基于穩(wěn)相原理的菲涅耳帶傾角道集優(yōu)化技術(shù)研究及應(yīng)用

盧明德

摘 要：基于穩(wěn)相原理的菲涅耳帶傾角道集優(yōu)化方法在偏移過(guò)程基于穩(wěn)相原理，引入地層傾角，構(gòu)建傾角道集，結(jié)合第一菲涅耳帶成像原理進(jìn)行傾角道集的最優(yōu)化切除，實(shí)現(xiàn)偏移孔徑的時(shí)空變選擇，因此能夠在偏移過(guò)程中有效壓制偏移噪音，提高偏移成像分辨率。針對(duì)遼河大民屯地區(qū)構(gòu)造復(fù)雜、斷層發(fā)育、地層破碎、油層薄難于追蹤等各種地質(zhì)問(wèn)題，應(yīng)用此方法取得較好效果，成像分辨率大幅提高。

關(guān)鍵詞：偏移孔徑;穩(wěn)相;菲涅耳帶;傾角道集;分辨率

1 引言

為提高地震處理成像質(zhì)量，學(xué)者們提出了很多補(bǔ)償?shù)卣鹦盘?hào)的方法，如非平穩(wěn)反褶積方法、反Q濾波方法。其中非平穩(wěn)反褶積方法是從地震數(shù)據(jù)中提取非平穩(wěn)子波，可以跳過(guò)Q值的求取來(lái)解決粘滯性介質(zhì)的吸收衰減影響，但是此方法在求取空變非平穩(wěn)子波時(shí)存在一定誤差，沒有解決噪音及繞射影響，有一定局限性。針對(duì)偏移補(bǔ)償時(shí)的噪音問(wèn)題，有許多不同的解決辦法，如增益限定函數(shù)，傾角道集切除等。

基于穩(wěn)相原理，使得地層傾角的引入成為可能，因此從穩(wěn)相原理出發(fā)，通過(guò)偏移道集構(gòu)建傾角道集，然后結(jié)合菲涅耳帶成像原理，在傾角道集中進(jìn)行第一菲涅耳帶傾角道集優(yōu)化切除，可以有效去除偏移噪音的影響，大幅提高偏移成像的分辨率。針對(duì)遼河地區(qū)地震資料及地質(zhì)構(gòu)造特點(diǎn)，應(yīng)用基于穩(wěn)相原理的菲涅耳帶角道集優(yōu)化技術(shù)可以較好改善地震數(shù)據(jù)的偏移成像質(zhì)量。

2 方法原理

2.1 穩(wěn)相點(diǎn)原理

目前，在實(shí)際的地震資料處理疊前時(shí)間偏移過(guò)程中，通過(guò)偏移試驗(yàn)通常選取統(tǒng)一的偏移孔徑，為保證成像質(zhì)量，通常遵循最終孔徑大于最佳偏移孔徑這一原則，這樣不可避免的就會(huì)引入最佳偏移孔徑以外的噪音?；诜€(wěn)相算法的疊前時(shí)間偏移方法在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，很好的解決了這一問(wèn)題。

在粘性層狀介質(zhì)中，根據(jù)穩(wěn)相點(diǎn)原理，檢波點(diǎn)波場(chǎng)能量主要來(lái)自射線參數(shù)的穩(wěn)相點(diǎn)，射線參數(shù)的偏導(dǎo)數(shù)為0，從而可以得到檢波點(diǎn)反傳波場(chǎng)的方向余弦（lg，mg，ng），其中：

同理炮點(diǎn)的入射波場(chǎng)在穩(wěn)相點(diǎn)的方向余弦也可以表示為（ls，ms，ns），那么入射波場(chǎng)的方向余弦也可以表示為（l0，m0，n0）。

2.2 傾角道集的構(gòu)建及優(yōu)化切除

假設(shè)反射界面在沿測(cè)線方向x的地層傾角為θx，則矢量（cosθx，0，sinθx）恰好落在該反射界面內(nèi)，再將該矢量與界面法線方向余弦做點(diǎn)乘運(yùn)算，并進(jìn)一步整理可得：

穩(wěn)相原理在疊前時(shí)間偏移成像過(guò)程中，將數(shù)據(jù)分別按θx和θy的大小進(jìn)行分選和疊加，即可得到沿測(cè)線方向x和垂直測(cè)線方向y的兩個(gè)傾角域偏移道集。然后基于第一菲涅耳帶的成像理論，在傾角道集中給出隨地層角度變化的特定范圍內(nèi)的第一菲涅耳帶范圍曲線，實(shí)現(xiàn)時(shí)空變偏移孔徑的選取，從而提高最終偏移成像的信噪比。

3 基于穩(wěn)相原理的菲涅耳帶傾角道集優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用

遼河礦區(qū)大民屯凹陷的勘探重點(diǎn)面臨著構(gòu)造復(fù)雜、斷層發(fā)育、地層破碎、油層薄難于追蹤等各種地質(zhì)問(wèn)題，在局部開展基于穩(wěn)相原理的菲涅耳帶角道集優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐，此方法可較好提高偏移成像的信噪比，提升了對(duì)小斷層、微幅構(gòu)造的識(shí)別刻畫能力。具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下：

第一步，構(gòu)建傾角道集?；诔Ｒ?guī)偏移結(jié)果，根據(jù)工區(qū)地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)選取合適的傾角質(zhì)控線，然后給定地層傾角范圍及步長(zhǎng)，基于穩(wěn)相原理通過(guò)疊前地震數(shù)據(jù)構(gòu)建傾角道集，給定合適的傾角范圍及步長(zhǎng)。

第二步，在成像波場(chǎng)中按照側(cè)線方向和垂直側(cè)線方向構(gòu)建傾角道集，基于第一菲涅耳帶成像原理，在傾角道集自動(dòng)傾角拾取的基礎(chǔ)上進(jìn)行人工交互優(yōu)化拾取，應(yīng)盡量切除信噪比較差的數(shù)據(jù)，保留第一菲尼耳帶內(nèi)的高質(zhì)量道集數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)偏移算法中偏移孔徑的時(shí)空變。

第三步，基于優(yōu)化切除的傾角道集，進(jìn)行常規(guī)疊前時(shí)間偏移處理，通過(guò)傾角道集優(yōu)化后的疊前時(shí)間偏移結(jié)果較常規(guī)疊前時(shí)間偏移結(jié)果明顯提高了成像信噪比，有效壓制了偏移噪音及高頻噪音，對(duì)小斷層、微幅構(gòu)造的識(shí)別刻畫更加清晰。

4 結(jié)論

針對(duì)構(gòu)造復(fù)雜、斷層發(fā)育、地層破碎、儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)、油層薄難于追蹤等各種地質(zhì)問(wèn)題，研究并應(yīng)用了基于穩(wěn)相原理的粘彈性疊前時(shí)間偏移方法，通過(guò)穩(wěn)相原理引入地層傾角，使傾角道集的構(gòu)建成為可能，然后結(jié)合第一菲涅耳帶的成像原理完成對(duì)傾角道集的優(yōu)化切除，從而實(shí)現(xiàn)了疊前時(shí)間偏移孔徑的時(shí)空變選擇，大大壓制了偏移過(guò)程中由于偏移孔徑引起的偏移噪音，有效提高了地震數(shù)據(jù)的成像信噪比。