王 震

(中国煤炭地质总局地球物理勘探研究院，河北涿州 072750)

江西丰城区域二维地震原始资料信噪比较低，受当时条件限制，其处理成果难以满足地质任务的要求，构造解释成果存在较大误差。随着计算技术的进步以及处理方法的创新，矿方决定对丰城区块二维地震数据进行重处理[1]，以提高煤系地层成像效果及复杂断裂成像精度，为建立区域构造模式、加强区域地质认识、进行区域资源评价、查明延续矿区资源潜力提供依据，进一步满足江西丰城区域构造研究和煤层气勘探要求。

1 丰城区块地质与地震资料特点

1.1 地震地质条件

丰城区块地形北陡南缓，区内多为低矮丘陵地貌。北为构造剥蚀地形，中部为剥蚀堆积地形，南部赣江两岸一带为侵蚀堆积地形，区内地表水系发育[2]。浅、表层地震地质条件较好。深层发育厚度稳定或较稳定的煤层，即二叠系上统老山段中的B煤组(B3、B4、B5)，煤层与顶底板之间存在明显的波阻抗差异，容易获得可连续追踪的来自二叠系B4煤层顶底板的复合反射波。但在上覆地层三叠系大冶灰岩、二叠系长兴灰岩的溶洞处、构造复杂区段、南北两翼陡倾角处，造成煤层反射波连续性变差或缺失，地震地质条件极为复杂。

1.2 原始地震资料特点

根据对丰城区块地震地质资料、原始资料及一次处理结果的分析，可以发现本研究区地震资料有以下特点。

1)本区高程起伏在15～124m，横向速度变化较大，局部起伏较大，相应地引起单炮初至起伏变化，且激发、接收条件不同，表层结构复杂，静校正问题突出。

2)采集质量差，原始单炮干扰波发育，信噪比低。

3)本区地层倾角大，构造复杂，使得地下速度结构横向上变化较大。

图1为原处理剖面，可以看到原处理剖面存在以下问题：偏移不到位，复杂断裂成像精度不够，存在绕射，断点成像不清晰；中深层地层成像效果差，不能准确表达地层接触关系；剖面信噪比低，煤系地层中B4煤层成像精度不满足解释要求。

图1 FC-C11原处理叠加(上)与偏移(下)剖面Figure 1 Line FC-C11 original processed stacked (upper)and migration (lower)sections

2 高精度成像技术

根据地震资料的特点和工区地震地质条件特征，针对原处理成果存在的问题以及地质任务要求，此次重处理有针对性的选择模块，在此基础上科学制定处理流程，以实现总体处理目标，解决深部构造成像问题，提高资料信噪比。

2.1 精细静校正技术

工区内地表条件复杂，横向速度变化较大，复杂的地表条件造成了较重静校正问题。所以对于该区静校正处理应首先对折射波静校正和层析静校正方法进行对比[3-5]，选出最优静校正方法对全区进行静校正处理。对全区应用静校正应分两步应用静校正，首先将静校正量校到与地表接近的基准面上，在此基础上进行速度分析和剩余静校正的多次迭代处理，保证资料的正确成像，为后续处理解决成像问题奠定基础。固定基准面的选择遵循填充或剥离厚度最小的原则，以免由于填充速度选择不好而引起较大的静校正误差。通过对折射波静校正和层析静校正对比，本次处理采用折射波静校正，折射波校正相对于层析静校正有较高的精度(图2)。

图2 静校正前后单炮对比Figure 2 Comparison of single-shot records before and after statics

2.2 多域组合去噪技术

提高信噪比是地震数据处理中最主要的环节之一，要获得优质的地震剖面，必须对各种干扰波进行有效地压制，增强有效信号的能量，本区的主要干扰波较多，主要有面波、声波、线性干扰、强能量干扰、脉冲干扰，坏道以及随机干扰[6]。叠前单炮去噪技术多种多样，每种技术各有其特点，去除的噪音类型也不同。本着先强后弱、先低频后高频、先规则后随机的去噪原则进行多域组合噪音衰减，在有效去除噪音的同时，尽量不伤及有效反射信号及不改变有效信号的反射振幅特征，为后续的综合研究提供保真、保幅的处理成果数据[7-9]。多域组合叠前去噪前后的单炮记录如图3所示。

图3 多域组合噪音衰减前(上)后(下)单炮对比Figure 3 Comparison of single-shot records before (upper)and after (lower)multi-domain composite noise attenuation

2.3 地表一致性加多道预测组合反褶积技术

反褶积技术(即子波处理技术)是提高地震资料纵向分辨率的最主要、最实用的方法，它能有效地消除大地对反射子波的滤波作用，补偿高频损失，恢复地震子波的反射系数特征。反褶积效果的好坏对整个处理的影响至关重要。反褶积的方法很多，如地表一致性反褶积、预测反褶积、脉冲反褶积、子波反褶积等。应用中有时采用单一的反褶积方法，有时采用组合的方式。本次重新处理中采用的是地表一致性加多道预测反褶积的组合方式，这样可以充分发挥各反褶积的综合优势，合理有效地压缩地震子波，提高分辨率。

从图4可以看到，地震资料主频从15～75Hz提高到15～80Hz，频带得以拓宽，剖面信噪比得到提高，同相轴连续性增强。

图4 地表一致性加多道预测组合反褶积前(上)后(下)的剖面、频谱、自相关对比Figure 4 Comparison of sections,frequency spectra and retrocorrelations before (upper)and after (lower) surface consistency and multichannel prediction combinatory deconvolution

2.4 克希霍夫绕射积分法叠前时间偏移

当地层倾角较小或者构造不甚复杂，不同倾角的同相轴在叠加剖面上不会互相干涉，对叠后数据进行偏移，可能取得较好的效果，但当地层倾角范围较大，或构造较复杂，假设条件与实际相差较远，则偏移难以取得好的效果。本区属于地下构造复杂区，为更加精细准确刻画本区构造轮廓和断裂特征、提高横向分辨率，本次采用了CGG系统弯曲射线kirchhof叠前偏移方法对资料进行成像处理，更有利于提高偏移成像精度[10-12]。处理过程中对偏移角度、偏移孔径进行了认真的测试。通过对目标线的共反射点道集、偏移剖面及均方根速度场的综合检查来判断偏移速度场的正确性，再根据叠前时间偏移与速度分析迭代的方法来优化均方根速度场、本次处理中共进行了两次叠前偏移与速度分析的反复迭代处理、最终使CRP道集全部拉平、保证偏移成果的质量(图5)。

图5 时间域偏移绕射射线路径Figure 5 Time domain migration diffraction raypath

2.4.1 偏移孔径对成像效果的影响

偏移孔径是偏移处理中至关重要的一个参数。较小的偏移孔径不能使绕射较好地收敛，还会使剖面的深层出现水平干扰。过大的偏移孔径意味着花费更多的机时，尤其在信噪比较低的地区，过大的偏移孔径还会相应的增加偏移剖面噪声。因此不能盲目地选择偏移孔径，要进行认真的试验，确定适合本地区的偏移孔径。此次试验了2 000、4 000、6 000和8 000m四种偏移孔径，图6是不同偏移孔径的叠前时间偏移剖面对比图。通过试验结果最终确定偏移孔径选为6 000m。

图6 FC-C12线不同偏移孔径的叠前时间偏移剖面对比Figure 6 Comparison of line FC-C12 different migration aperture prestack time migration sections

2.4.2 偏移角度对成像效果的影响

偏移角度是叠前时间偏移中的一个重要参数，偏移角度是指偏移成像过程中保留的最大角度。它一方面限制了偏移算子的空间扩展范围，另一方面也对偏移算法起了很大的影响。通过不同的角度，压制不同角度的干扰，提高有效目的层的成像质量。试验了20°、40°、60°和80°三种偏移角度，图7是不同偏移角度的剖面对比图通过试结果最终确定偏移角度选为60°。

图7 FC-C12线不同偏移角度的叠前时间偏移剖面对比Figure 7 Comparison of line FC-C12 different migration angle prestack time migration sections

2.4.3 去假频距离对成像效果的影响

去假频距离越小，偏移噪声越大，同相轴连续性差；去假频距离太大，同相轴面貌太呆板、连续性不自然，有很多假象。经过偏移假频参数试验，最后采用去假距离为5m。图8为叠加时间剖面和叠前时间偏移剖面,从图中可以看到叠前时间偏移剖面构造归位准确，由于实现了共反射点的叠加，反射波同相轴能量更强，信噪比更高。

图8 FC-C10线叠加时间剖面(上)和叠前时间偏移剖面(下)对比Figure 8 Comparison of line FC-C10 stacked time section (upper)and prestack time migration section (lower)

3 与原处理效果对比分析

从图9可以看出，运用高精度成像处理技术重新处理后的剖面相对于原处理剖面在信噪比和分辨率方面均有显著改善，频带有很好的拓宽，反射波同相轴连续性有大幅提高，中深层地层成像效果成像质量得以改善，复杂断裂成像精度大幅提高，断点成像清晰，为下一步资料解释打下了良好基础。

图9 一次处理(上)与重处理(下)偏移剖面对比Figure 9 Comparison of primary processing (upper)and reprocessing (lower)migration sections

4 结语

通过分析工区原始资料、地质任务要求、详细的试验处理，确定了有针对性的高精度成像技术思路和方法。本区地下构造复杂，倾角大，原始资料整体信噪比低，经过高精度成像技术重处理工作,取得的成果在信噪比和分辨率方面都比一次处理有较大改善，剖面可解释性强,最终剖面能客观真实地反映地下地质构造形态，为地震方案的解释及矿方开展资源潜力评价奠定了良好的基础，满足江西丰城区域构造研究和煤层气勘探要求。