地震道集優化方法范文

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《石油地球物理勘探雜志》2016年第二期

摘要

文中提出了一種與剩余時差無關的絕對值互相關道集拉平方法。將地震道與參考道進行絕對值互相關，得到初步時移量，利用相關系數、時移量的門檻值進行控制和優化，得到最終時移量，進而拉平道集，能適應道集不平的各種異常情況；采用譜均衡技術消除波形畸變，引入簡化的子波壓縮因子，計算不同角度子波振幅譜，并與參考道子波振幅譜進行對比，得到拉伸因子，可以解決動校拉伸引起的遠道頻率降低問題。在多個地區的應用結果表明，該方法能較好地校平疊前地震道集和去除遠道波形畸變，改善道集的品質。

關鍵詞

剩余時差；互相關；道集拉平；譜均衡；動校拉伸

1引言

隨著勘探精度的不斷提高，對地震道集的品質要求也越來越高。但在勘探開發的實際應用中部分疊前地震道集質量較差，動校正道集不平和遠道波形畸變是兩個重要的原因。常規采集中由于地層構造復雜［1］，CMP道集往往不滿足正常雙曲線時距方程［2］，常規速度分析與動校正存在剩余時差。而對于CRP道集，受介質各向異性的影響，疊前偏移后的道集往往也存在剩余時差；各向異性動校正是解決CRP道集剩余時差和動校拉伸的有效方法，但是各向異性參數動校正的效果依賴于各向異性參數的準確求取，這也是各向異性處理的一個難題。并且地震數據受采集、噪聲干擾、數據處理等因素的影響［3］，疊前道集動校正后同相軸不平。道集校平的方法很多，如精細速度分析和疊加［4，5］，道集相干技術［6］，相位匹配技術［7－9］等。上述方法對道集拉平各有效果，但也有各自的應用前提。如：要求道集信噪比較高，多次波被很好地壓制，相鄰同相軸的剩余時差較小，沒有極性反轉的現象。但實際道集情況復雜，有多次波殘留，或者有Ⅰ類或Ⅳ類AVO異常［10－12］，地震同相軸發生極性反轉，所以上述方法各自具有一定的局限性。

動校拉伸和遠道復合波疊加造成遠道地震波波形畸變。常規地震資料處理中采用的動校方法是傳統的逐點搬家法，這種方法在近炮檢距效果明顯。隨著炮檢距不斷增大，地震波高頻信息衰減，而且相鄰反射同相軸產生交叉，出現復合波，如果忽略這種變化，強行拉平道集，會造成遠炮檢距子波被拉伸，頻率降低。這些現象在常規處理的疊前道集中普遍存在，降低了道集品質，影響疊加成像效果，并且導致后續的疊前反演、AVO屬性分析、構造解釋等效果欠佳。Dunkin等［13］分析了動校正、速度和炮檢距引起的頻譜變化；Rupert等［14］提出了整體搬家動校正方法，通過同相軸數據塊的靜態平移和合并消除遠道數據同相軸的畸變；Shatilo等［15］對整體搬家法進行了改進；Bazelaire［16］提出時移雙曲線法，使同一反射界面寬度內反射波旅行時雙曲線相互平行；趙波等［17］、夏洪瑞等［18］提出了消除動校正拉伸的方法。針對上述問題，本文在常規速度分析動校正的基礎上，利用絕對值互相關道集拉平方法，選取合適的參考道，利用時窗、時移量、平滑參數、相似系數的控制，在振幅保真的前提下拉平地震道集；在道集拉平后，通過譜均衡進一步優化道集，在保持振幅隨炮檢距變化關系的同時，解決動校拉伸引起的遠道數據頻率降低的問題。

2方法原理及實現步驟

2．1絕對互相關方法原理地震共反射點道集中一個同相軸的數據代表來自同一反射點不同炮檢距的地震反射波，沿著炮檢距方向，同一反射點的地震反射波在相鄰道之間具有最大的相似性，因此同一時窗內不同炮檢距的各界面反射波在相鄰道之間具有最大相似系數。絕對值互相關方法主要包括：①應用絕對值互相關方法計算初始時移量場；②對時移量場進行校正及平滑；③利用時移量將地震道集校平。具體實現步驟如下。

2．2譜均衡動校拉伸校正方法譜均衡動校拉伸校正方法如下。（1）選取信噪比較高的近道部分疊加形成參考道。（2）提取參考道子波并計算子波振幅譜W0（f）。（3）正常速度場中遠道地震子波在時間上是近道（參考道）子波的壓縮。從第（3）、第（4）步可以看出，角度越大壓縮畸變越嚴重。利用計算出的拉伸因子進行補償，可在一定程度上消除相位合并產生復合波的現象，提高道集的分辨率，改善疊加效果。

3數據處理

3．1模型數據處理圖1b是一個未校平的地震道集模型，該道集的同相軸發生了極性反轉，并且該地震道集近道已經被拉平，遠道未拉平，不符合反射波時距曲線規律，模型噪聲較強，極性反轉處反射同相軸與噪聲基本相當。顯然常規處理中的速度分析和動校正已經不適用，不能拉平道集，而采用絕對值互相關方法可拉平該道集。選擇前10道平均作為參考道（圖1a），絕對值互相關系數的門檻值為0．7，系數低于0．7的不做拉平處理，窗長為60ms，包含了整個未校平的波組，最大時移量為29ms，圖1c為校平后的結果。可以看出，地震同相軸被拉平，極性反轉處沒有出現波形畸變，同相軸形態得到了很好的保持。圖2a為一個動校拉伸處理前的模型數據，從圖中的紅線可以看到兩個同相軸在近道是分開的，隨著炮檢距的增加，高頻信息衰減，兩個同相軸越來越近，出現了復合波。如果強行進行拉平校正，會造成遠炮檢距處子波被拉長，頻率降低。采用譜均衡技術，提取了模型前3道的子波振幅譜，并計算出各個角度（炮檢距）的子波振幅譜，求取拉伸校正因子，最后得到了動校拉伸校正后的道集（圖2b）?？梢钥闯觯瑑蓚€同相軸基本平行，遠道的復合波被分開，達到了處理要求。

3．2實際數據處理圖3a為A區實際資料道集不同方法處理結果對比?？梢钥闯觯兰瘎有Ｕ笕匀淮嬖谑Ｓ鄷r差，同相軸沒有完全被拉平，遠道頻率降低且有復合波。圖3a紅線標示處標明校正過量；有些同相軸沒有規律性（圖3a綠線和藍線標示處）。顯然常規的速度分析、動校正已經不能將該道集拉平，而且遠道復合波也不能消除。采用絕對值互相關拉平技術進行處理，選取前5道進行加權平均產生參考道，其互相關系數大于85％以上，窗長為80ms，可以包含其中任何波組，最大時移量為21ms。圖3b為道集拉平處理后的結果。可以看出，地震同相軸被拉平，基本消除了同相軸的錯位現象，提高了道集同相疊加精度。利用拉平后的地震道集進行譜均衡處理，主要是消除一些復合波，提取模型前5道的子波振幅譜，并計算出各個炮檢距的子波振幅譜，求取各炮檢距的拉伸校正因子進行校正，得到動校拉伸后的道集（圖3c）。可以看出，道集的連續性進一步增強，遠道的復合波得到了一定的消除。對比圖3中沿同一道集同相軸提取的振幅隨炮檢距變化曲線（沿圖3紅線同相軸提?。?，原始道集、絕對值互相關拉平處理和動校拉伸處理的振幅隨炮檢距變化曲線特征基本相同，說明地震振幅得到了很好的保持（圖3b下圖）。對優化前后的地震道集進行疊加。從優化前的剖面可以看出（圖4a），能量較強的同相軸連續性較好，剖面中段（黑框處）斷層發育，沉積復雜，信噪比、分辨率都較低，而且同相軸的連續性較差，構造解釋困難，容易產生多解性。從優化處理后的剖面（圖4b）可以看出，剖面的強同相軸更加光滑，中間區域（圖4b黑色框內）的信噪比、分辨率明顯提高，同相軸連續性顯著增強。圖5為圖4黑色框對應區域的放大圖。對比優化前后箭頭1～箭頭4所處位置，可以看出優化前（圖5a）由于同相軸的錯位和遠道的復合波，導致同相軸在該區連續性較差，使得地層接觸關系不清，層序界面解釋難度大；優化處理后（圖5b），同相軸連續性增強，地層接觸關系清晰，明顯降低了層序界面解釋的多解性。優化前箭頭1～箭頭2位置處可能會被解釋成河道或者是地質異常體，優化后剖面內異常體消失，主要是完整的削截關系；優化后箭頭3～箭頭4位置處可以明顯看出層序界面之上的上超接觸關系和界面之下的削截。優化后的剖面中具有更明顯的前積地震反射特征，前積反射的邊界更加清楚，為后續的沉積相及儲層預測研究提供更清晰的地震數據。

4結論

（1）本文方法是一種與剩余時差無關的絕對值互相關道集拉平方法，通過相關系數、時移量門檻值等參數的控制與調整，平滑優化得到剩余時差，能適應道集不平的各種情況；（2）采用譜均衡技術可以解決動校拉伸引起的遠道頻率降低現象；（3）通過道集優化，地震道集能實現同相疊加，改善疊加效果，提高地震剖面信噪比、分辨率和連續性，為構造解釋、沉積相研究及儲層研究提供合格資料。模型和實際資料的處理結果表明，本文方法是簡單、有效、實用的地震道集優化方法。

參考文獻

［1］熊翥．21世紀初中期油氣地球物理技術展望．北京：石油工業出版社，2006

［2］韓文功，印興耀，王興謀等．地震技術新進展．山東東營：中國石油大學出版社，2006

［3］蔡希玲，刁文川，周興元等．薄層反射波非零炮檢距的屬性特征．石油地球物理勘探.

作者：周鵬 張益明 劉志斌 劉春成 單位：中海油研究總院