張連群　陳寶書　李松康　汪小將　薛　冬　肖　曦

(中海油研究總院有限責(zé)任公司，北京 100028)

1　引言

多次波一直是困擾海上地震資料處理的難題，尤其是海底深度變化大的地區(qū)的地震資料處理。多次波主要分為表面多次波和層間多次波兩大類型[1]，實(shí)際處理中對(duì)其壓制的方法主要有兩大類[2-4]：一種是濾波類; 另一種是波動(dòng)方程類(預(yù)測相減)。因?yàn)V波類方法(如二維濾波)易傷害有效波，在相對(duì)保幅處理中[5]，一般先用波動(dòng)方程類方法壓制大部分多次波，再用濾波類方法如高精度拉東(Radon)變換壓制剩余多次波。對(duì)水深小于100m的超淺水地震資料，一般應(yīng)用預(yù)測反褶積方法對(duì)多次波進(jìn)行壓制； 對(duì)水深大于300m的深水地震資料，一般應(yīng)用自由表面相關(guān)多次波衰減(SRME)[6,7]方法效果較好；對(duì)水深為100～300m的淺水地震資料，預(yù)測反褶積和SRME技術(shù)效果均不理想。業(yè)界近年來發(fā)展了一些淺水多次波壓制方法，并取得了一定的效果[8-12]。本文對(duì)其中的確定性水層多次波壓制方法(Deterministic Water-layer Demultiple)DWD進(jìn)行了開發(fā)，在海底深度變化大的白云凹陷地震資料相對(duì)保幅處理中，與SRME和Radon方法進(jìn)行組合應(yīng)用，取得了很好的應(yīng)用效果。

2　問題和對(duì)策

白云凹陷位于中國南海北部陸架—陸坡區(qū)，海底深度由淺到深劇烈變化。為了對(duì)白云凹陷中深層巖性目標(biāo)X進(jìn)行地震資料疊前砂體預(yù)測和物性反演，需要進(jìn)行地震資料相對(duì)保幅處理。而離該目標(biāo)最近的井是W井，因此對(duì)過該井的二維地震測線L進(jìn)行相對(duì)保幅處理。圖1是該測線原處理成果的淺中層和中深層剖面。圖1a淺層箭頭處能明顯看到殘留的海底多次波，從該圖也可見該測線海底從淺到深變化，海底相關(guān)多次波周期變化，難以壓制。圖1b中恩平組(E3e)是反演的目的層，大約在2.5～5.0s，信噪比低，成像不清楚，影響構(gòu)造解釋和沉積分析的可靠性，且恩平組頂?shù)膹?qiáng)反射振幅是真的強(qiáng)振幅還是多次波引起的假象并不確定。要解決這些問題，需對(duì)該測線進(jìn)行重新處理即相對(duì)保幅處理，為反演提供高品質(zhì)的疊前道集，同時(shí)為構(gòu)造和沉積研究提供高品質(zhì)的剖面。

圖1　原處理成果淺中層(a)和中深層(b)剖面

通過原始資料分析，發(fā)現(xiàn)主要問題是多次波發(fā)育嚴(yán)重且海底深度劇烈變化引起的多次波周期變化，較難壓制。對(duì)各種多次波壓制方法適用性分析和優(yōu)化組合方法試驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的預(yù)測反褶積、SRME和Radon方法組合，對(duì)這種變深度海底多次波壓制效果不佳，而采用近年發(fā)展的確定性水層多次波壓制方法(DWD)和傳統(tǒng)SRME方法及Radon方法進(jìn)行組合，則能較好地壓制該資料淺深水多次波。

3　組合方法原理

SRME方法思路[13-20]是先通過地震數(shù)據(jù)自身進(jìn)行時(shí)空褶積預(yù)測多次波模型，再將預(yù)測的多次波模型與原始地震數(shù)據(jù)進(jìn)行自適應(yīng)匹配相減，得到多次波壓制后的地震數(shù)據(jù)。該方法不需要先驗(yàn)信息，完全數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，對(duì)深水地震資料多次波壓制效果明顯，而對(duì)淺水地震資料則效果不好。

Radon變換[21-30]壓制多次波的技術(shù)思路是利用動(dòng)校正后的道集上一次波和多次波的時(shí)差，在Radon變換域確定多次波的抑制區(qū)域，進(jìn)行速度濾波后再反Radon變換回時(shí)間—空間域。該方法主要壓制一次波和多次波動(dòng)校時(shí)差差異較大的中遠(yuǎn)道多次波。

對(duì)水平層狀介質(zhì)，水層多次波在τ-p域的每個(gè)射線參數(shù)p上保持周期性，如圖2所示。DWD方法思路源于此理論，且它利用如下公式計(jì)算水層多次波周期

(1)

式中：t(0)是零炮檢距處水底雙程反射時(shí)間；v0是海水速度；p是射線參數(shù)；t(p)是p對(duì)應(yīng)的水層周期。

圖2　不同域多次波周期變化特征

DWD方法實(shí)現(xiàn)步驟是先從水速動(dòng)校后的最小炮檢距的自相關(guān)剖面上拾取零炮檢距處水底雙程反射時(shí)間t(0)，然后在外推近道后將t-x域數(shù)據(jù)變換到τ-p域，再在τ-p域根據(jù)式(1)計(jì)算出不同射線參數(shù)p對(duì)應(yīng)的一個(gè)水層周期[31]，進(jìn)而通過波場外推的方法預(yù)測出多次波模型，最后將原始數(shù)據(jù)與多次波模型進(jìn)行自適應(yīng)相減壓制多次波，如圖3所示。該方法對(duì)外推的近道質(zhì)量沒有SRME方法對(duì)外推的近道質(zhì)量敏感，通常適用于相對(duì)淺水環(huán)境，并要求水底起伏不大，且具有高反射系數(shù)。

圖3　DWD方法實(shí)現(xiàn)流程

4　應(yīng)用效果

4.1　多次波壓制

圖4a中目的層剖面上兩條豎線表示抽取的兩個(gè)CMP道集的位置，一個(gè)在W井附近，另一個(gè)過原處理剖面上解釋的強(qiáng)反射恩平組頂界面T70。剖面和速度譜上的箭頭位置一一對(duì)應(yīng)。從圖4a中的速度譜上可見，橢圓內(nèi)速度與海水速度接近，明顯小于地層速度，是海底多次波；同時(shí)，箭頭處速度稍小于其上方一次反射波速度，且兩者反射時(shí)間之差接近海底反射時(shí)間，是上方地層一次上行反射回到海水面再下行反射的水層多次波，SRME和Radon方法很難壓制淺水區(qū)這類多次波。圖4b中SRME壓制多次波后，橢圓內(nèi)海底多次波大部分被壓制，但箭頭所指處的多次波大部分未被壓制。圖4c中應(yīng)用SRME+DWD技術(shù)組合后，此類難壓制的多次波基本被壓制，箭頭所指處的多次波速度譜能量明顯減弱，道集更“干凈”，消除了圖4a剖面上多次波引起的假的強(qiáng)反射軸T70。在SRME+DWD技術(shù)組合的基礎(chǔ)上，再應(yīng)用Radon技術(shù)可將剩余多次波壓制，道集進(jìn)一步“干凈”，速度譜能量團(tuán)更聚焦，如圖4d所示。

4.2　成果對(duì)比

圖5和圖6分別是原處理成果剖面和此次處理新成果剖面淺中層及中深層對(duì)比。如圖5b所示，此次處理后剖面信噪比大幅提高，波組特征更明顯，且壓制了圖5a中箭頭所指處的海底多次波，地層進(jìn)積結(jié)構(gòu)(帶箭頭虛線指示)更清楚。圖6a中原處理剖面上虛線指示的強(qiáng)反射軸被解釋為恩平組頂T70，此次處理后如圖6b所示，該強(qiáng)能量多次波同相軸被壓制，基于此，解釋人員修改了原層位解釋方案。此次處理和原處理的流程不僅在多次波壓制環(huán)節(jié)有差別，在別的處理環(huán)節(jié)如速度分析、疊后處理等也有差別，導(dǎo)致二者的成果在分辨率上也有差別。對(duì)比圖6a和圖6b右上角頻率振幅譜可見，新處理剖面頻帶更寬、主頻更高、分辨率更高，使得W井附近的斷層解釋更容易(虛線指示)，且更容易看出地層厚度變化規(guī)律。圖7為新處理剖面、井旁道與合成記錄的對(duì)比，井震結(jié)果基本一致。圖8是重處理疊前道集的反演結(jié)果，白色虛線內(nèi)為目標(biāo)X砂體，其內(nèi)部較為連續(xù)，中部厚度大，向砂體邊緣厚度變薄，砂體巖性尖滅點(diǎn)與平面厚度圖邊界一致， “泥包砂”特征明顯?？梢?，反演結(jié)果較好地刻畫了目標(biāo)砂體特征和邊界。

圖4　多次波壓制前、后疊加剖面目的層、動(dòng)校后CMP道集及其速度譜對(duì)比

圖5　原處理成果剖面(a)和新處理成果剖面(b)淺中層對(duì)比

圖6　原處理成果剖面(a)和新處理成果剖面(b)中深層對(duì)比

圖7　井震對(duì)比

圖8　過巖性體目標(biāo)任意線縱、橫波速度比反演剖面

5　結(jié)束語

SRME+DWD+Radon技術(shù)組合有效地壓制了中國南海北部白云凹陷陸架—陸坡區(qū)海底深度變化的淺深水多次波，對(duì)未來處理類似地質(zhì)地震特點(diǎn)的地震資料有一定的借鑒作用。對(duì)不同地震資料，先用SRME還是DWD則需要試驗(yàn)對(duì)比確定。DWD方法僅需海水速度，幾乎是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的，對(duì)壓制相對(duì)淺水的表面多次波效果很好，彌補(bǔ)了預(yù)測反褶積和SRME方法的不足。但該方法主要針對(duì)一次波在水層多次震蕩形成的水層多次波，對(duì)其他類型多次波則無能為力，因此需要組合其他多次波壓制方法，才能有效壓制各種類型多次波。

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