复杂地表山地地震资料拼接处理方法研究

2015-07-02吕亚亮

石油地质与工程 2015年1期

关键词：反褶积子波震源

吕亚亮

(中国石化河南油田分公司石油物探技术研究院，河南郑州 450046)

复杂地表山地地震资料拼接处理方法研究

吕亚亮

(中国石化河南油田分公司石油物探技术研究院，河南郑州 450046)

为了提高复杂地表山地地震资料采集的质量,经常选用炸药震源和可控震源联合激发的工作方式，但两种震源激发得到的数据在能量、频率、波组特征等方面均有相当大的差异,为此，总结出了适合此类资料拼接处理的静校正方法，通过相位校正﹑能量校正﹑地表一致性预测反褶积、子波整形技术完成了两种震源的拼接处理，取得了明显效果。

山地地震；地震震源；能量校正；静校正；拼接处理

在复杂地表山地地震资料的采集上，由于采用炸药震源和可控震源联合激发，得到的数据在能量、频率、波组特征等方面均有相当大的差异，在后期资料处理中如何把几种震源激发的数据进行无缝连接取得满意的处理效果,给资料处理人员提出了一个新的课题，为此，针对此类资料的拼接处理，需要开展处理技术攻关与研究。

1 资料分析

复杂地表条件的变化使得地震子波在空间上发生变化。如图1所示，由于采用炸药震源和可控震源两种方式激发，得到的数据在能量、频率、波组特征等方面均有相当大的差异, 两者相比而言，炸药震源低频信息相对丰富。

图1 炸药震源(左)和可控振源(右)单炮记录

2 处理技术

2.1 子波相位校正

不同震源激发的子波不同，可控震源地震数据子波是零相位的，而炸药震源数据子波是最小相位的[1]，在后续资料处理中，反褶积要求子波是最小相位，因此，首先要将可控震源子波相位进行校正，转化为最小相位信号，通常选择采用相位校正技术来解决此问题。首先，求得两种震源子波的相位差，然后将可控震源相位向炸药震源相位靠拢。从图2所示的某测线子波相位扫描图中可以看到，可控振源(图2b)相位与炸药震源子波(图2a)相位相差90°，将可控震源数据子波相位旋转90°，解决了炸药震源与可控震源相位的不一致问题。从图3和图4可以看出：相位校正后，两震源的相位趋于一致，在拼接点处基本解决了由于相位不一致引起的时差问题。

2.2 能量校正

由于地表条件差异比较大，不同激发条件和不同接收条件使地震记录的振幅、频率等差别较大，这种差别直接影响叠加剖面的信噪比和分辨率。为了消除地震波在传播过程中波前扩散和吸收因素的影响，使地震波振幅更好地反映地下岩性变化的特点，要根据地震波在传播过程中的能量变化确定补偿因子，进行球面扩散补偿。通过球面扩散补偿解决了纵向上能量不均衡的问题。再利用统计的方法求取各炮点、各检波点及不同偏移距的地震记录的统计能量，然后求出各道的振幅补偿因子加以补偿。具体方法如下：①在给定的时窗内计算各道的自相关函数;②求取非零时移相关平均振幅;③分别求检波点、炮点、共偏移距振幅统计能量;④求出各道的振幅补偿因子。

图2 子波相位扫描结果

图3 可控振源子波相位校正前叠加剖面

图4 可控振源子波相位校正后叠加剖面

球面扩散补偿后，在共炮点、共检波点和共炮检距上统计信号的能量，采用统计平均的方法，消除野外采集过程中，由于激发和接收因素不一致造成的炮与炮之间、同一炮内道与道之间的振幅能量不一致问题，通过地表一致性振幅补偿解决横向上能量不均衡的问题。

以上是常规振幅补偿的处理方法，但是在不同震源混合激发资料的处理中，需要在常规振幅补偿以前进行一个能量校正，从叠加剖面(图5)上看，两震源采集的数据的能量差异较大，不在一个能量级别上。为此，在做完球面扩散补偿后，求出同一位置两震源单炮的能量差。再对能量强的可控振源进行能量常数衰减，当两震源单炮的能量在一个数量级时，再进行地表一致性振幅补偿，消除两震源单炮之间的能量差异。此技术的关键在于求取振幅匹配系数，具体做法是：首先分别对不同震源数据做叠加，用DYNQU计算振幅匹配系数，给定一个振幅均衡级别(比如5000)，DYNQU作业运行完后，作业列表中会有一个COEF 系数，两个数据体间有一个等式：A1×C1=A2×C2=5000；A1为数据体1的振幅,C1为数据体1的系数，假设：将数据体2向数据体1靠，根据A1×C1=A2×C2=5000这个公式，对公式，对数据体2乘一个系数 ( C2/C1 ) ，这里需要注意的是如果系数太大，需要多次叠加。

图5 能量校正前后叠加剖面对比

2.3 地表一致性反褶积处理

在进行完相位校正和能量级别校正以后，可以进行振幅补偿与地表一致性反褶积处理，从图6上看，在进行完地表一致性反褶积处理以后，子波在横向上仍然存在着较大的差异，原因在于以Robinson褶积模型为基础的反褶积处理是目前提高地震分辨率的主要手段。在褶积模型中，均假定：①地震子波是最小相位且时间不变；②反射系数是白噪；③地震记录不含噪声。目前常用的地表一致性反褶积，其主要目标是校正子波的振幅谱，并不是着重于展宽频谱。对于基于Robinson褶积模型的反褶积方法，由于实际地震记录一般不能满足这些假设条件，因此提高地震资料分辨率的效果受到限制。另一方面，在反褶积处理中，期望输出的选择也是影响反褶积效果的重要因素，在流行的反褶积方法中，常用的期望输出有δ脉冲和Richer子波，前者使信噪比降低，后者使频带变窄，因此直接进行常规的反褶积处理很难得到预期的效果[2]。

为此，提出了基于噪声模型的子波处理方法，研究了多道统计宽带子波反褶积处理技术，具体实现步骤：①对地震记录进行最小相位化；②通过高精度统计自相关计算最小相位子波；③对地震记录进行逆指数加权得到真实子波；④设计期望宽带子波求取反褶积因子；⑤对地震记录进行褶积滤波；⑥对滤波结果进行子波能量标定。

地震记录上,利用多道相关统计求取地震子波，通过用户给定的宽带子波作为期望输出，进行反褶积处理，其输出记录的剩余子波为零相位。该方法用于叠前地震资料反褶积处理和子波整形，提高有效信号的分辨率，同时保持较高的信噪比和连续性[3]。从图6与图7效果图对比看，子波整形后，子波的横向一致性得到了明显改善。