摘 要

　　　　　　　——以南海北部荔灣深水氣田為例摘　要：珠江口盆地荔灣地區(qū)為南海北部深水油氣重要勘探區(qū)。該區(qū)地震資料上多次波異常發(fā)育且復(fù)雜多樣，單一的多次波壓

　　　　　　　——以南海北部荔灣深水氣田為例

摘　要：珠江口盆地荔灣地區(qū)為南海北部深水油氣重要勘探區(qū)。該區(qū)地震資料上多次波異常發(fā)育且復(fù)雜多樣，單一的多次波壓制方法有著明顯的局限性。為此，在調(diào)查荔灣地區(qū)多次波特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)性地采取了多項(xiàng)技術(shù)組合應(yīng)用的聯(lián)合去多次波技術(shù)：①海底相關(guān)多次波為地震資料處理中多次波衰減的主要對(duì)象，可用基于波動(dòng)方程的3D SRME技術(shù)來(lái)壓制，理論和實(shí)際應(yīng)用均表明3D SRME較之2D SRME更具技術(shù)優(yōu)勢(shì)；②拉冬域去多次波技術(shù)處理流程位于3D SRME之后，主要壓制海底相關(guān)多次波以外的長(zhǎng)周期多次波；③對(duì)于剩余的繞射多次波主要利用AVO預(yù)測(cè)法壓制，基本思想是分離多次波與有效波，利用多次波與有效波的頻率和能量差異進(jìn)行壓制。最后，從壓制多次波效果和保幅性兩個(gè)方面對(duì)聯(lián)合去多次波技術(shù)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，認(rèn)為該技術(shù)多次波壓制效果明顯，能夠做到相對(duì)保幅處理。該技術(shù)為荔灣深水氣田群的地震資料精細(xì)解釋、AVO分析和疊前反演提供了優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：荔灣深水氣田  聯(lián)合去多次波  3D SRME技術(shù)  拉冬域去多次波  繞射多次波衰減技術(shù)  應(yīng)用

A portfolio of demultiple technologies in deepwater seismic data processing：A case study of the Liwan gas reservoirs in northern South China Sea

Abstract：Liwan is an important deepwater exploration area in the northern South China Sea．Multiples are common and complex in seismic data acquired in this area，thus a single multiple rejection approach is not very effective in processing these seismic data．Based on a study of the multiple characteristics of seismic data acquired in this area，a portfolio of demultiple technologies was proposed．(1)Seafloor-associated multiples are the major target for multiple attenuation in seismic data processing and can be rejected by using the wave equation-based 3D SRME technology．Both theoretical studies and application practices show that 3D SRME is superior than 2D SRME．(2)The Radon antimuhiple processing flow follows after 3D SRME and mainly attenuates long-period multiples except seafloor-associated multiples．(3)The remaining diffracted multiples are attenuated mainly through AVO prediction．The basic principle is to attenuate multiples through separating effective waves from multiples according to their differences in frequency and energy．The portfolio of demultiple technologies was of high performance and also preserved amplitude processing．Its application in Liwan deepwater gas reservoirs provided quality data for fine seismic interpretation，AVO analysis and pre-stack inversion．

Keywords：South China Sea，Liwan，deep water，a portfolio of demuhiple technologies，3D SRME technology，Radon antimuhiple，diffracted multiple attenuation technology

進(jìn)軍深水已提升到國(guó)家戰(zhàn)略，中海石油計(jì)劃2020年末在深水區(qū)建成5000×10⁴t的油氣當(dāng)量產(chǎn)能。近幾年，荔灣深水氣田勘探的重要突破^[1-4]，更堅(jiān)定了我們開(kāi)展深水油氣勘探的信心。

深水地震資料處理是深水油氣勘探的一個(gè)重要環(huán)節(jié)^[5-8]，它直接影響到基礎(chǔ)資料的品質(zhì)。對(duì)于深水資料處理來(lái)說(shuō)，多次波的壓制又是重中之重^[9-10]。荔灣地區(qū)為深水重要勘探區(qū)，該區(qū)發(fā)育多種類型的多次波。筆者分析了該區(qū)多次波的發(fā)育特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上提出了聯(lián)合壓制多次的思路，包括3D SRME技術(shù)、拉冬域去多次波技術(shù)、繞射多次波衰減技術(shù)。將該套技術(shù)應(yīng)用于荔灣地區(qū)地震資料的處理，取得了較好的應(yīng)用效果。

1　荔灣地區(qū)多次波特點(diǎn)

荔灣地區(qū)發(fā)育各種類型多次波，這源于其海底特點(diǎn)(圖1)。荔灣地區(qū)海底的趨勢(shì)大致是北淺南深，在工區(qū)中部，發(fā)育多條海溝，海底較為崎嶇。海底對(duì)處理的影響有兩個(gè)方面：一個(gè)是海底反射會(huì)產(chǎn)生多次，特別是崎嶇的海底，反射雜亂，繞射多次發(fā)育；另外一個(gè)影響是海底附近速度橫向變化大，射線路徑復(fù)雜。

 

深水多次波的發(fā)育情況很大程度取決于海底崎嶇程度。首當(dāng)其沖的是海底全程多次波(圖2)，是因反射波在海底來(lái)回震蕩而形成，其特點(diǎn)是多次波發(fā)育有一定規(guī)律性，能量強(qiáng)，掩蓋了大部分的地層，是多次波衰減的主要對(duì)象。其次是繞射多次波(圖2)，是信號(hào)在海底反射一次后，以崎嶇海底為繞射點(diǎn)形成，它的特點(diǎn)是規(guī)律性差，能量強(qiáng)，較難衰減。

 

2　聯(lián)合去多次波技術(shù)

針對(duì)不同特征的多次波開(kāi)發(fā)了各種衰減技術(shù)，目前比較流行的方法大致可分為3類^[11-15]：①利用多次波周期性的衰減技術(shù)，如反褶積等；②模型預(yù)測(cè)減去法，如SRME技術(shù)等；③利用多次波與有效波的速度、頻率等差異的衰減技術(shù)，如拉冬域去多次、分頻分能量繞射多次波壓制等。如前所述，單一的多次波壓制方法往往針對(duì)單一類型的多次波，為此采取了3D SRME、拉冬域去多次、繞射多次波衰減等技術(shù)組合進(jìn)行聯(lián)合壓制的方式，并在荔灣地區(qū)進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用。

實(shí)際地震資料處理過(guò)程中，以上提到的3類方法在組合應(yīng)用上有一定的先后順序。首先應(yīng)用的是3D SRME技術(shù)，在噪音衰減后的炮域內(nèi)進(jìn)行處理。該技術(shù)放在組合壓制多次波技術(shù)的第一位基于以下原因：①3D SRME屬于模型預(yù)測(cè)減去法，需要相對(duì)原始的炮集數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行模型預(yù)測(cè)；②海底相關(guān)的多次波能量強(qiáng)，掩蓋了絕大部分的有效信號(hào)，需要優(yōu)先壓制。對(duì)于海底相關(guān)多次波，3D SRME已被公認(rèn)是壓制該類型多次波的最佳方法。

應(yīng)用3D SRME后，剩余了較多的長(zhǎng)周期多次波，3D SRME對(duì)該類型的多次波無(wú)能為力。拉冬域去多次波技術(shù)是應(yīng)用較早的很成熟的壓制該類型多次波的技術(shù)，放在3D SRME后的CMP道集上處理。值得一提的是，拉冬域去多次波技術(shù)涉及道集在拉冬域的正反變換，很顯然，應(yīng)用3D SRME后的道集更適合于這種正反變換，可以減少高頻的海底相關(guān)多次在正反變換中的假頻現(xiàn)象。

在經(jīng)過(guò)3D SRME多次波衰減和拉冬域去多次波衰減后，主要?dú)埩衾@射多次。繞射多次波衰減一直是多次波衰減的難點(diǎn)，它的一個(gè)基本特點(diǎn)是能量強(qiáng)，頻率高，多集中在近道。對(duì)于該類型的多次波壓制，把它放在了聯(lián)合去多次波技術(shù)的最后一步。主要原因是，對(duì)于該類型的多次波使用了AVO預(yù)測(cè)法與分頻分能量多次波衰減組合技術(shù)來(lái)進(jìn)行去除。這種方法需要對(duì)有效信號(hào)和多次波進(jìn)行分離，應(yīng)用3D SRME多次波衰減和拉冬域去多次波后，剩余較為單一類型的繞射多次波，更適合于多次波與有效信號(hào)的分離。應(yīng)用結(jié)果表明，此套聯(lián)合去多次波技術(shù)能夠有效壓制荔灣地區(qū)多次波，為后續(xù)地質(zhì)研究提供高品質(zhì)的基礎(chǔ)資料。

2．1　3D SRME技術(shù)

3D SRME基于波動(dòng)方程的波場(chǎng)外推^[16-18]，是進(jìn)行深水勘探不可或缺的去多次波技術(shù)，相對(duì)于其他技術(shù)有如下優(yōu)勢(shì)：①完全數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)；②不需要速度等先驗(yàn)信息；③去近道多次波效果明顯，優(yōu)于其他技術(shù)。

首先與傳統(tǒng)的2D SRME進(jìn)行比較。圖3是同一航行線近遠(yuǎn)纜使用2D SRME后的疊加，可以看到近纜2D SRME效果較好，而遠(yuǎn)纜效果則較差。這種現(xiàn)象可以從2D SRME的理論基礎(chǔ)來(lái)解釋，2D SRME技術(shù)是平面波褶積模型，它沒(méi)有考慮到多次波場(chǎng)的三維空間傳播，只有當(dāng)震源與拖纜在一條航行線上時(shí)，2D SRME才會(huì)有較好的效果?，F(xiàn)在的采集方式多為多纜采集，很難滿足2D SRME理論要求。3D SRME克服了2D SRME的技術(shù)缺陷，考慮了多次波場(chǎng)的三維空間傳播，一方面能模擬更多的多次波場(chǎng)(如繞射多次)；另一方面，其模擬的多次波在空間位置更準(zhǔn)確，對(duì)于后續(xù)的匹配相減更重要。

 

圖4為3D SRME與2D SRME的應(yīng)用效果?？煽吹綉?yīng)用2D SRME后還殘留較多的多次波，而3D SRME衰減多次波的效果要好得多。

 

2．2　拉冬域去多次波技術(shù)

3D SRME主要衰減了與海底相關(guān)的多次波。從圖4應(yīng)用3D SRME后的疊加剖面來(lái)看，還殘留有較多的長(zhǎng)周期多次波。對(duì)于長(zhǎng)周期多次波的壓制，主要應(yīng)用拉冬域去多次波技術(shù)^[19-23]。該技術(shù)的基本原理是利用有效波與多次波的速度差異，道集用有效波速度動(dòng)較后，多次波因校正不足在拉冬域有較大的Q值，通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)拈T(mén)檻值在拉冬域去除多次波。圖5為應(yīng)用拉冬域去多次波前后的道集，可以看到拉冬域去多次波技術(shù)較好衰減了長(zhǎng)周期的多次。

 

2．3　繞射多次波衰減技術(shù)

繞射多次波衰減一直是多次波衰減的難點(diǎn)。其基本特點(diǎn)是傳播路徑復(fù)雜，規(guī)律性差，這是其較難衰減的主要原因。其另外一個(gè)特點(diǎn)是高頻強(qiáng)振幅，在經(jīng)過(guò)3D SRME多次波衰減和拉冬域去多次波衰減后，能量多集中在近道。根據(jù)繞射波的該特征，使用AVO預(yù)測(cè)測(cè)法與分頻分能量多次波衰減組合技術(shù)來(lái)進(jìn)行去除。

AVO預(yù)測(cè)法是通過(guò)AVO正演技術(shù)把地震數(shù)據(jù)分解為主要有效波和主要多次波成分^[24-25]。對(duì)于多次波成分，利用繞射多次波高頻高能特點(diǎn)，采用分頻分能量的方式壓制。多次波成分壓制后，再與有效波成分相加輸出，達(dá)到去繞射多次波的效果。從圖6可以看到疊加剖面上繞射多次波得到了很好去除，道集上集中在近道的高頻繞射能量得到了較好衰減。

 

2．4　應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

對(duì)多次波的衰減能力是評(píng)價(jià)一項(xiàng)去多次波技術(shù)的首要指標(biāo)。圖7-a為早期處理剖面，限于技術(shù)僅使用了2D SRME技術(shù)和拉冬域去多次波技術(shù)。圖7-b則使用聯(lián)合去多次波技術(shù)。圓圈標(biāo)注位置發(fā)育有較多的多次波。新資料多次波壓制效果好，硬基底以下的斷裂系統(tǒng)成像清晰，周邊地震和鉆井已經(jīng)證實(shí)斷裂是存在的。

 

為了驗(yàn)證該聯(lián)合去多次波技術(shù)的保幅性，在每一個(gè)處理階段都加入了AVO分析。從圖8可以看到(拾取時(shí)間均為1400ms)：在每一個(gè)多次波處理階段，其相對(duì)振幅是有變化的，而振幅隨偏移距的變化趨勢(shì)大體一致。通過(guò)這種半定量的評(píng)價(jià)方式，認(rèn)為該套聯(lián)合去多次波技術(shù)是保幅的，能夠滿足后續(xù)AVO分析和疊前反演的需求。

 

3　結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)荔灣深水地區(qū)多次波發(fā)育特點(diǎn)開(kāi)發(fā)的聯(lián)合去多次波技術(shù)，將3D SRME技術(shù)、拉冬域去多次波技術(shù)和繞射多次波衰減技術(shù)組合到一起，多次波去除效果好，成果剖面保幅。該套技術(shù)應(yīng)用于荔灣深水地震資料處理，取得了較好的應(yīng)用效果，為荔灣深水氣田群的地震資料解釋、AV0分析和疊前反演提供了優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)。

隨著荔灣深水勘探的不斷深入，巖性勘探必將會(huì)被提上勘探日程，這就需要解決層間多次波的問(wèn)題。雖然目前地震資料處理技術(shù)日新月異，多次波處理技術(shù)發(fā)展也比較快，但針對(duì)深水層間多次波的處理技術(shù)尚未見(jiàn)到，需要加強(qiáng)研究。

 

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本文作者：張振波  謝濤

作者單位：中海石油(中國(guó))有限公司深圳分公司

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