部分去除表面多次波技術(shù)在淺水海域的應(yīng)用

范寶倉，謝 濤 （中海油田服務(wù)股份有限公司物探事業(yè)部，天津300451）

壓制多次波是海上地震數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵步驟之一。多年來，在地震數(shù)據(jù)處理實踐過程中，人們提出了許多壓制多次波的方法。而其中近年來出現(xiàn)的去除表面多次波 （SRME，surface－related multiple elimination）方法受到業(yè)界的廣泛關(guān)注和好評，尤其是在深水地震資料的應(yīng)用方面，因為該方法存在以下優(yōu)點[3，4]：不需要速度、構(gòu)造層位等信息，是完全數(shù)據(jù)驅(qū)動的；對近道多次波的壓制效果突出；基本無人為因素的干擾。SRME技術(shù)是一種基于波動理論的預(yù)測減去法，主要包括多次波模型預(yù)測與多次波自適應(yīng)匹配相減兩個步驟[1，2]。該技術(shù)是深水海域去多波的關(guān)鍵技術(shù)，鮮有其在淺水海域的應(yīng)用實例，主要原因在于：①淺海海底反射與直達波不能完全區(qū)分，在預(yù)測多次波模型時受影響。②預(yù)測的多次波模型存在互相干涉現(xiàn)象，在自適應(yīng)匹配相減階段，道集與多次波模型能量不易匹配，容易傷害有效波。淺水海域地震資料的這兩個特點阻礙了SRME技術(shù)在淺水海域的應(yīng)用。

針對常規(guī)SRME技術(shù)在淺水海域應(yīng)用的局限性，筆者展示了一種改進的部分去除表面多次波 （PSRME）技術(shù)。該技術(shù)與常規(guī)的SRME技術(shù)的區(qū)別在于多次波模型預(yù)測階段只使用了淺層部分數(shù)據(jù)，模擬較少階多次波，因此能夠較好地保持各階多次波的能量強弱關(guān)系，在自適應(yīng)相減階段可以較好地去除多次波而不會損傷有效波。利用P－SRME技術(shù)，對渤海A區(qū)淺海地震資料進行處理，并與常規(guī)SRME技術(shù)、拉冬域去多次波技術(shù)對比，效果較好。

1 方法原理

SRME技術(shù)一個基本假設(shè)是認為多次波可由一次波模型合成。假設(shè)M為與海底有關(guān)的多次波，其與地震數(shù)據(jù)體D、一次波P、震源子波S存在如下關(guān)系：

式中，D＝P＋M。從地震數(shù)據(jù)體D中減去多次波M 就得到了一次波P：

通過迭代的方式可以得到各階的多次波：

式中，n為迭代次數(shù)；f（n）為匹配因子。注意到在進行第1次迭代求第1階多次波時，由于一次波P無法預(yù)知，把地震數(shù)據(jù)體D作為一次波：

通過逐步迭代，一次波P（n）被逐步地更新。通過這種方式得到的多次波其運動學(xué)特征沒有問題，但高階多次波的振幅卻被過量地評估了：

從前面的分析可以知道，傳統(tǒng)的SRME技術(shù)有兩個特征：一是通過迭代的方式來求各階多次波；二是迭代初始條件認為一次波P是地震數(shù)據(jù)體D。這兩個特征使得高階的多次能量被過分評估，在SRME相減匹配階段是個不利因素。

P－SRME技術(shù)是對傳統(tǒng)SRME技術(shù)的一種改進。對于淺水區(qū)來說，不需要模擬高階的多次波；另外，可以用淺層部分數(shù)據(jù)作為一次波P，而不是用地震數(shù)據(jù)體D。由于模擬了較少階多次波，同時一次波P只選了淺層數(shù)據(jù)，更接近實際情況，因此能夠較好地保持各階多次波的能量強弱關(guān)系，在自適應(yīng)相減階段可以較好地去除多次波而不會損傷有效波。

2 應(yīng)用實例

筆者以渤海A區(qū)淺水地震資料為例，對該區(qū) 進 行 了 P－SRME 處理，并與常規(guī)SRME技術(shù)、拉冬域去多次波技術(shù)進行比較。A區(qū)域水深為100ms，在離海底約500ms處有一套硬基底，該基底的反射波在海底與基底間多次反射形成全程多次波，是去多次波主要對象 （圖1）。

圖1 研究區(qū)發(fā)育的主要多次波

圖2 研究區(qū)速度譜

圖3 拉冬域去多次波后疊加剖面

首先，利用拉冬域去多次波技術(shù)衰減多次波，它主要依據(jù)多次波與一次波的速度差在拉冬域濾除多次波。通過調(diào)查該區(qū)速度譜發(fā)現(xiàn)，硬基底2階多次波速度與有效波速度很接近（圖2）。在拉冬域，有效波與多次波并不能很好地分開。圖3是拉冬域去多次波后的疊加剖面，與圖1對比可以看出，雖然2階多次波得到了較好的衰減，但同時其掩蓋的有效地層也被去掉了。該區(qū)有效波與多次波的速度差異太小，導(dǎo)致了利用速度差去多次波技術(shù)的失敗。為此，選擇了預(yù)測減去法的SRME技術(shù)。它不依賴于速度，完全由數(shù)據(jù)驅(qū)動，通過預(yù)測基底的各階多次波再用減去法去除多次波。前面已闡明常規(guī)的SRME技術(shù)在淺水海域應(yīng)用具有局限性，因此采用了改進的P－SRME的技術(shù)。

圖4為在多次波發(fā)育帶選取的CDP道集及相應(yīng)的常規(guī)SRME模型與P－SRME模型，可以看出，PSRME模型雖然模擬的多次波階數(shù)要少，但各階多次波的能量強弱關(guān)系與原始道集更相近，更有利于相減階段模型與數(shù)據(jù)的匹配。采用相同的處理參數(shù)進行匹配相減，圖5是處理前后的道集，如圖5中箭頭所示，P－SRME由于其模型與原始道集有更好的能量匹配關(guān)系，其在近道衰減多次的效果要優(yōu)于傳統(tǒng)SRME的效果。圖6為去多次波前后的疊加剖面及相應(yīng)的自相關(guān)圖，從圖6中進一步看到，P－SRME技術(shù)在淺水海域去多次波的優(yōu)越性，常規(guī)SRME技術(shù)去多次波后還有殘留，而P－SRME技術(shù)去多次波更干凈，處理的剖面協(xié)調(diào)自然，被多次波掩蓋的地層得以顯現(xiàn)。

圖4 CDP道集及相應(yīng)的常規(guī)SRME模型與P－SRME模型

圖5 傳統(tǒng)SMRE技術(shù)與P－SRME技術(shù)道集對比

圖6 傳統(tǒng)SRME技術(shù)與P－SRME技術(shù)衰減多次波效果對比圖

4 結(jié) 語

傳統(tǒng)SRME技術(shù)由于其局限性，鮮有在淺水區(qū)域成功應(yīng)用的實例。筆者展示的P－SRME技術(shù)是對傳統(tǒng)SRME技術(shù)的一種改進，拓展了SRME的應(yīng)用范圍。通過對研究區(qū)的應(yīng)用表明，P－SRME技術(shù)在淺水海域有較好的應(yīng)用前景。

[1]Toxopeus.Advanced geohazards assessment in shallow water through the estimation of primaries by sparse inversion [A].2011SEG Annual Meeting [C].San Antonio，2011－09－18～23.

[2]李振春 .基于擴展偽多道匹配的保幅型多次波壓制方法 [J].石油地球物理勘探，2011，46（2）：207～210.

[3]Verschuur D J.Seismic multiple removal techniques：past，present and future[M].Houten：EAGE Publications，2006.

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