地震道集优化方法范文

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《石油地球物理勘探杂志》2016年第二期

摘要

文中提出了一种与剩余时差无关的绝对值互相关道集拉平方法。将地震道与参考道进行绝对值互相关，得到初步时移量，利用相关系数、时移量的门槛值进行控制和优化，得到最终时移量，进而拉平道集，能适应道集不平的各种异常情况；采用谱均衡技术消除波形畸变，引入简化的子波压缩因子，计算不同角度子波振幅谱，并与参考道子波振幅谱进行对比，得到拉伸因子，可以解决动校拉伸引起的远道频率降低问题。在多个地区的应用结果表明，该方法能较好地校平叠前地震道集和去除远道波形畸变，改善道集的品质。

关键词

剩余时差；互相关；道集拉平；谱均衡；动校拉伸

1引言

随着勘探精度的不断提高，对地震道集的品质要求也越来越高。但在勘探开发的实际应用中部分叠前地震道集质量较差，动校正道集不平和远道波形畸变是两个重要的原因。常规采集中由于地层构造复杂［1］，CMP道集往往不满足正常双曲线时距方程［2］，常规速度分析与动校正存在剩余时差。而对于CRP道集，受介质各向异性的影响，叠前偏移后的道集往往也存在剩余时差；各向异性动校正是解决CRP道集剩余时差和动校拉伸的有效方法，但是各向异性参数动校正的效果依赖于各向异性参数的准确求取，这也是各向异性处理的一个难题。并且地震数据受采集、噪声干扰、数据处理等因素的影响［3］，叠前道集动校正后同相轴不平。道集校平的方法很多，如精细速度分析和叠加［4，5］，道集相干技术［6］，相位匹配技术［7－9］等。上述方法对道集拉平各有效果，但也有各自的应用前提。如：要求道集信噪比较高，多次波被很好地压制，相邻同相轴的剩余时差较小，没有极性反转的现象。但实际道集情况复杂，有多次波残留，或者有Ⅰ类或Ⅳ类AVO异常［10－12］，地震同相轴发生极性反转，所以上述方法各自具有一定的局限性。

动校拉伸和远道复合波叠加造成远道地震波波形畸变。常规地震资料处理中采用的动校方法是传统的逐点搬家法，这种方法在近炮检距效果明显。随着炮检距不断增大，地震波高频信息衰减，而且相邻反射同相轴产生交叉，出现复合波，如果忽略这种变化，强行拉平道集，会造成远炮检距子波被拉伸，频率降低。这些现象在常规处理的叠前道集中普遍存在，降低了道集品质，影响叠加成像效果，并且导致后续的叠前反演、AVO属性分析、构造解释等效果欠佳。Dunkin等［13］分析了动校正、速度和炮检距引起的频谱变化；Rupert等［14］提出了整体搬家动校正方法，通过同相轴数据块的静态平移和合并消除远道数据同相轴的畸变；Shatilo等［15］对整体搬家法进行了改进；Bazelaire［16］提出时移双曲线法，使同一反射界面宽度内反射波旅行时双曲线相互平行；赵波等［17］、夏洪瑞等［18］提出了消除动校正拉伸的方法。针对上述问题，本文在常规速度分析动校正的基础上，利用绝对值互相关道集拉平方法，选取合适的参考道，利用时窗、时移量、平滑参数、相似系数的控制，在振幅保真的前提下拉平地震道集；在道集拉平后，通过谱均衡进一步优化道集，在保持振幅随炮检距变化关系的同时，解决动校拉伸引起的远道数据频率降低的问题。

2方法原理及实现步骤

2．1绝对互相关方法原理地震共反射点道集中一个同相轴的数据代表来自同一反射点不同炮检距的地震反射波，沿着炮检距方向，同一反射点的地震反射波在相邻道之间具有最大的相似性，因此同一时窗内不同炮检距的各界面反射波在相邻道之间具有最大相似系数。绝对值互相关方法主要包括：①应用绝对值互相关方法计算初始时移量场；②对时移量场进行校正及平滑；③利用时移量将地震道集校平。具体实现步骤如下。

2．2谱均衡动校拉伸校正方法谱均衡动校拉伸校正方法如下。（1）选取信噪比较高的近道部分叠加形成参考道。（2）提取参考道子波并计算子波振幅谱W0（f）。（3）正常速度场中远道地震子波在时间上是近道（参考道）子波的压缩。从第（3）、第（4）步可以看出，角度越大压缩畸变越严重。利用计算出的拉伸因子进行补偿，可在一定程度上消除相位合并产生复合波的现象，提高道集的分辨率，改善叠加效果。

3数据处理

3．1模型数据处理图1b是一个未校平的地震道集模型，该道集的同相轴发生了极性反转，并且该地震道集近道已经被拉平，远道未拉平，不符合反射波时距曲线规律，模型噪声较强，极性反转处反射同相轴与噪声基本相当。显然常规处理中的速度分析和动校正已经不适用，不能拉平道集，而采用绝对值互相关方法可拉平该道集。选择前10道平均作为参考道（图1a），绝对值互相关系数的门槛值为0．7，系数低于0．7的不做拉平处理，窗长为60ms，包含了整个未校平的波组，最大时移量为29ms，图1c为校平后的结果。可以看出，地震同相轴被拉平，极性反转处没有出现波形畸变，同相轴形态得到了很好的保持。图2a为一个动校拉伸处理前的模型数据，从图中的红线可以看到两个同相轴在近道是分开的，随着炮检距的增加，高频信息衰减，两个同相轴越来越近，出现了复合波。如果强行进行拉平校正，会造成远炮检距处子波被拉长，频率降低。采用谱均衡技术，提取了模型前3道的子波振幅谱，并计算出各个角度（炮检距）的子波振幅谱，求取拉伸校正因子，最后得到了动校拉伸校正后的道集（图2b）。可以看出，两个同相轴基本平行，远道的复合波被分开，达到了处理要求。

3．2实际数据处理图3a为A区实际资料道集不同方法处理结果对比。可以看出，道集动校正后仍然存在剩余时差，同相轴没有完全被拉平，远道频率降低且有复合波。图3a红线标示处标明校正过量；有些同相轴没有规律性（图3a绿线和蓝线标示处）。显然常规的速度分析、动校正已经不能将该道集拉平，而且远道复合波也不能消除。采用绝对值互相关拉平技术进行处理，选取前5道进行加权平均产生参考道，其互相关系数大于85％以上，窗长为80ms，可以包含其中任何波组，最大时移量为21ms。图3b为道集拉平处理后的结果。可以看出，地震同相轴被拉平，基本消除了同相轴的错位现象，提高了道集同相叠加精度。利用拉平后的地震道集进行谱均衡处理，主要是消除一些复合波，提取模型前5道的子波振幅谱，并计算出各个炮检距的子波振幅谱，求取各炮检距的拉伸校正因子进行校正，得到动校拉伸后的道集（图3c）。可以看出，道集的连续性进一步增强，远道的复合波得到了一定的消除。对比图3中沿同一道集同相轴提取的振幅随炮检距变化曲线（沿图3红线同相轴提取），原始道集、绝对值互相关拉平处理和动校拉伸处理的振幅随炮检距变化曲线特征基本相同，说明地震振幅得到了很好的保持（图3b下图）。对优化前后的地震道集进行叠加。从优化前的剖面可以看出（图4a），能量较强的同相轴连续性较好，剖面中段（黑框处）断层发育，沉积复杂，信噪比、分辨率都较低，而且同相轴的连续性较差，构造解释困难，容易产生多解性。从优化处理后的剖面（图4b）可以看出，剖面的强同相轴更加光滑，中间区域（图4b黑色框内）的信噪比、分辨率明显提高，同相轴连续性显著增强。图5为图4黑色框对应区域的放大图。对比优化前后箭头1～箭头4所处位置，可以看出优化前（图5a）由于同相轴的错位和远道的复合波，导致同相轴在该区连续性较差，使得地层接触关系不清，层序界面解释难度大；优化处理后（图5b），同相轴连续性增强，地层接触关系清晰，明显降低了层序界面解释的多解性。优化前箭头1～箭头2位置处可能会被解释成河道或者是地质异常体，优化后剖面内异常体消失，主要是完整的削截关系；优化后箭头3～箭头4位置处可以明显看出层序界面之上的上超接触关系和界面之下的削截。优化后的剖面中具有更明显的前积地震反射特征，前积反射的边界更加清楚，为后续的沉积相及储层预测研究提供更清晰的地震数据。

4结论

（1）本文方法是一种与剩余时差无关的绝对值互相关道集拉平方法，通过相关系数、时移量门槛值等参数的控制与调整，平滑优化得到剩余时差，能适应道集不平的各种情况；（2）采用谱均衡技术可以解决动校拉伸引起的远道频率降低现象；（3）通过道集优化，地震道集能实现同相叠加，改善叠加效果，提高地震剖面信噪比、分辨率和连续性，为构造解释、沉积相研究及储层研究提供合格资料。模型和实际资料的处理结果表明，本文方法是简单、有效、实用的地震道集优化方法。

参考文献

［1］熊翥．21世纪初中期油气地球物理技术展望．北京：石油工业出版社，2006

［2］韩文功，印兴耀，王兴谋等．地震技术新进展．山东东营：中国石油大学出版社，2006

［3］蔡希玲，刁文川，周兴元等．薄层反射波非零炮检距的属性特征．石油地球物理勘探.

作者：周鹏 张益明 刘志斌 刘春成 单位：中海油研究总院