高精度拉东变换技术在多次波压制中的应用
2020-05-15李奇伟邓小凡
李奇伟,邓小凡
(中石化石油工程地球物理有限公司华东分公司,江苏南京 210000)
自从1921年地震勘探技术首次投入实际应用以来,该技术一直都在为寻找油气圈闭、部署油气勘探井位、油田精细开发等油气勘探开发工作提供相应的技术支持[1]。但是,在地震勘探中,多次波的存在会严重影响地震资料的品质,不但会降低地震资料的信噪比,而且会降低地震数据的真实性,导致后续的地震资料处理出现大量的误差,使得地震资料解释、储层预测以及井位部署等工作缺乏可信度,极大地影响了油田企业的油气勘探开发工作。因此,在地震资料的处理过程中,处理人员应该采取相应的技术进行多次波的压制,改善地震资料的品质。
一直以来,多次波压制是地震资料处理人员关注的热点和难点。经过多年的研究和发展,目前多次波压制主要有:滤波方法、模型域方法、数据域方法[2]。本文研究的高精度拉东变换压制多次波技术属于滤波方法,与常规的拉东变换相比,该技术可以聚焦和区分一次波和多次波的能量,从而可以获得更好的多次波压制结果,目前,高精度拉东变换多次波压制技术得到了广泛的实际应用。
1 多次波的简介
在实际地下地层中,如果上下地层的波阻抗存在一定的差异,则地震波在经过反射界面时会形成反射波和透射波。反射波在经过不同的反射界面时,会形成多次反射,进而产生多次波。通常情况下,反射波的能量主要由反射界面的反射系数来决定,反射系数越小,透射波的能量越大,反射波的能量越小;反之,反射系数越大,透射波的能量越小,反射波的能量越大[2-3]。当反射界面的波阻抗差异较大时,反射系数也会比较大,进而导致反射波的能量增大,这时所形成的多次波的能量就会比较强,从而严重影响了地震资料的品质。多次波的类型较多,根据传播路径来分,多次波可以分为4种:海底多次波、微屈多次波、层间多次波以及相关多次波;而根据周期的长短来分,多次波可以分为2种:长周期多次波和短周期多次波。多次波在地震数据上主要有4种特点:同相轴倾角的变化、周期性变化、干涉现象以及发散和聚焦效应。
2 多次波压制的基本原理
2.1 常规拉东变换
早在1917年,奥地利的数学家拉东就提出了拉东变换,该变换实际上是一种数学变换的方法。经过多年的发展,拉东变换的应用范围十分广泛,如医学、交通、地球物理、军事、天文等。拉东变换是又可以称为τ-ρ变换,可以分成3种:线性、双曲线、抛物线。在地球物理中,研究人员主要使用抛物线拉东变换进行多次波的压制,其基本原理如下:
抛物线拉东变换是沿着抛物线进行积分计算,获得积分路径的计算结果之后,再将数据进行一定的数学运算,将其从(x,t)域转变成(τ,ρ)域,公式如下:其中,ρ为斜率;τ为截距;x为距离;t为时间为拉东变换之后的数据。
在实际地震资料处理中,地震同相轴的时距曲线一般不是抛物线的形态,但是,在经过动校正处理之后,一次波的同相轴可以校平,而多次波的同相轴仍然弯曲,并且近似表现为抛物线的形态,如图1所示。经过抛物线拉东变换之后,抛物线同相轴可以进行叠加聚焦,多次波和一次波的同相轴在拉东域会发生分离,从而可以利用抛物线拉东变换进行多次波的压制。
图1 一次波和多次波动校正前后对比
2.2 高精度拉东变换
目前,常规的拉东变换都是使用最小二乘的算法,这种算法可以有效去除褶积的负效应,而且在一定程度上,可以改善地震资料的品质。但是,在实际地震资料处理过程中,常规拉东变换的处理结果会产生“蝴蝶”现象,造成构造假象。因此,为了改善拉东变换的处理效果,高精度的拉东变换被提出,这种方法是将地震数据变换到拉东域之后,采用更加先进的算法对截断时间和拉东参数等问题进行相应的处理,使得速度谱的能量变得更加聚焦和集中,不但减少了假频现象,而且也提高了地震资料的分辨率,而且可以更好地压制多次波,保护有效波,达到了高精度变换的目的[3]。
3 实际应用
为了说明高精度拉东变换在多次波压制中的应用效果要好于常规拉东变换,选取东部油田某工区的实际地震资料进行对比分析。图2(a)为多次波压制前的地震道集,从图中可以看出,地震数据中的多次波非常发育,不但降低了地震资料的信噪比,而且影响了地震资料的分辨率。如果将此数据进行叠加偏移,地震剖面上会出现非常多的假象。图2(b)和图2(c)是分别使用常规拉东变换和高精度拉东变换处理之后的地震道集,对比分析可以看出,高精度拉东变换的处理结果效果更好,多次波得到了有效去除,增强了反射波的能量,地震资料的品质也得到了大幅地改善。
4 结语
多次波压制是地震资料处理过程中非常关键的步骤之一。常规的拉东变换技术存在一定的局限性,多次波压制效果较差,而高精度拉东变换可以有效地压制多次波。但是,在实际地震资料处理过程中,应该根据资料的真实情况,采取多种压制技术去除不同类型的多次波,提高多次波压制的水平和效果。
图2 多次波压制效果对比