歸平軍，吳永鋒，李　新

(中石化華北油氣分公司 勘探開發(fā)研究院，河南 鄭州 450006)

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西藏羌塘盆地二維地震資料處理探討

歸平軍，吳永鋒，李新

(中石化華北油氣分公司 勘探開發(fā)研究院，河南 鄭州 450006)

西藏羌塘盆地地區(qū)在地層的演變形成過(guò)程中，由于地質(zhì)條件復(fù)雜，地下碳酸鹽巖目的層波阻抗差異小、界面反射信號(hào)弱。針對(duì)這些特點(diǎn)，探討了本地區(qū)地震資料處理方法，分析原始記錄及地質(zhì)特征，認(rèn)識(shí)各種干擾波的特征與地表?xiàng)l件的關(guān)系，并采取相應(yīng)的措施對(duì)地震數(shù)據(jù)進(jìn)行靜校正、去噪、疊加等處理，取得了良好的效果，可為今后在此類地區(qū)進(jìn)行地震資料現(xiàn)場(chǎng)處理提供借鑒。

靜校正；低信噪比；處理參數(shù)；西藏羌塘盆地

1　引　言

西藏羌塘盆地內(nèi)表層沉積結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，地形起伏劇烈，低降速帶的厚度和速度極不穩(wěn)定，同時(shí)存在強(qiáng)能量的面波和規(guī)則線性干擾波，資料的信噪比低。此時(shí)，若按照一般常規(guī)方法對(duì)地震資料處理，不能取得好的地質(zhì)效果。因此如何解決好此類地區(qū)的靜校正問(wèn)題，有效地壓制各種干擾提高中深層的信噪比，是復(fù)雜地表?xiàng)l件下地震資料處理的一個(gè)關(guān)鍵。需要認(rèn)真做好方法和參數(shù)試驗(yàn)，優(yōu)化處理流程，精選處理參數(shù)，建立適合于本區(qū)資料的處理流程[1]。

針對(duì)以上特點(diǎn)，本文采用交互迭代折射靜校正方法進(jìn)行靜校正，將多種去噪方法相結(jié)合，最大限度地壓制干擾波，迭后剩余靜校正，消除高頻剩余時(shí)差，在處理中取得了良好的應(yīng)用效果。

2　原始記錄的特點(diǎn)

工區(qū)地貌以丘陵為主，個(gè)別地區(qū)為山地，地形起伏較大，區(qū)內(nèi)河灘發(fā)育，沼澤較多，個(gè)別地方有基巖出露地表；一般海拔高程在4 970～5 600 m左右；本區(qū)地表地質(zhì)條件復(fù)雜，低降速帶厚度變化不大，厚度在2～12 m左右，低速層速度在800～2 900 m/s，高速層速度在2 500～4 700 m/s[2]。

2.1幾種地表類型地震記錄

工區(qū)地表主要分為3類[3]：

1)山地區(qū)：地表高差變化大，地表基巖出露或覆蓋一層薄的第四紀(jì)覆蓋物，高速層為基巖。記錄品質(zhì)較差，信噪比較低，斷面反射及側(cè)反射互相干涉，嚴(yán)重影響有效波組的反射特征(圖1)。

2)平原區(qū)：地表較為平坦，為第四紀(jì)覆蓋物，高速層為基巖。記錄干擾以面波、折射多次波為主，3 s以上可見(jiàn)有效波，信噪比較高(圖2)。

3)河灘礫石區(qū)：主要分布河道或古河道，地表為小礫石，高速層為含水沙石。資料品質(zhì)較好，但面波、折射多次干擾嚴(yán)重(圖3)。

2.2干擾波分析

圖4為工區(qū)主要干擾波的分布圖。由圖4可知，本區(qū)干擾以面波、折射與折射多次波、高頻隨機(jī)噪音為主。其中，面波能量強(qiáng)，頻率高，在本區(qū)分布最為廣泛。面波干擾在記錄上分為兩組，第一組視速度約為1 200 m/s，頻率最高可達(dá)17 Hz，第二組視速度在700 m/s左右，頻率較低，約在10 Hz以下。

圖1　山地原始記錄品質(zhì)　Fig.1　Original record quality in the mountain

圖2　平原原始記錄品質(zhì)　Fig.2　Original record quality in the plain

圖3　河灘礫石區(qū)原始記錄品質(zhì)Fig.3　The original recording quality in beach gravel area

圖4　工區(qū)主要干擾波　Fig.4　The main interference wave in areas

折射與折射多次波以線性干擾形式出現(xiàn)在記錄的初至部分，速度較高，嚴(yán)重干擾剖面淺層及記錄中、遠(yuǎn)偏移距的有效反射。環(huán)境噪音以高頻隨機(jī)噪音的形式出現(xiàn)在記錄上，其共有特征為干擾能量強(qiáng)，頻率高，隨機(jī)性強(qiáng)，嚴(yán)重影響了原始資料的品質(zhì)。

3　處理難點(diǎn)分析及對(duì)策

3.1影響資料品質(zhì)及處理工作的主要因素

區(qū)域相對(duì)高差大,地形起伏劇烈，溝壑縱橫;表層結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，是本工區(qū)表層的主要特征。地層起伏劇烈，褶皺嚴(yán)重，深部地層傾角大，產(chǎn)狀多變，逆掩斷層發(fā)育；地層切割性強(qiáng)，反射界面物性差,是本工區(qū)深層的主要特征。這些特征不僅是影響資料品質(zhì)的主要因素[4]，而且是各種干擾、次聲干擾產(chǎn)生的根源。

資料處理中多種問(wèn)題交織在一起，相互制約、相互影響，極大地增加了處理的難度。歸納起來(lái)，主要有以下幾點(diǎn)問(wèn)題：

1)復(fù)雜多變的表層，導(dǎo)致有效波組同相軸扭曲、錯(cuò)斷(圖5)。

2)斷塊區(qū)內(nèi)繞射、斷面波、側(cè)反射、面波互相干涉，嚴(yán)重影響記錄的信噪比(圖6)。

3)低、降速帶速度、厚度的變化頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于折射點(diǎn)的分布頻率，因而工區(qū)的低降速帶資料不能滿足資料處理的要求，采用野外一次靜校正方法處理，其成果難以達(dá)到構(gòu)造解釋的要求(圖7)。

4)表層變化劇烈，深層干擾種類多、能量強(qiáng)、物性差，加劇了地震波、各種干擾能量在時(shí)、空間分布的復(fù)雜性，增加了處理工作中去噪、地震資料真振幅恢復(fù)的難度。

5)導(dǎo)致地震子波地表一致性變差，其振幅、頻率、相位發(fā)生畸變。

綜上分析，地震資料的信噪比、分辨率與工區(qū)的表層地震地質(zhì)條件息息相關(guān)，消除表層地震地質(zhì)條件變化劇烈所帶來(lái)的一系列問(wèn)題是搞好處理工作的基礎(chǔ)。

3.2處理難點(diǎn)分析

根據(jù)對(duì)工區(qū)地震地質(zhì)條件的了解以及對(duì)原始資料深入細(xì)致的分析，結(jié)合以往對(duì)低信噪比地區(qū)資料的處理經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為完成本次處理任務(wù)的關(guān)鍵在于解決好以下幾個(gè)重點(diǎn)環(huán)節(jié)[5]。

1)靜校正問(wèn)題

特殊的沼澤—丘陵—山地地形，速度、厚度空間變化劇烈的表層，是本區(qū)的一大特征。為了保證良好的疊加效果，克服靜校不準(zhǔn)的問(wèn)題，需要選擇正確、合理的靜校方法。

2)“去噪凈化”問(wèn)題

本區(qū)各類干擾發(fā)育，能量強(qiáng)，分布范圍廣，搞好本區(qū)地震資料的“去噪凈化”，改善資料的信噪比，是提高速度分析精度，保證疊加品質(zhì)的基礎(chǔ)。

圖5　淺層地震地質(zhì)條件對(duì)記錄同相軸的影響　Fig.5　The effect of shallow seismic geological conditions to the record of events

圖6　各種干擾對(duì)記錄同相軸的影響　Fig.6　The interference effect to the record of events

圖7　一次靜校正方法的缺陷Fig.7　The effect of a static correction method to the field

所以根據(jù)資料中的具體干擾特征選取最佳的去噪方法、加強(qiáng)去噪效果的監(jiān)控與分析是本次處理工作的一個(gè)重點(diǎn)。

3)地表一致性及分辨率問(wèn)題

地震資料的保幅處理是后續(xù)巖性處理的基礎(chǔ)，消除非地質(zhì)因素對(duì)地震資料的影響，保護(hù)好地震反射波組的巖性特征是后續(xù)解釋處理成功的前提。隨著對(duì)表層因素影響的深入研究，人們?cè)絹?lái)越注意到，表層條件的變化不僅影響到記錄的時(shí)移，而且會(huì)使地震波的振幅、頻率、相位在傳播過(guò)程中均受到極大的改造，導(dǎo)致原始資料分辨率下降，地震資料受表層因素影響產(chǎn)生了一系列地表一致性問(wèn)題。因此，消除表層因素的影響，恢復(fù)資料在空間上的真振幅特征，保證地震子波在空間上的一致性，進(jìn)而達(dá)到壓縮子波，提高資料分辨率的目的，是處理中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

3.3針對(duì)性的處理措施

3.3.1本區(qū)靜校正問(wèn)題

針對(duì)該區(qū)地形起伏，低降速帶速度、厚度劇烈變化所引發(fā)的靜校正難題，此次處理項(xiàng)目擬采用層析靜校正方法求取長(zhǎng)、中波長(zhǎng)的靜校正量；地表一致性靜校正解決短波長(zhǎng)的剩余靜校正量問(wèn)題。處理中通過(guò)認(rèn)真細(xì)致地初至拾取、建模及嚴(yán)密的質(zhì)量監(jiān)控手段，力爭(zhēng)在本區(qū)靜校正工作上取得良好的效果。

3.3.2多系統(tǒng)、多方法的聯(lián)合去噪凈化工作

選用不同處理系統(tǒng)的最佳去噪手段組合應(yīng)用，對(duì)疊前地震資料進(jìn)行充分去噪靜化，可有效地提高疊前數(shù)據(jù)信噪比，為資料的后續(xù)處理提供有力的保證。具體措施如下：

①充分發(fā)揮FOCUS系統(tǒng)良好的交互處理功能進(jìn)行資料的壞炮、干擾道編輯及其處理效果、處理質(zhì)量的監(jiān)控工作；②根據(jù)頻譜分析和濾波掃描選取合理的濾波參數(shù)來(lái)壓制高能量的高、低頻隨機(jī)干擾；③針對(duì)尖脈沖干擾，采用小時(shí)窗、大門檻值的強(qiáng)脈沖能量自動(dòng)壓制手段給予充分的壓制；④根據(jù)面波的頻率、頻散特性，通過(guò)時(shí)頻分析，采用自適應(yīng)濾波方法，壓制記錄中不同頻率成分的面波能量；⑤采用多道識(shí)別、單道壓制的線性濾波方法消除折射、折射多次波等線性干擾，避免多道處理的混波、假頻等副作用；⑥對(duì)于部分原始資料中的聲波干擾，采用交互切除的方法，在反褶積后進(jìn)行時(shí)窗切除，以避免截?cái)嗵幚碓胍舻挠绊憽?/p>

3.3.3地表一致性、分辨率問(wèn)題

為校正本區(qū)表層地震地質(zhì)條件的劇烈變化的導(dǎo)致的地震波振幅、頻率、相位在時(shí)、空上的畸變、衰減，必須進(jìn)行地表一致性處理。首先，擬應(yīng)用時(shí)頻、頻時(shí)分析的手段，詳細(xì)掌握資料的振幅、頻率在時(shí)、空方向的變化規(guī)律，并根據(jù)不同深度地層在速度上的變化信息，在疊前采用能夠保留波組之間相對(duì)強(qiáng)弱特征的變速球面擴(kuò)散補(bǔ)償來(lái)調(diào)整疊前數(shù)據(jù)能量；根據(jù)資料的振幅統(tǒng)計(jì)特征進(jìn)行地表一致性振幅補(bǔ)償、地層反射、透射振幅補(bǔ)償，力求準(zhǔn)確、合理地恢復(fù)記錄在時(shí)、空間上的能量損失，并通過(guò)保幅的整道均衡，使淺、中、深層波組間能量處在同一能量級(jí)上；疊后在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)增益曲線分析、時(shí)頻分析等進(jìn)行剩余振幅分析與補(bǔ)償，使淺、中、深層能量均一，波組特征清楚、強(qiáng)弱特征明顯。然后，采用多道地表一致性反褶積對(duì)子波整形，消除表層因素對(duì)子波的影響，改善資料的頻率和相位特征。在兼顧信噪比的原則下，壓縮子波，適度提高剖面的分辨率，并在此基礎(chǔ)上采用最佳信噪比濾波進(jìn)一步改善資料的信噪比。最后，采用地表一致性剩余靜校，消除受表層因素影響產(chǎn)生的剩余時(shí)差，改善疊加效果。

4　流程試驗(yàn)與效果

4.1靜校正試驗(yàn)與效果

針對(duì)該區(qū)地形起伏，低降速帶速度、厚度劇烈變化所引發(fā)的靜校正難題，此次處理項(xiàng)目擬采用層析靜校正方法求取長(zhǎng)、中波長(zhǎng)的靜校正量。通過(guò)認(rèn)真細(xì)致的初至拾取、建模及嚴(yán)密的質(zhì)量監(jiān)控手段(圖8)，在本區(qū)靜校正工作上取得良好的效果[7]。

圖9是本區(qū)原始炮記錄與折射靜校正的效果對(duì)比圖。其中圖9(a)為原始炮記錄，圖9(b)為折射靜校正的效果。由圖9可見(jiàn)，折射靜校正在本區(qū)應(yīng)用有明顯的效果， 折射靜校正記錄有效波同相軸光滑、連續(xù)性好。

圖8　初至模型反演效果Fig.8　The first break model inversion effect

圖9　靜校正方法試驗(yàn)Fig.9　The static method test

4.2“去噪凈化”試驗(yàn)與效果

針對(duì)干擾波不同的特征，采用不同的方法進(jìn)行疊前去噪工作。

圖10為傾角濾波去噪效果圖。由圖10可知，針對(duì)地震記錄中折射多次波嚴(yán)重影響資料中、遠(yuǎn)道的信噪比的問(wèn)題，采用傾角濾波壓制手段取得了較好的效果。

圖11為面波自適應(yīng)壓制效果對(duì)比圖。其中，圖11(a)為原始記錄，圖11(b)為面波自適應(yīng)壓制效果。從圖11可以看到，高通濾波壓制面波易傷及低頻有效波，且近道效果差；自適應(yīng)面波壓制根據(jù)面波與有效波在頻率、速度等方面的差異，自動(dòng)識(shí)別壓制，壓制效果好，無(wú)混波作用。記錄信噪比進(jìn)一步得到提高，有效波能量更加突出。

圖10　傾角濾波去噪效果　Fig.10　The dip filtering denoising effect

圖11　面波自適應(yīng)壓制效果　Fig.11　The surface wave adaptive suppression effect

4.3振幅補(bǔ)償試驗(yàn)與效果

根據(jù)地震波能量在傳播中損失的各個(gè)原因，有針對(duì)性地進(jìn)行了球面擴(kuò)散補(bǔ)償和炮域、檢波域與共偏移距域的地表一致性振幅補(bǔ)償，用于補(bǔ)償?shù)卣鸩▊鞑r(shí)在時(shí)、空間的能量衰減[8]。

圖12圖為振幅補(bǔ)償效果圖。其中，圖12(a)是補(bǔ)償前的炮記錄，它在時(shí)空間上的能量衰減是很明顯的，經(jīng)過(guò)球面擴(kuò)散補(bǔ)償以后，地震波深部能量得到了有效補(bǔ)償(圖12b)。圖12(c)是炮域、檢波域與共偏移距域的地表一致性振幅補(bǔ)償效果，記錄能量通過(guò)兩種有效補(bǔ)償在時(shí)、空間分布趨于真實(shí)的能量反射。

4.4反褶積處理試驗(yàn)與效果

在充分去噪的基礎(chǔ)上，應(yīng)用地表一致性預(yù)測(cè)

反褶積在兼顧信噪比的原則下，通過(guò)子波整形，壓縮子波，消除表層因素對(duì)子波的影響，適度提高資料的分辨率。圖13為反褶積前、后子波壓縮效果對(duì)比。在此基礎(chǔ)上采用最佳信噪比濾波，通過(guò)壓制反褶積引起的甚高、低頻的噪音，加強(qiáng)了優(yōu)勢(shì)頻帶能量，改善了記錄的信噪比。圖14從左到右依次為去噪后記錄、地表一致性反褶積及最佳信噪比濾波處理效果。

4.5剩余靜校正處理試驗(yàn)與效果

在靜校正處理的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步提高剖面同相軸的連續(xù)性，改善疊加效果， 剩余靜校正處理是不可或缺的一環(huán)，為此，進(jìn)行了常規(guī)的兩次地表一致性剩余靜校正處理試驗(yàn)， 提高了反射波同相軸的連續(xù)性，改善了剖面的信噪比(圖15)。

圖12　振幅補(bǔ)償效果Fig.12　The amplitude compensation effect

圖13　反褶積前、后炮記錄子波整形、壓縮效果Fig.13　The shot record of wavelet shaping and compression effect before and after deconvolution

圖14　處理效果分析Fig.14　The processing effect analysis

圖15　自動(dòng)剩余靜校正對(duì)比試驗(yàn)效果Fig.15　The automatic residual statics contrast test

4.6處理效果分析

圖16為疊加效果分析圖。由圖16可見(jiàn)，處理剖面淺、中、深層反射波組齊全，同相軸連續(xù)性好；主要目的層波組特征清晰，信噪比、分辨率較高，易于追蹤對(duì)比。處理剖面斷塊間斷點(diǎn)清楚，繞射波連續(xù)性好；各斷塊反射波組特征清晰，信噪比較高，易于對(duì)比解釋。而采用常規(guī)處理方法很難解決靜校正問(wèn)題及在低信噪比地區(qū)的成像問(wèn)題，采取本方法可以有效地解決這些問(wèn)題，達(dá)到預(yù)期的效果。從剖面總體品質(zhì)看，整條剖面構(gòu)造格局明顯、特征清楚，較好地完成了揭示測(cè)區(qū)盆地基底及其上覆沉積層構(gòu)造格架的地質(zhì)任務(wù)。

圖16　測(cè)線最終疊加剖面效果Fig.16　The final stacked section effect of the survey line

5　結(jié)　語(yǔ)

由于本區(qū)特殊的地震地質(zhì)條件，原始資料信噪比低，各種干擾能量強(qiáng)，分布廣，如何進(jìn)一步提高原始資料的品質(zhì)是進(jìn)行地震資料處理的前提。低信噪比地區(qū)資料的處理必須要有疊加次數(shù)作為依托，以保證淺、中層能夠有效的疊加。合適疊加次數(shù)對(duì)壓制噪音、提高信噪比有很大的作用。本文通過(guò)方法試驗(yàn)，采用合理的處理流程，在該區(qū)獲得了一個(gè)反射波組齊全、主要目的層信息豐富、地質(zhì)構(gòu)造特征清晰的地震剖面，為今后在此類地區(qū)進(jìn)行地震資料現(xiàn)場(chǎng)處理提供了借鑒。

[1]劉廣信，李新民.CYBER170_720寬線剖面資料處理及效果[J].石油物探，1984,23(4):39-45.

[2]盧占武，高銳, 匡朝陽(yáng),等.青藏高原羌塘盆地二維地震數(shù)據(jù)采集方法試驗(yàn)研究[J].地學(xué)前緣，2006，13(5):382-389.

[3]盧占武,高銳,李秋生,等.藏北羌塘盆地反射地震剖面與疊加速度研究[J].中國(guó)地質(zhì);2009,36(3):677-681.

[4]翟桐立，劉次源，祝文亮,等.南方山地寬線地震采集方法與效果[J].天然氣工業(yè)，2007,27(增刊A):70-71.

[5]朱漢東.沖斷山區(qū)的地震資料采集[M]//石油物探專題情報(bào)成果集.保定:石油部物探局情報(bào)所,1997.

[6]張金崗，劉澤源，胡杰,等.柴達(dá)木盆地復(fù)雜山地實(shí)用地震技術(shù)研究[J].青海油田，2006,24(3)：1-8.

[7]張春賀，喬德武，李世臻,等.復(fù)雜地區(qū)油氣地球物理勘探技術(shù)集成[J].地球物理學(xué)報(bào),2011,54(2):374-387.

[8]陸基孟.地震勘探原理[M].北京:石油工業(yè)出版社,1993.

The Discussion of 2D Seismic Data Processing in Qiangtang Basin of Tibet

Gui Pingjun, Wu Yongfeng, Li Xin

(PetroleumExplorationandProductionResearchInstitute,theNorthChinaOilandGasCompanyofSinopec,ZhengzhouHenan450006,China)

In the process of stratigraphic formation in Qiangtang Basin region, and due to the complex geological condition, underground carbonate target layer wave impedance difference is small, and the interface reflection signal is weak. Based on these features, the regional seismic data processing method is studied, the original data and geological characteristics are described, the characteristics of various interference waves and the relationship of the surface conditions are analyzed. Besides, some measures are taken like the seismic data static correction, de-noising, stacking and other processing methods, which has achieved good results.

static; low signal-to-noise ratio; processing parameter; Qiangtang basin

1672—7940(2016)04—0513—08

10.3969/j.issn.1672-7940.2016.04.019

歸平軍(1986-)，男，工程師，主要從事地震處理及解釋的工作。E-mail:pingjun2004@126.com

P631.4

A

2015-11-26