在海洋地震資料處理中多次波識(shí)別與去除技術(shù)的應(yīng)用探討

陳耀

（安徽省勘查技術(shù)院，安徽合肥230031）

0 前言

多次波識(shí)別與去除技術(shù)方法較多，不同的技術(shù)適用于不同的海域與地震地質(zhì)條件，目前還沒有任何一種技術(shù)能夠適用于所有的多次波類型，并對(duì)其進(jìn)行有效的去除處理。多次波識(shí)別與去除技術(shù)一直是制約海洋地震資料處理精度的關(guān)鍵因素，因此，在處理海洋地震資料的過程中，如何合理匹配已有的多次波識(shí)別與去除技術(shù)，使其能夠應(yīng)用在最適合的范圍當(dāng)中，提升海洋地震資料處理效果具有極其重要的意義。

1 海洋地震資料多次波識(shí)別分析

1.1 深水區(qū)的多次波特征

多年來，在多個(gè)實(shí)際工作區(qū)域的海洋地震資料處理過程中，通過對(duì)多條測(cè)線的原始單炮記錄進(jìn)行多次波干擾分析，獲得如表1所示深水區(qū)多次波的顯示特征，其中典型測(cè)線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別對(duì)應(yīng)深水區(qū)的淺層、中層與深層。能夠發(fā)現(xiàn)海洋的深水區(qū)地震資料中，往往存在不同程度的海底全程多次波與繞射多次波，使中、深層的有效波反射能量變?nèi)酰瑖?yán)重影響構(gòu)造真實(shí)形態(tài)的反映，進(jìn)而對(duì)海洋油氣勘探等工作造成嚴(yán)重干擾。進(jìn)一步結(jié)合對(duì)應(yīng)典型測(cè)線不同位置的CMP大道集與速度譜分析可以發(fā)現(xiàn)，深層低速區(qū)擁有較強(qiáng)的能量團(tuán)，這也說明了深水區(qū)資料中存在海底全程多次波和繞射多次波。

表1 深水區(qū)資料多次波的特征顯示Table 1. Characteristics of multiple waves of deep water data

1.2 淺水區(qū)的多次波特征

總結(jié)以往的處理經(jīng)驗(yàn)會(huì)發(fā)現(xiàn)，海洋深水區(qū)與淺水區(qū)的數(shù)據(jù)處理過程存在較大差異，在處理淺水區(qū)地震資料的過程中，可采用二維測(cè)線，對(duì)比原始單炮與初疊加剖面，若測(cè)線所在位置存在明顯的強(qiáng)能量，則說明該位置存在全程多次波、層間多次波、海底鳴震的干擾，這些干擾混淆在資料當(dāng)中，將對(duì)相關(guān)識(shí)別與追蹤勘探產(chǎn)生嚴(yán)重干擾，需要對(duì)其進(jìn)行識(shí)別和去除處理，才能有效保證相應(yīng)地震資料的有效成像[1]。

進(jìn)一步采用原始單炮的增益顯示，可以判斷近偏移距位置上，是否存在鳴震和層間多次波的干擾；對(duì)相應(yīng)單炮進(jìn)行自相關(guān)分析，可以發(fā)現(xiàn)干擾具有明顯的周期性和重復(fù)性特征，對(duì)這種特征進(jìn)行有效總結(jié)，能夠?yàn)楹罄m(xù)的多次波去除處理，提供有效思路。

在分析原始資料的速度譜時(shí)，若發(fā)現(xiàn)一次有效波正常的能量團(tuán)下，存在豎向形態(tài)的強(qiáng)能量團(tuán)，則說明原始資料存在層間多次波干擾和鳴震干擾；分析原始資料的初疊加剖面，若在剖面圖上觀察到了有效波形成的同相軸以外的同相軸，且這些同相軸具有周期性和固定頻率，則說明原始資料存在鳴震干擾。

2 多次波去除技術(shù)在海洋地震資料處理中的應(yīng)用

在明確海洋地震資料中多次波干擾的基本特征后，分別對(duì)深水區(qū)資料與淺水區(qū)資料的不同類型的多次波進(jìn)行去除處理，可驗(yàn)證和實(shí)踐當(dāng)前已有的多種多次波去除技術(shù)。

2.1 深水區(qū)地震資料多次波的去除處理

近年，我們?cè)趯?duì)我國某海域多個(gè)地區(qū)海洋地震資料進(jìn)行處理解釋時(shí)，應(yīng)用多次波去除技術(shù)對(duì)資料進(jìn)行了處理與分析。在分析深水區(qū)原始地震資料的過程中發(fā)現(xiàn)，全程多次波干擾與繞射多次波干擾較強(qiáng)，其中海底全程多次波主要位于資料的中、深層，而強(qiáng)能量的繞射多次波，則主要存在于原始地震資料的淺、中層，且這類多次波的頻率特征十分明顯。對(duì)深水區(qū)地震資料中的多次波進(jìn)行去除處理，采用了多種方法（如表2 所示）。其中，SRME 技術(shù)在多次波處理當(dāng)中的應(yīng)用已經(jīng)較為廣泛，對(duì)于自由表面有關(guān)的多次波，能夠起到很好的去除效果，在實(shí)際處理地震資料的過程中，對(duì)近偏移距位置的各種多次波的處理效果，尤其明顯。而高精度拉東變換方法的應(yīng)用，能夠?qū)χ羞h(yuǎn)偏移距位置的強(qiáng)能量的多次波，進(jìn)行有效處理。利用這兩種方法可以去除原始地震資料當(dāng)中的大部分多次波干擾，其余繞射多次波與殘余多次波，則采用其他方法進(jìn)行去除處理，收效良好。

表2 深水區(qū)地震資料多次波去除處理方法Table 2. Multiple removal processing method for deep water seismic data

應(yīng)用SRME 技術(shù)，在無法明確海底地質(zhì)構(gòu)造、地層速度與介質(zhì)性質(zhì)等信息時(shí)，同樣可以利用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)計(jì)算方法，且不需人工過多的參與；在處理過程中，也不需要了解多次波的周期性與特別頻率等特征，只要處理對(duì)象的發(fā)育機(jī)理與自由表面有關(guān)，通過SRME技術(shù)都可得到顯著的去除效果。但在實(shí)際應(yīng)用過程中，SRME技術(shù)對(duì)多次波的去除效果，會(huì)在一定程度上受到地震資料中的假頻、資料的各向異性、全偏移距的覆蓋范圍等限制和影響。

在海洋地震資料處理過程中，為進(jìn)一步獲取精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，去除與自由表面有關(guān)的多次波主要流程如下：①數(shù)據(jù)的重建，主要目的是去除噪音、近道差異與振幅；②建立多次波的模型；③結(jié)合原始數(shù)據(jù)進(jìn)行自適應(yīng)相減，并獲得去除后的地震數(shù)據(jù)[2]。經(jīng)過一系列的處理之后，有效了解了資料中深層位置接近于海底形態(tài)的多次波，并進(jìn)行了處理，有效波的成像效果得到了極大改善。在此基礎(chǔ)上，再采用高精度拉東變換方法，來處理中遠(yuǎn)偏移距位置的多次波干擾，對(duì)比多次波處理前后的單炮記錄效果能夠發(fā)現(xiàn)，中遠(yuǎn)偏移距位置的有效波的信息和特征得到了明顯加強(qiáng)。

海洋地震資料處理過程中，強(qiáng)能量的繞射多次波干擾處理難度相對(duì)較大，這主要是因?yàn)檫@種多次波在速度與周期性上的規(guī)律不明顯，所以常規(guī)的多次波去除技術(shù)很難得到理想效果。對(duì)此，可從另一個(gè)角度思考，借助其能量、頻率、視速度與有效波之間的明顯差異，采用FK 濾波、自動(dòng)分頻壓噪等方法對(duì)其進(jìn)行去除。需要注意的是，在去除繞射多次波的過程中，需要對(duì)有效波頻率成分做好保護(hù)措施。經(jīng)過總結(jié)與歸納，最終形成如表3所示的組合技術(shù)方案。

表3 深水區(qū)地震資料多次波去除的組合技術(shù)方案Table 3. Combined technical scheme for multiple removal for deep water seismic data

2.2 淺水區(qū)地震資料多次波的去除處理

通過上述分析能夠了解到，淺水區(qū)的地震資料主要存在全程多次波、層間多次波與強(qiáng)能量的鳴震干擾，經(jīng)過對(duì)比分析，層間多層次干擾和鳴震干擾的周期性更加明顯，其發(fā)育集中在近偏移距的范圍當(dāng)中[3]。近年，在對(duì)我國黃海地區(qū)某海上地震資料進(jìn)行處理解釋時(shí)，首先采用TAU-P域反褶積法進(jìn)行壓制多次波處理；除此之外的全程多次波與殘余多次波，以其在遠(yuǎn)偏移距位置與有效波之間的動(dòng)校正時(shí)差特征為主要依據(jù)，采用高精度拉東變換技術(shù)方法進(jìn)行去除。對(duì)比處理前后的地震資料成像效果，多次波去除的效果十分良好，有效突出了海底以下地質(zhì)構(gòu)造的真實(shí)形態(tài)。

圖1 去除多次波前后的CMP道集對(duì)比Figure 1. Comparison of CMP channel sets before and after removal of multiple waves

圖2 去除多次波前后的單炮對(duì)比Figure 2. Single shot comparison before and after removal of multiple waves

圖3 去除多次波前后的速度譜分析Figure 3. Velocity spectral analysis before and after removal of multiple waves

圖4 多種方法組合去除多次波前后的局部疊加剖面對(duì)比Figure 4. Local superposition profile comparison before and after multiple removal by multiple methods

圖1～5 是某海域地區(qū)二維地震資料處理去除多次波前后的效果對(duì)比圖?？梢钥吹?，圖1、圖2在去除多次波后，CMP道集、炮集的近、中、遠(yuǎn)偏移距上的強(qiáng)多次波都得到了良好的壓制，且有效波的波形保真度良好；圖3 在去除多次波后速度譜的反射能量團(tuán)集中、速度分析質(zhì)量明顯改善；圖4、圖5 經(jīng)過多種方法組合去除多次波后，疊加剖面上多次波衰減干凈，殘存多次波能量較弱，有效波組突出，地質(zhì)構(gòu)造清晰可辨，剖面信噪比有明顯提高。

圖5 多種方法組合去除多次波前后的局部疊加剖面對(duì)比Figure 5. Local superposition profile comparison before and after multiple removal by multiple methods

3 結(jié)束語

綜上所述，雖然海洋地震資料的處理技術(shù)在不斷發(fā)展，處理精度不斷提高，但是多次波的壓制技術(shù)仍然是海洋地震資料處理精度提高的一個(gè)難點(diǎn)。探究多次波識(shí)別與去除技術(shù)在海洋地震資料處理中的應(yīng)用，對(duì)提升當(dāng)前海洋油氣勘探效率、提高準(zhǔn)確性與安全性，具有重要意義。在實(shí)際海洋資料處理過程中，應(yīng)針對(duì)不同的海洋環(huán)境下不同類型的多次波，通過對(duì)原始資料進(jìn)行詳細(xì)分析，結(jié)合使用多種多次波去除技術(shù)，做到取長補(bǔ)短、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，形成組合應(yīng)用方案，能夠獲得更好的應(yīng)用效果。