Question

地震资料处理技术

Answer 1

由于崎岖海底的存在，横跨海底界面强烈的侧向速度变化使得下伏地层随着海底起伏，构造形态严重畸变，根本不能反映构造的真实面貌，严重影响了下伏地层的地震成像。近年来，针对崎岖海底采用多种手段，从实验室正演模拟、采集参数的试验、处理方法及时深转换等做了大量的一系列的攻关，进一步揭示了深水崎岖海底区地震波传播的本质特征，及崎岖海底对地震波的影响机理和成像畸变的因素；通过对崎岖海底区地震处理的攻关，特别是对崎岖海底区绕射多次波的压制改善了地震资料的品质；通过对层替换技术、波场延拓技术、叠前深度偏移处理等多种方法进行了处理试验，确定了叠前深度偏移对崎岖海底的处理流程，解决了由崎岖海底造成的构造畸变问题。

同时，在长电缆大偏移距条件下，有些常规处理技术已不能应用，如以双曲线反射走时为基础的动校正，速度分析和水平叠加以及压制多次波的方法。近来国际上速度分析的研究可归纳为三个方面：一是叠前速度分析方法向非双曲线反射走时方程为基础发展，二是改善层速度的计算方法，三是偏移速度分析方法发展迅速，这与叠前深度偏移的兴起有关，主要是层析成像方法。

（一）已有地震资料分析

深水区多年度陆续采集了部分地震资料，有些资料由于年代久远已无法利用，为此已有地震资料分析主要有目的地针对1979年和1997年采集的地震资料进行分析。主要针对噪音分析、主要干扰波类型、多次波发育分布情况等方面进行分析。

1.噪音分析

噪音分析主要是评估涌浪噪音的分布频带和固有噪音的主要频带，我们采用的分析手段主要是FK分析和频谱分析。涌浪噪音主要是低频噪音，其频带主要集中在10Hz以下。固有噪音的频带主要集中在30～65Hz之间，其主要噪音源是地震采集船的螺旋桨转动。

2.主要干扰波类型、多次波发育分布分析

主要干扰波类型、多次波发育分布分析主要是评估干扰波类型、多次波发育的主要频带。采用的分析手段主要是FK分析和频谱分析。干扰波的主要类型是线性干扰。线性干扰波的主要频带分布集中在20Hz以下。

多次波主要表现为海底多次等长周期多次波，其频带分布与一次波极其相似，主要能量集中在30～60Hz之间，能量较一次有效反射强，掩盖了有效的一次波反射，并等时重复出现。其次，多次波还表现为崎岖海底区的绕射多次波。由于存在崎岖不平的海底，海底多次波在地震剖面上的反映也不一致，海底较平时，由于多次波和正常地层速度上的差异，可以通过Tau-P域去多次等传统的方法来消除，但海底崎岖造成海底的角度很大的斜层，这种很强的海底斜层产生的多次波，由于其速度和下覆地层没有太大的差别，就很难通过常规的方法来消除，使得地震剖面的中深层横向能量很不均匀，造成偏移剖面划弧现象（图5-1）。

这些多次波不但严重干扰了凹陷内有效反射，造成凹陷内地震资料信噪比极低，而且对基底反射也产生较强的干扰，严重影响了该地区地震资料的地质解释和研究。因此，压制和消除多次波成为深水地震资料采集和处理的重点。

通过分析，复杂海底与地下结构是影响该地区资料品质的主要因素。深水地震资料具有以下特点：海底构造复杂，水深变化剧烈，侧面反射以及斜坡带内能量反射很弱；噪音以低频干扰、中深层高频干扰、异常值为主；浅层的频带较中深层宽，中深层信噪比和分辨率低；多次波干扰以深层海底及长周期多次波为主，能量强，存在散射多次波；崎岖基底引起的中深层速度拾取复杂。

图5-1 崎岖海底区强绕射多次波

（二）处理技术方法

根据对原始资料的分析，对工区地质情况的调查，结合地质任务和处理要求，采取的处理对策为：SRME、高精度拉冬和LIFT技术组合多次波衰减技术；通过确定性子波处理和沿海底构造处理的串联组合多道反褶积技术压制延续相位；针对信噪比很低的斜坡带，采用频谱整形技术提高该区域资料的信噪比；针对凹陷内随机噪音严重的地方，采用多域去噪技术提高信噪比；进行高精度速度分析，构造复杂部位加密控制点，对目标区前后剖面进行认真对比，反复迭代以提高速度分析的正确性及合理性；利用叠前深度偏移解决该区崎岖海底及高陡构造成像问题。

1.多次波衰减技术

衰减多次波是本次地震数据处理的重点和难点之一。虽然压制多次波的方法有很多，但没有一个能在所有条件下除去所有的多次反射波。

针对工区多次波具有的特征，经过多次试验，采取了SRME（海底多次波衰减）、高精度拉冬及LIFT多域组合多次波衰减技术，通过三步法对多次波进行逐步压制，并取得了非常理想的效果。

在海上地震勘探中，近道多次波是最难处理的相干噪音之一，特别是在浅层气的影响下，近道多次波更是难以压制。常规衰减近道多次波的技术是预测反褶积组合内切除，该技术简单有效，但在衰减多次波的同时，有效信号也被去掉了，破坏了道集的完整性，给后续处理带来一定的困扰。

本次我们研发了一种有效衰减近道多次波的LIFT技术，该技术是根据AVO原理模拟有效信号，通过局部时窗进行信噪分离。实践证明，该技术既能有效衰减近道多次波，又能很好地保留有效信号，为后续处理打下坚实的基础。

2.串联组合反褶积技术

海洋地震资料因为采集时气枪沉放离海面有一定的深度，所以在气枪因压力爆炸后的瞬间会产生较大的气泡升至海面，再加上涌浪的干扰，期间的信号因此来回摆动，所以经检波器接收到的信号中就产生了延续性的相位。此次采集所产生的延续相位在浅水和深水区的深层均有较强的体现，有的甚至覆盖有效信号。所以针对严重的延续相位，采用了确定性子波反褶积和多道反褶积串联组合来压制，并取得了较为理想的效果（图5-2）。相比统计性子波反褶积，确定性子波反褶积更有针对性，且有效地保护了浅层信号、频率振幅特征。

图5-2 串联反褶积效果图

3.频谱整形技术

针对斜坡带与基底低信噪比区域，在迭代前采用了频谱整形技术来提高信噪比（图5-3）。

图5-3 频谱整形效果对比图

4.多域去噪技术

斜坡、凹陷等处能量反射很弱，造成信噪比很低，采取多域去噪技术提高信噪比。多域去噪方法是利用信号和噪声在不同域的差异，将干扰波与有效波的差异最大化，分别在炮域、共偏移距域，运用拟三维FXY滤波、线性干扰消除等技术提高地震资料的信噪比（图5-4）。

图5-4 多域地震资料信噪比对比图

5.高精度速度分析技术

在常规数据处理方法中，速度分析普遍采用相干性度量法。这种方法没有考虑相近或干涉同相轴、剩余静校、非双曲型时差等有关的噪声以及其他非随机噪声的影响，因此影响了时间和速度分辨率。本次处理采用的是最新研制的相位相关统计方法，这种方法的优点是在时间和速度分辨率上比常规方法更高更可靠，更有助于对小幅度构造的分析和解释。

时间分辨率的检测：合成CDP道集中，两组同相轴中间隔均为30ms，从图5-5中可以看出，相位相关统计速度谱与常规速度谱相比，时间分辨率明显提高。

速度分辨率的检测：使用同一时间而采用不同速度的两个同相轴，速度差由大到小不断变化，观察速度谱中能量团，直至分不开为止。从图5-6中可以看到，当常规速度谱中能量团已分不清楚时，使用本方法，同一深度的两个能量团可清楚地分开，特别在深部，效果更为明显。

图5-5 两种速度谱分辨率对比

图5-6 两种速度谱能量团对比

6.叠前深度偏移（PSDM）成像技术

崎岖海底最核心的问题就是：由于存在崎岖不平的海底，横跨海底界面的侧向速度强烈变化，使得地震射线路径复杂，时距曲线为非双曲线，常规处理方法中的CMP道集不再是共反射点道集，叠加剖面不再是零偏移距剖面，造成下伏地层的成像差及构造形态的严重畸变。陈礼、葛勇等人利用理论模型讨论了用常规时间偏移、叠后深度偏移及叠前深度偏移技术解决深水崎岖海底地震成像问题的有效性。通过对深水模型数据各种偏移结果的对比分析认为，常规时间偏移和叠后深度偏移均不能解决崎岖海底地区地震成像问题，而叠前深度偏移是解决这一问题的有效方法。

叠前深度偏移技术通常用来实现复杂构造准确偏移成像，解决复杂地质问题。对于地下深度成像而言，最棘手的问题不是偏移方法，而是地下速度模型的建立。深度偏移是一个迭代过程，是一个不断建立模型、试验模型、运行偏移，根据成像修正模型的反复过程。叠前深度偏移对地下形态基本不作假设，速度深度模型直接用叠前资料建立，地下速度纵横向均可变化，CMP道集考虑非双曲效应。由此得到的数据体不但能提高信噪比、使空间归位正确，同时还能直接得到地质上合理的深度成像数据体，供地质解释之用，很显然是解决崎岖海底造成构造畸变的一个较好的办法。图5-7为过LW3-1构造的叠前时间偏移和叠前深度偏移的剖面，对比可以看出，时间偏移剖面LW3-1构造区周边构造倾角大，下伏地层结构成像精度较低，结构不清楚，构造形态严重畸变，而叠前深度偏移在纵横向分辨率、振幅的相对保持、对复杂构造的能量聚焦以及构造形态方面都获得比较明显的改善，能够满足地质解释的要求。

图5-7 三维叠前时间偏移剖面和叠前深度偏移剖面对比图

经过多次试验和论证，我们选择崎岖海底发育并可能有火山岩发育的白云6-1构造区资料进行叠前深度偏移试验。

图5-8（上）为04EC2458深度偏移成果剖面，图5-8（下）为该测线最终偏移时间剖面，从深度和时间剖面的对比来看，深度剖面保持了原有的分辨率和信噪比，剖面面貌比较自然，大部分地区海底崎岖影响基本消除，随海底崎岖起伏的同相轴基本上被拉平，反映了地下真实的构造形态，但局部地区（图5-8左部）仍然还存在上下地震反射起伏共鸣的现象，说明海底崎岖的影响仍未消除，分析这些局部海底崎岖影响仍未消除的情况，可以发现，这些不理想的情况的上方海底为一些较浅的海沟，仔细观察，可以发现这些较浅的海沟里充填了较厚的沉积物（图5-9），通过速度分析，发现这些沉积物层速度很低，大约1670m/s，比1500m/s稍高，但比起隆起上的地层速度1820m/s要低得多，如此低速的沉积物可能是一些晚期沉积的淤泥。

图5-8 04EC2458叠前深度偏移剖面和最终时间偏移剖面对比

图5-9 海底崎岖速度分析

通过计算，如果海底有一个400ms的海沟，可能造成下伏地震相位的下拉达75ms，而如果海沟之中有充填物250ms，则可造成下伏地震相位下拉达25ms，由此可见，下伏地层构造形态的畸变不仅是海底崎岖本身的影响，海沟中充填物的厚度也有相当的影响，而在这次的叠前深度偏移中没有考虑这个因素，所以在一些局部地方尚需要进一步改善。

7.叠后LIFT提高信噪比处理技术

由于本工区构造复杂，浅、中、深层信噪比和频率成分差异很大，我们采用LIFT去噪处理技术，有效提高处理成果的质量（图5-10）。

图5-10 LIFT技术信噪比对比图