數(shù)據(jù)品質(zhì)對疊前時間偏移成像的影響

摘 要

摘要：目前，疊前時間偏移處理技術(shù)廣泛應(yīng)用于油氣田的地震勘探資料處理中，影響疊前時間偏移成像的最主要因素就是數(shù)據(jù)品質(zhì)。四川盆地東部地區(qū)由于地表條件復(fù)雜，資料噪聲較重，野外采
摘要：目前，疊前時間偏移處理技術(shù)廣泛應(yīng)用于油氣田的地震勘探資料處理中，影響疊前時間偏移成像的最主要因素就是數(shù)據(jù)品質(zhì)。四川盆地東部地區(qū)由于地表條件復(fù)雜，資料噪聲較重，野外采集通常采用變化的觀測系統(tǒng)施工，部分地段炮檢距分布非常不均勻，造成資料品質(zhì)不能滿足疊前時間偏移的需要。通過對川東地區(qū)一條二維測線疊前時間偏移成像效果的試處理分析，總結(jié)出一套提高疊前時間偏移成像質(zhì)量的技術(shù)方法，即利用偏移前道集去噪技術(shù)，提高道集資料信噪比；運用道內(nèi)插技術(shù)，改變由于野外施工造成數(shù)據(jù)分布不均的現(xiàn)象。最終使得數(shù)據(jù)品質(zhì)能夠滿足疊前偏移處理的條件。
關(guān)鍵詞：地震數(shù)據(jù)處理；數(shù)據(jù)；質(zhì)量；偏移成像；偏移速度；疊前偏移；信噪比；影響；分析
0 引言
    近年來，疊前時間偏移處理技術(shù)在東部油氣田勘探開發(fā)取得顯著成像效果，計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，為疊前偏移技術(shù)提供了硬件保證。常規(guī)疊后時間偏移已不能滿足西部復(fù)雜構(gòu)造以及斷裂的成像的需求，西部地區(qū)也逐漸廣泛推廣應(yīng)用疊前時間偏移地震資料處理技術(shù)[1～5]。
    疊前時間偏移輸入數(shù)據(jù)為每個炮檢距的信息，沒有零炮檢距的假設(shè)，避免了由于共中心點NMO校正疊加所產(chǎn)生的畸變，是構(gòu)造復(fù)雜、橫向速度變化不大地區(qū)成像處理較理想的偏移方法。疊前時間偏移輸出的CRP道集信息，可以為巖性勘探中油氣的定量檢測提供更好的手段。該偏移技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于四川油氣田勘探中，成為常規(guī)的資料處理偏移手段[6]。
1 疊前時間偏移的實現(xiàn)過程
    目前，疊前時間偏移方法主要有基于波動方程積分解的Kirchhoff積分法及基于波動方程差分解的有限差分法。Kirchhoff積分法運算速度快、效率高，計算靈活、適應(yīng)不規(guī)則觀測方式及起伏地表地區(qū)采集的數(shù)據(jù)，且能輸出目標(biāo)線偏移道集進行速度分析，至今仍然是主要的疊前偏移方法。
    疊前時間偏移處理流程如圖1所示。
 
    Kirchhoff疊前時間偏移處理從整體上可以分成兩大階段：①時間域的預(yù)處理階段；②疊前時間偏移處理階段。通過時間域疊前去噪、靜校正、反褶積等預(yù)處理，為疊前時間偏移處理提供信噪比較高的疊前道集數(shù)據(jù)，以及通過水平疊加速度選取，建立的均方根速度可作為疊前時間偏移的初始速度。
    疊前時間偏移處理階段，根據(jù)不同的地震資料，試驗選取合適的偏移孔徑、偏移傾角、反假頻因子，用初始速度對目標(biāo)線進行偏移，輸出CRP道集進行質(zhì)量控制，并進行偏移速度分析。通過處理解釋一體化相結(jié)合，對偏移速度進行合理解釋及偏移成像結(jié)果合理質(zhì)量控制，完成多次迭代，優(yōu)化疊前時間偏移速度，建立最終偏移速度場，實現(xiàn)整體數(shù)據(jù)的疊前時間偏移過程。
通常情況，疊前時間偏移處理更多關(guān)注的是偏移孔徑、偏移速度場對偏移成像的影響，而時間域預(yù)處理提供的數(shù)據(jù)質(zhì)量對偏移成像的影響在西部低噪比地區(qū)顯得尤為重要。
2 問題的提出
圖2為四川盆地東部某地區(qū)LDXX線水平疊加剖面，剖面上方為地表高程曲線?？梢钥闯觯涸摐y線地表起伏劇烈，海拔高程在280～1180m之間，部分地段地形切割厲害，橫向100m范圍內(nèi)高程差達800m。從水平疊加剖面能看到，資料信噪比較高，但地覆構(gòu)造比較復(fù)雜，各種地震波發(fā)育。根據(jù)以往的地震地質(zhì)經(jīng)驗及鉆井分析，該地區(qū)速度橫向變化不大，完全滿足疊前時間偏移條件，使用疊前時間偏移技術(shù)，能較好地使繞射歸位，提高資料橫向分辨率，較準(zhǔn)確地落實地腹構(gòu)造形態(tài)。
   圖3為該測線疊前時間剖面與疊后時間偏移剖面(局部段)。從疊前時間剖面結(jié)果可以看到：疊前時間偏移較疊后時間剖面偏移繞射歸位合理，斷點更加清楚。然而，在構(gòu)造翼部出現(xiàn)同相軸不連續(xù)，成像明顯變差等現(xiàn)象。為什么會有如此情況發(fā)生？筆者對輸入數(shù)據(jù)的品質(zhì)、疊前時間偏移速度場、偏移孔徑、反假頻參數(shù)等做了大量的試驗及分析，最后發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的品質(zhì)是影響該資料疊前時間偏移成像的關(guān)鍵因素。
 
3 數(shù)據(jù)的品質(zhì)分析
    抽取該剖面段的部分輸入道集(圖4為LDXX線偏移前CMP道集)，可見信噪比較高，有清楚的反射雙曲線。但仔細(xì)對比分析，在道集中局部存在大的振幅值。Kirchhoff疊前時間偏移方法，本質(zhì)是繞射求和。這些大的振幅值或尖脈沖在積分求和的偏移過程中，展開的算子不能被相鄰的其他算子抵消，在偏移剖面上表現(xiàn)為畫弧現(xiàn)象。因此，道集中的噪聲是疊前時間偏移成像變差的因素之一。
 
另外，由于該測線穿越的地表起伏較大，受復(fù)雜近地表的影響，野外施工難度較大。為了得到品質(zhì)好的資料，在野外施工中，按照采集規(guī)程，在保證設(shè)計的覆蓋次數(shù)基礎(chǔ)上，選取較好激發(fā)、接收點，采取了較多的變化觀測系統(tǒng)，使得炮檢點分布的非常不均勻，局部地段炮點嚴(yán)重缺失。從2150m共偏移距分布圖(圖5)看到，該偏移距剖面資料分布嚴(yán)重不均勻，局部出現(xiàn)資料大塊缺失，反射同相軸能量中斷，資料存在空道現(xiàn)象嚴(yán)重。疊前時間偏移是在共偏移距中進行，這種空間采樣的不均勻，橫向能量差異，在偏移過程中造成能量不能抵消，出現(xiàn)的畫弧使疊前偏移剖面同相軸不連續(xù)，是影響成像的主要原因。
 
4 數(shù)據(jù)品質(zhì)對疊前時間偏移成像的影響
    針對以上問題，首先對偏移前CMP道集應(yīng)用相關(guān)的去除大振幅值技術(shù)，如SWELL、RNA、中值濾波等，去除和衰減噪聲。在此過程中嚴(yán)格質(zhì)量控制，保證噪聲中不含有效信號，盡量提高道集信噪比，且保護資料的動力學(xué)特性。
    針對由于采集因素造成資料出現(xiàn)空洞、缺道的現(xiàn)象，偏移前利用插值的方法，補齊空道，保證空間采樣的均勻性。采用剩余振幅補償技術(shù)，使資料橫向能量均勻，減少偏移產(chǎn)生的畫弧噪聲。
    在此基礎(chǔ)上，分析地層傾角及目的層埋深，以最大陡傾界面成像好為原則，選擇合適的偏移孔徑。若孔徑過大不僅浪費運算時間，也會造成高角度噪聲。孔徑過小，傾斜界面成像不清楚。
    再以CRP道集平直為原則，選取合適的偏移速度，建立合理的速度場，使成像質(zhì)量最佳。
通過以上技術(shù)的應(yīng)用，消除了噪聲及空道對疊前時間偏移的影響，改善了數(shù)據(jù)品質(zhì)，使輸入偏移的數(shù)據(jù)振幅能量基本均衡。圖6為采用去噪和插值前后的疊前時間偏移效果，可以看到應(yīng)用后斜坡部位同相軸連續(xù)光滑，偏移成像效果得到明顯改善。
 
5 結(jié)論
    數(shù)據(jù)品質(zhì)是做好疊前時間偏移成像的首要因素。疊前時間偏移對輸入數(shù)據(jù)的品質(zhì)的要求較疊后時間偏移更高，野外采集過障礙的時候，應(yīng)充分考慮觀測系統(tǒng)中偏移距分布的均勻性，為后續(xù)資料處理提供合適的資料。即使處理上采取插值、借道等方法解決了橫向采樣不均的問題，但資料的相對保幅性受到較大影響，對巖性勘探而言是不利的。其次，偏移速度、偏移孔徑也是疊前時間偏移成像的關(guān)鍵參數(shù)。
參考文獻
[1] 渥·伊爾馬茲.地震資料分析——地震資料處理、反演和解釋[M].北京：石油工業(yè)出版社，2006.
[2] 黃棱，李剛，李春雨，等.疊前時間偏處理技術(shù)在吉林探區(qū)的應(yīng)用[J].天然氣工業(yè)，2007，27(增刊A)：134-136.
[3] 齊俊寧，等.海量數(shù)據(jù)疊前時間偏移方法[J].天然氣工業(yè)，2008，28(11)：46-48.
[4] 劉振武，撤利明，張研，等.中國天然氣勘探開發(fā)現(xiàn)狀及物探技術(shù)需求[J].天然氣工業(yè)，2009，29(1)：1-7.
[5] 巫盛洪，鄒文，唐洪發(fā)，等.GeoMountain解釋工程師系統(tǒng)中相干體軟件的開發(fā)及應(yīng)用[J].天然氣工業(yè)，2009，29(7)：23-25.
[6] 何光明，賀振華，黃德濟，等.疊前時間偏移技術(shù)在復(fù)雜地區(qū)三維資料處理中的應(yīng)用[J].天然氣工業(yè)，2006，26(5)：46-48.
 
(本文作者：唐怡 朱敏 楊建軍 齊俊寧 李德珍 川慶鉆探工程公司地球物理勘探公司物探研究中心)