震波传播至地下以后，在地下地质构造的强反射界面之间多次反射传播，形成的多次波，即层间多次波，也是非自由表面多次波，如图3所示。

2 海上资料多次波压制方法技术流程设计

2.1 多次波压制技术预处理

由于多次波压制方法技术都需要近偏移距信息（包括零偏移距），因此，在进行多次波压制之前，要进行近道插值。采用线性τ-p变换进行波场的重建实现插值。技术流程如下：

①选择部分近偏移距范围数据，进行动校正；

②对动校正后的数据进行线性τ-p域插值；

③反动校正，得到近偏移距数据；

④结合原观测数据，得到全偏移距数据。

2.2 延拓τ-p谱类确定性水层多次波压制方法

海底自由表面多次波是在海水与海底之间多次传播形成，应用延拓τ-p谱类（确定性水层多次波压制）压制方法对此类多次波进行压制。此方法通过确定的周期对各个τ-p谱进行向下时移，由于海水反射系数为-1，用时移的τ-p谱和原来的τ-p谱进行相加，得到去除海底多次波的τ-p谱，再反变换回t-x域就达到了压制海底自由表面多次波的效果。

2.3 SRME方法压制非海底自由表面多次波

数据驱动的非海底自由表面多次波压制（SRME）技术是基于波动方程理论，是利用地震数据自身进行时空褶积来预测多次波，然后将多次波从原始数据中减去。每个多次波可被分解为若干个初至反射波（子反射）。因此，对于地震记录中的任何一个反射轴，可以看作为数据中自由表面多次波的某个子反射。通过将原始数据f有效波和多次波之间进行时空域褶积。所有的子反射就“被褶积”在一起，从而就可预测出所有的自由表面多次波。该方法是由数据驱动，与速度场无关，实际应用操作性强，可以很好地压制复杂地质构造中近道与自由表面有关的长周期多次波，且具有良好的保持振幅能力。多次波预测出来以后，再应用自适应匹配相减方法将多次波减去。

2.4 高精度Radon压制剩余多次波

对于海上资料，经过确定性水层多次波压制、非海底的自由表面多次波压制方法处理后，绝大部分多次波被衰减，但仍有一些能量强的复合多次波残余以及层间多次波，此类复合波波形在NMO道集上显示为畸变、能量强、无明显规律的多次波。因此，在NMO道集上进行高精度Radon，Radon后一次波能量集中在p=0附近，多次波能量分散在其他大p值处，将多次波能量切除，然后进行反Radon变换，就可实现剩余多次波的衰减。

3 海上实际资料测试

为了更好地说明此方法技术适用性和有效性，结合某区二维实际资料进行试处理。（见图4，图5）

从速度谱和叠加剖面效果对比图中可以看出，应用本文所述方法技术流程后，多次波去除效果明显，有效波凸现出来且无畸变，波组特征合理，连续性得到了改善，整体变化形态更加合理。

4 结论

本文所述延拓τ-p谱类确定性水层多次波压制、SRME非海底的自由表面多次波压制以及高精度Radon变换组合多次波压制法，可以分别针对海底自由表面多次波、非海底自由表面多次波和剩余多次波进行逐级压制，经实际资料验证，可以对海上资料多次波进行较好地压制。

参 考 文 献

[1] 李鹏，刘伊克，常旭.多次波问题的研究进展[J].地球物理学进展，2006，21（3）：888-897.

[2] 李列，谢玉洪，李志娜.海上多次波压制与成像方法研究进展[J].地球物理学进展，2015，30（1）：0446-0453.

[3] 郑磊.海洋地震资料多次波压制技术及应用[J].价值工程，2015，75-77.