南黄海低信噪比地震资料处理技术

杜贤 逄建东 石雪锋 杜林轩 高丽军

摘要  随着南黄海油气勘探的展开，提高海相碳酸盐目标层低信噪比地震资料的成像，已成为地震处理工作的主要任务。针对其地质条件和原始资料特点，开展攻关试验工作，建立了叠前各种干扰波噪声压制，多次波联合衰减、中深部目标弱反射信号恢复技术、CRS共反射面元叠加技术、各向异性叠前时间偏移等关键技术方法组合的处理流程。处理结果表明，地震剖面的成像精度明显提高。

关键词  叠前去噪  多次波联合衰减  信噪比

1 前言  南黄海盆地，受多期构造作用的影响，南黄海构造复杂多变，断裂发育。其获得地震资料有如下特点：勘探目标为海相碳酸盐地层，速度高，密度大，层间物性差异小，反射弱，造成有效波的准确成像困难，内幕反射凌乱，边界模糊;噪音干扰类型多，微弱的有效反射信号掩盖在强能量的噪音干扰中;勘探区构造复杂，强反射界面起伏多变，造成多次波波场复杂;勘探目标层破碎、断层发育，成像精度差，成像剖面的品质较差。

2 处理技术

针对南黄海油气勘探的地质需求和地震资料处理难题，采取如下策略：以最大限度保护目标层弱反射信号为出发点，通过叠前针对各种噪音压制和多方法组合压制多次波，CRS共反射面元叠加提高地震信号的信噪比，采用各向异性叠前时间偏移成像处理为核心，提高复杂构造地震资料成像品质。处理中特别注意保护低频有效信号，提高低频信息的能量，以提高中深部目标层的成像质量。

2.1 叠前噪音组合的压制

2.1.1水鸟干扰压制技术

水鸟产生的干扰为低频干扰，在单炮记录上表现为线性干扰或带状干扰，既有正视速度也有负视速度特征，视速度低。针对水鸟干扰的特征，用F-K滤波和线性Radon变换进行去除。在炮集上做F-K正变换，則浪涌在F-K谱上表现为低频和低视速度区域，切除低频低速区域，做F-K反变换，则大部分浪涌干扰被去除，再在CMP道集上用线性Radon变换进行去除，经过这两步处理之后，水鸟干扰被基本去除。

2.1.2涌浪干扰和异常振幅去除技术

涌浪干扰，主要由检波器挂上异物如鱼网或电缆平衡不好而造成的下扰波，表现为附近的地震道上出现一串低频强振幅干扰。异常振幅干扰表现为低频强振幅特点，无规律的分布。针对其特点，采用区域异常衰减技术，基本思路是：在共炮点道集上给定的时窗大小，根据时窗大小开多个时窗，在时窗内计算均方根振幅，将均方根振幅分解为与Source、Detector、Cmp和Offset有关的四项，分别求分解后的四项的振幅与原始均方根振幅比之，存在噪声的项的比值将比附近道的比值大得多。在不同的时间段内，根据有效信号算得的比值，确定对应的合适的比值因子，应用于分解项中，得到新的分解项，合并新得到的四项的振幅，得到新的道集，区域异常振幅被完全压制。

2.1.3外源噪音的压制技术

南黄海地震资料外部震源干扰较为严重。主要是通过对外部震源的旅行时，外震源干扰波的频率及能量特征，外震源干扰波在不同数据集上的表现等特点，分辨出外震源，运用LIFT技术对其进行压制。

2.1.4 随机干扰的压制技术

采用中值约束矢量分解去噪技术压制随机干扰。它采用最大能量法，通过时移扫描确定信号方向，然后沿信号方向计算中值，以两中值组成标准矢量，进行矢量分解，判定平行矢量为相关量，垂直矢量为非相关量，运用减法消除噪声，达到去噪保幅的目的。

2.2 多次波联合衰减技术

多次波压制是海洋资料处理中一个永恒的难题。地下构造复杂，多次波的类型多，采用单一的多次波处理技术不能压制所有类型多次波的效果。

2.2.1 波动方程SRME压制多次波

SRME主要是衰减与自由表面相关的多次波，由于一次多次波与自由表面形态最为相近，因此能够得到很好的衰减。二次或二次以上的多次波，其路径往往会发生变化。只有近道路径与自由表面相似度高，对于二次或二次以上的多次波，SRME只能衰减其近道部分的能量。

处理中主要分为两步。

1）建立多次波模型由于此方法完全不需要地下信息。要正确地预测多次波，就必须保证所有所需的子反射均有记录或估计。如果某些子反射缺失或者有误差，那么就不可能正确预测包含这些子反射的自由表面多次波。资料处理中，必须除了填补所缺失的偏移距外，为了保证有完整的偏移距信息，还需要外推一定的负偏移距数据，以使多次波模型更准确。

2）匹配相减预测出多次波后，便可以在原始地震记录上减去计算出来的多次波模型，得到去除多次波以后的地震记录。相减过程分为两步：a.能量匹配，主要是把多次波模型的能量与原始地震记录能量匹配为一致;b.在能量一致的情况下再进行相减。为了达到好的效果，要试验选择相减数据窗口的大小。

2.2.2 预测反褶积压制周期性多次波技术

海上拖缆地震数据主要使用时间域预测反褶积和Tau-P域预测反褶积。究其原因有：海面和海底都是比较强的反射界面，容易形成海底鸣震和震源鬼波、接收点鬼波，在地震记录上比较容易识别的是海底鸣震。Tau-P域自适应反褶积比多道预测反褶积分辨率高，但信噪比有所降低，对低信噪比地震资料，使用多道时间域预测反褶积。

2.2.3高精度拉冬多次波压制技术

经过SRME及反褶积多次波的压制后，海底自由表面多次波及周期性多次波得到了有效的压制，中远道多次波成为了主要的衰减对象。高精度拉冬多次波衰减是通过有效波和多次波在速度上的差异到达多次波衰减目标的。对于中长周期多次波，其速度与有效反射存在很大差异，通过这个原理较好的压制中长周期的多次波。处理中采用了高精度拉冬变换来衰减中长周期多次波，通过对速度谱、道集和叠加剖面的分析，拉冬域多次波衰减达到了预期的目标，中长周期的多次波得到了有效的压制，突出了有效信号。

2.2.4 LIFT衰减多次波技术

在海上地震勘探中，近道多次波是最难处理的相干噪音之一，特别是在浅层气的影响下，近道多次波更是难以压制。常规衰减近道多次波的技术是预测反褶积组合内切除，该技术简单有效，但在衰减多次波的同时，有效信号也被去掉，破坏了道集的完整性，给后续处理带来一定的困扰。LIFT技术不是单一对模块，而是一种思想。是根据AVO原理模拟有效信号，通过局部时窗进行信噪分离。实践证明，能有效衰减近道多次波，又能很好地保留有效信号，为后续处理打下坚实的基础。

2.3 中深部目标弱反射信号恢复技术

在本区中、深目标为海相碳酸盐岩地层。受层间物性差异小的影响，内幕反射能量弱，通过上覆的强反射界面向下传播地震波损失严重，振幅衰减较快。同时，受强反射界面起伏和地层速度横向变化的影响，不同的构造部位上，相同旅行时间的地震波振幅衰减水平差异较大，常规的指数函数振幅补偿技术方法，只能按时间尺度进行统一的能量补偿，即没有考虑强反射界面对振幅损耗的影响，很难合理地恢复其原始能量关系。

为有效补偿由于岩性变化造成振幅衰减，试验时间-速度对的振幅公式进行改进，引用了与岩性密切相关的速度参数进行振幅补偿，改进后的时间-速度对振幅补偿公式为

式中：是補偿后的振幅，补偿前的振幅，t是地震波传播时间，是地震速度。基于时间-速度对振幅补偿技术引入了速度参数，考虑了地层岩性的变化。同时该技术即考虑了岩性变化对地震振幅衰减作用，又考虑偏移距变化对地震振幅的影响，具有保幅性。

速度分析的精度决定了振幅补偿效果的好坏，也关系到成像品质的优劣，为此采用了基于组合迭代思想的速度分析技术。在常规振幅恢复、叠前去噪、多次波压制和子波整形处理基础上，进行精细速度分析，反复迭代求取准确的区域速度后，进行时间-速度对的振幅补偿。通过速度函数补偿，中深层的弱振幅得到合理恢复。

2.4 CRS共反射面元叠加技术

基于共反射面元的思想，考虑反射层的局部特征和第一菲涅耳带内的全部反射，更多的地震道参与叠加从而提高了信噪比。CRS技术能够显著提高叠加剖面的信噪比特别是深层成像质量。通过部分CRS叠加还可以输出CRS超道集（即将相邻的多个CMP道集经过地层倾角和曲率的时差校正后叠加合并为一个CMP道集输出），用于后续的其他常规处理流程，效果好于原始CMP道集。CRS叠加技术可以改善地震资料的信噪比，分辨率，资料成像质量，

2.5 各向异性叠前时间偏移技术

在复杂构造地质条件与速度横向变化较大的地震条件下，地震波射线路径多变、波场复杂，基于地下各向同性介质的叠前时间偏移处理，很难取得良好的成像效果。基于各向异性的叠前时间偏移技术不仅能消除介质各向异性对成像精度的影响，断点、断面和层间接触关系更加清楚，而且能解决叠前反演共反射点（CRP） 道集大炮检距数据校正过量问题。

3 应用效果

经过采用上述关键处理技术成像，图上是原成果剖面，图下为用本文叙述方法处理得到对成果剖面，现处理剖面成像效果得到明显的改善，波组特征突出，目的层深层内幕反射品质得到提高，断裂特征刻画、资料信噪比及波组连续性有了明显的提高。

4 结论

南黄海前新生代勘探目标层构造复杂，层间物性差异小，地震反射能量弱，原始资料品质差，常规处理方法成像精度低。对于南黄海低信噪比地震资料成像处理，噪音剔除和多次波压制的基础，精细的速度分析，中深部目标弱反射信号恢复，CRS共反射面元叠加是提高成像品质的有效保障;采用各向异性叠前时间偏移技术，能够有效提高弱反射的振幅强度，改善了地震资料目的层的成像精度。

参考文献

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