塔里木盆地沙丘地表區(qū)保幅和高分辨率地震資料處理方法研究

趙 安 （中石油塔里木油田分公司開發(fā)研究所，新疆 庫爾勒841000）

陳可洋 （中石油大慶油田分公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶163712）

周學(xué)慧 （中石油塔里木油田分公司開發(fā)研究所，新疆 庫爾勒841000）

林春華 （中石油大慶油田分公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶163712）

張興旺 （中石油塔里木油田分公司開發(fā)研究所，新疆 庫爾勒841000）

郭 正，趙莉萍 （西南石油大學(xué)研究生院，四川 成都610500）

塔里木盆地近地表分布著不規(guī)則的蜂窩狀沙丘和浮土，因此該地區(qū)的地表條件較為復(fù)雜，地震資料的高頻信號吸收衰減較為嚴(yán)重，導(dǎo)致原始地震資料品質(zhì)較差、信噪比較低［1-3］。為了解決上述問題，筆者對該研究區(qū)進(jìn)行了保幅高分辨率地震資料處理方法研究。

1 靜校正技術(shù)

折射靜校正方法是解決沙漠地區(qū)地震資料校正問題的有效方法，但該方法需要投入較大的人力和物力，同時原始資料的信噪比和折射波拾取的準(zhǔn)確性將直接影響著最終地震資料的成像精度。為此，該工區(qū)選擇采用含壓實效應(yīng)的沙丘曲線靜校正方法［4-5］。

炮點靜校正量和檢波點靜校正量的具體計算公式如下：

式中，tshotpoint為炮點靜校正量；Hd為固定基準(zhǔn)面高程；Hs為炮點高程；Hw為炮點井深；treceiver為檢波點靜校正量；V為替換速度；Hr為檢波點高程；Hh為潛水面高程；V0為最表層風(fēng)化層速度，通常為350m／s；C為壓實系數(shù)，一般取值為40。

含壓實效應(yīng)的沙丘曲線靜校正方法能夠較好地處理野外低降速帶資料測點不足、小折射及微測井本身局限性 （排列不夠長、井不夠深，面對巨厚沙丘測不到高速層）所帶來低降速帶資料不準(zhǔn)的難點，并由此解決長波長靜校正問題。經(jīng)該方法消除長波長靜校正后，再經(jīng)剩余靜校正計算可以進(jìn)一步提高地震資料同相軸的連續(xù)性和分辨率 （見圖1），從而為后續(xù)的保幅高分辨率資料處理提供高品質(zhì)地震數(shù)據(jù)保證。

2 噪聲壓制技術(shù)

目前，地震資料噪聲壓制技術(shù)已基本成熟，并呈現(xiàn)出多種有效的噪聲消除方法。根據(jù)塔里木沙丘地表區(qū)實際地震資料的特點，采用下列多種方法來提高地震資料的信噪比。

圖1 沙丘曲線靜校正應(yīng)用效果圖

2.1 十字交叉噪聲壓制

由于受地表條件影響，面波和折射波在共炮點域和共檢波點域特征往往不是線性的，在該域進(jìn)行線性去噪必然存在較大的誤差 （這容易破壞地震資料的振幅），而面波和折射波在三維十字交叉的頻率波數(shù)域內(nèi)均表現(xiàn)為線性特征 （見圖2和圖3），因此，采用十字交叉域線性噪聲壓制方法來實現(xiàn)面波和折射波的有效壓制，使其具有較好的保幅性。首先把屬于同一檢波線的所有炮按炮線順序排列在一起形成一系列的交叉 （檢波線和炮線之間可以是正交或斜交關(guān)系）排列組 （見圖2（b）），將這一系列的交叉排列組進(jìn)行三維傅里葉變換，轉(zhuǎn)換到頻 率-波 數(shù) 域 （FK域），此時的線性干擾 （特別是面波）在頻率-波數(shù)域中以圓錐體形態(tài)展布 （見圖2（a）），然后根據(jù)面波在頻率-波數(shù)域中的分布規(guī)律設(shè)計較為準(zhǔn)確的濾波函數(shù)，即合理選擇線性干擾視速度變化范圍和頻率以及衰減系數(shù)等參數(shù)，從而有效地壓制面波和折射干擾 （見圖2（c））。因此，利用該去噪方法可以實現(xiàn)保幅線性噪聲壓制。

圖2 單個十字交叉域道集去噪平面時間切片應(yīng)用效果圖 （200ms）

圖3 十字交叉域去噪前后單炮應(yīng)用效果圖

2.2 異常值自動剔除

由于該地區(qū)位于塔里木河泛平原，其水系發(fā)育，部分深水區(qū)域的接收道被空道和異常道代替 （圖4（a）），以往剔除上述異常干擾道時通常采用人工逐炮逐道剔除的方法，既費時又費力。根據(jù)異常道與有效道的在深層和淺層的振幅能量差別，為此采用自動識別異常振幅處理技術(shù)，即在深層和淺層均設(shè)計一個最大和最小均方根能量門檻值，從而快速有效地剔除全工區(qū)的異常道 （圖4（b）），在減掉的干擾道里不含有效信號 （圖4（c））。因此，利用該方法可以提高剔除異常干擾道的工作效率，并為后續(xù)的保幅高分辨率資料處理打下良好基礎(chǔ)。

2.3 多次波壓制

該研究區(qū)為火山巖地區(qū)，地層速度變化較大，造成多次波廣泛發(fā)育，這些多次波的存在降低了疊加資料的信噪比，因此有必要對其進(jìn)行保幅壓制處理。目前，一般采用線性拉東變換 （包括正反變換2種形式）進(jìn)行多次波壓制處理［4］。

圖4 變觀單炮記錄異常值自動剔除效果圖

由于多次波與有效波在速度上存在差別（多次波速度小于一次波速度），當(dāng)用一次波速度作動校正后的道集經(jīng)拉東正變換到τ-p域時，一次波的p值接近0，多次波的p值小于0，因而可以根據(jù)一次波與多次波在τ-p域中的分布范圍，將多次波能量進(jìn)行切除并保留一次波。然后把一次波波場反變換到時間-空間域，同時進(jìn)行反動校正，從而實現(xiàn)多次波的壓制。對比多次波壓制前后的速度譜和CMP道集 （見圖5）可知，深部較強的多次波低速能量團(tuán)和CMP道集上的彎曲同相軸得到了有效壓制。

圖5 多次波壓制前后的速度譜及其動校正CMP道集

3 地表一致性能量補償技術(shù)

由于該區(qū)塊激發(fā)和接收條件受近地表沙丘的分布影響較大，工區(qū)內(nèi)不同位置炮間、炮內(nèi) （道間）的振幅能量存在較大差異（見圖6 （a）），這對最終的疊加成像結(jié)果會造成較大影響。為此，采用基于速度控制點的球面擴(kuò)散補償方法、炮間和道間能量調(diào)整的地表一致性能量補償方法來解決上述問題 （圖6（b）），該方法具有相對保真的特點，可以為后續(xù)處理過程提供可靠的地震數(shù)據(jù)。

圖6 地表一致性能量補償不同位置單炮應(yīng)用效果圖

4 各向異性動校正技術(shù)

由于該研究區(qū)的橫向速度變化較大，在其遠(yuǎn)偏移距部分，利用常規(guī)動校正方法無法將遠(yuǎn)偏移距道集校平，導(dǎo)致存在一定的剩余動校正量，偏移距越大，該剩余量也越大 （見圖7（a）），最終不能得到較好的疊加成像效果。為此，根據(jù)Alkhalifah等［6］提出的各向異性動校正方法進(jìn)行速度分析。由于該研究區(qū)原始資料偏移距較大 （5949m），從常規(guī)動校正結(jié)果可以看出，反射波時距曲線不滿足二次項方程，遠(yuǎn)道出現(xiàn)過校正現(xiàn)象 （見圖7（a）），因而在該位置存在剩余動校正量，用常規(guī)的動校正方法無法消除遠(yuǎn)偏移距的影響。應(yīng)用各向異性動校正方法進(jìn)行處理后，遠(yuǎn)偏移同相軸道被拉平，道集內(nèi)遠(yuǎn)、近偏移距拉平程度相一致，從而達(dá)到將遠(yuǎn)偏移距剩余動校正量最小化的目的 （見圖7（b））。

5 高分辨率地震拓頻技術(shù)

5.1 兩步法地表一致性預(yù)測反褶積技術(shù)

近地表地質(zhì)條件對地震波的改造影響是一種低通濾波作用，既導(dǎo)致時間延遲又改變地震波的振幅和相位。為此，采用兩步法地表一致性預(yù)測反褶積技術(shù)來消除因地表因素引起的地震子波變化問題。兩步法地表一致性預(yù)測反褶積技術(shù)應(yīng)用效果圖如圖8所示。從圖8可以看出，采用該技術(shù)可以有效壓縮地震子波，同時使地震子波的形態(tài)與能量分布趨于一致，從而提高了地震資料的縱向分辨能力。

圖7 各向異性動校正應(yīng)用效果圖

圖8 兩步法地表一致性預(yù)測反褶積技術(shù)應(yīng)用效果圖

5.2 零相位反褶積拓頻技術(shù)

在完成小面元 （可提高地震資料的橫向分辨率）地震偏移處理后，為了進(jìn)一步滿足地震精細(xì)解釋要求，需要提供高分辨率的地震處理結(jié)果。為此，采用零相位反褶積拓頻處理技術(shù)，該方法在不改變相位的前提下，可以補償振幅的衰減和頻率的吸收損失，從而達(dá)到有效展寬地震頻帶、提高地震資料分辨率的目的。對比拓頻前后的地震剖面圖 （見圖9）可知，地震波組特征相對保持較好，且拓頻后的疊加剖面與連井剖面的合成記錄十分符合，說明該處理方法是準(zhǔn)確有效的。

6 結(jié) 語

針對塔里木復(fù)雜的近地表條件，對一系列保幅、高分辨率的地震資料處理方法進(jìn)行了探討。研究表明，采用沙丘曲線靜校正技術(shù)可以有效消除近地表的影響，從而保證地質(zhì)構(gòu)造解釋的合理性；采用噪聲壓制技術(shù)可以提高地震資料的信噪比；采用地表一致性能量補償方法能消除近地表因素引起的能量差異；采用各向異性動校正方法可以校平遠(yuǎn)偏移距道集，采用高分辨率地震拓頻技術(shù)可以提高地震資料的縱向分辨率，從而有利于微幅度構(gòu)造的精細(xì)刻畫。因此，上述保幅和高分辨率地震資料處理方法可以應(yīng)用在類似地區(qū)的地震資料解釋和綜合石油地質(zhì)研究中。

圖9 零相位拓頻應(yīng)用效果

［1］戴云，張建中 .長波長靜校正問題的一種解決方法 ［J］.石油地球物理勘探，2000，35（3）：315-325.

［2］賈麗華，曾慶才，段洪有，等 .塔中沙漠地區(qū)深層地震資料處理方法 ［J］.物探與化探，2002，26（3）：232-235.

［3］胡鵬飛，康艷芳，李鋼，等 .某盆地低信噪比地震資料處理方法研究 ［J］.石油地球物理勘探，2003，38（2）：203-207.

［4］陳可洋，吳清嶺，林春華，等 .含壓實效應(yīng)的沙丘曲線靜校正方法及其應(yīng)用 ［J］.礦業(yè)工程研究，2011，26（4）：64-68.

［5］陳可洋，吳清嶺，李來林，等 .松遼盆地三維地震資料連片處理關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用效果分析 ［J］.巖性油氣藏，2012，24（2）：87-91.

［6］Alkhalifah T，Tsvankin L.Velocity analysis for transversely isotropic media ［J］.Geophysics，1995，60 （5）：1550-1566.