黄土塬直测线地震资料处理关键技术应用研究

2017-08-16张戈王爽许建权于强鲁卫华

化工管理 2017年20期

张戈王爽许建权于强鲁卫华

（1.中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西西安710077；2.中国石油集团勘探开发研究院西北分院，甘肃兰州730020；3.长安大学地球科学与资源学院，陕西西安710054；4.中国石油勘探开发研究院，北京100083）

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鄂尔多斯盆地黄土塬区表层地震地质条件极其复杂，地震直测线有效信号衰减严重，静校正问题突出，干扰多样且强烈，原始地震资料品质很差，如何得到高质量的地震资料以满足精细勘探的要求，是黄土塬直测线地震资料处理的难题。为此开展了针对性的处理技术方法研究。

黄土塬；直测线；层析静校正；叠前去噪；地表一致性处理

1 黄土塬直测线地震资料的特征

黄土塬地区分布着众多的河道、支沟、毛沟和塬。其中河道、支沟和毛沟黄土较薄，有的地方甚至地层出露，因此在地震采集时，有效避免了巨厚黄土对信号传播和静校正的不利影响。而在塬上，黄土巨厚，低降速带纵横向变化剧烈，造成地震信号衰减严重，各种干扰波发育，地震资料主频低（小于30Hz），静校正极其困难（图1）。

图1 黄土塬直测线的原始单炮

2 黄土塬直测线处理的关键技术

2.1 层析静校正技术

层析静校正技术是一种利用单炮初至进行近地表速度反演的方法,在层析反演中,将地质模型假设由速度单元组成,每个单元是常速。单元之间的速度不同,速度模型为首先给定一个初始的速度模型,通过射线追踪计算初至时间,它与实际旅行时的差被用来计算速度模型的修正量,模型修改后,再计算基于新的速度模型的初至旅行时,最终构成了一个迭代过程。当正演旅行时和实际初至时间之差小于某个阈值时,就得到了最终的速度分布。

图2 层析静校正后的单炮

图1为应用该静校正技术前的单炮，初至扭曲剧烈，有效波双曲线形态发生畸变；应用之后，单炮初至变得规则，有效反射的双曲线形态显现出来，规则干扰也更加清楚（图2）。应用不同静校正方法的叠加剖面对比，应用普通的初至折射波静校正后的叠加剖面成像不清，剖面右半部有存在严重的长波长静校正问题；而应用层析静校正叠加之后，剖面成像清晰，地层平直，长波长造成的构造假象消失，符合该地区的平缓单斜的大地构造背景特征。

2.2 叠前去噪技术

黄土塬直测线一般干扰波复杂多样且能量强，严重掩盖了有效信号，主要包括强面波、声波、异常振幅、低速线性干扰和随机噪声等干扰。大多数噪音都有其自身的特性，并且在不同的域（炮点域、共检波点域）上有其特定的表现形式。因此，可以针对不同类型的噪声，采用不同的方法加以去除。

2.2.1 面波去除技术

黄土塬地区面波的特点是低频、低速、能量较强，分布于特定的三角区域内。根据这种特点，设计低通算子，作用于面波干涉带中，将面波能量滤出，再从原记录中减去，达到在叠前压制面波的目的，它类似于内切除的方法，首先确定出面波存在的区域范围，然后根据提供的面波主频分离出面波。该方法的优势是消除面波的同时最大限度地保留地震信号的低频有效成分，使信噪比、分辨率都有所提高。

图3 面波压制前后效果对比

图3为经过面波处理后的单炮记录，a图存在较强的面波，导致有效信号仅仅在远偏移距有模糊的影子。经过处理后，面波基本去除干净，不仅远偏移距的有效信号清晰，近偏移距的有效信号也显示出来（b）。

2.2.2 T-X域多道倾角滤波

在黄土塬地区，通常存在着多组视速度较为接近的线性干扰，其频率范围接近于有效波，能量较强。通常对线性干扰的压制一般根据干扰波和有效波速度上的差异，采用F—K窄带阻方式进行滤波来实现。这种方法适用于针对单一视速度的线性噪声的消除，但是在黄土塬地区，地震记录中线性噪声通常多组同时出现，而且同一噪声在不同的单炮记录上的视速度也存在微小的变化，也就是说，线性噪声的视速度不是固定不变的，而是分布于一个区域（扇形）内。如果采用常规的F—K滤波，当空间采样间隔较大或者给定的视速度范围较宽时，F—K滤波会产生空间假频。

为避免上述不利影响，采用多道倾角滤波技术，在T-X域压制线性干扰波。其方法原理是基于以下两个假设条件：一个是干扰波具有线性同相轴；另一个是干扰波视速度与有效波视速度有一定的差别。该方法是针对叠前相干噪声采用倾斜叠加法的去噪方法，在T-X域内分频后将相干干扰自动地识别出来加以滤除，其他部分则不受影响。该方法采用减去法消除线性噪声，能够有效地识别和压制炮集记录中的线性干扰，改善叠加剖面的质量。

黄土塬直测线叠前去线性斜干扰在炮集上的效果对比，可以看出线性干扰得到压制，有效波增强，剖面信噪比有了很大提高。

2.3 地表一致性处理技术

地表一致性处理包括地表一致性振幅补偿、地表一致性反褶积、地表一致性剩余静校正及相位校正技术。

2.3.1 地表一致性振幅补偿

地表一致振幅补偿能校正和补偿地震信号在传输过程中由于非均质性所引起的能量衰减和振幅差异。地表一致性振幅补偿可以消除因激发、接收因素造成的横向振幅不均匀现象。振幅补偿前、应用球面扩散振幅补偿和地表一致性振幅补偿后的叠加剖面对比，可以看出地表一致性振幅补偿整体能量均衡，效果最好。

2.3.2 地表一致性反褶积

地表一致性反褶积可以克服地表和近地表因素对子波产生的影响，达到调整子波的目的。针对输入道的振幅谱求取共炮域、共接收点域、共中心点域和共偏移距域四分量的对数振幅谱，设计最小相位反褶积算子，对输入地震道做反褶积，从而提高地震资料的分辨率。经地表一致性反褶积后资料分辨率有了明显提高。

2.3.3 地表一致性剩余静校正

该方法是针对共中心点道集内地震道的反射时间做四分量求解，各个单独的道与标准道互相关计算出每一道的静校时移值，生成地表一致性炮点剩余校正量、检波点剩余校正量和剩余动校正量。

3 处理效果分析

根据原始地震资料的特征，利用上述关键性技术叠前处理后，黄土塬地区直测线的品质有了显著的提高，成果数据上浅、中和深主要目的层成像清晰，可连续追踪。三叠系顶部侵蚀面TJ9反射清晰可见，中生界标志层长7油页岩反射清楚，深层山西组底部煤层Tc2反射全区可连续对比追踪，内幕反射清楚。地震处理成果为提高石油勘探的成功率提供了良好的基础数据。