陳泓竹 王彥春

(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)地球物理與信息技術(shù)學(xué)院，北京 100083)

1 引言

松遼盆地的中、深層目標(biāo)儲(chǔ)層具有單層厚度小、橫向變化快的特點(diǎn)[1-3]，現(xiàn)有地震分辨率不足以識(shí)別單個(gè)儲(chǔ)層，地震數(shù)據(jù)的相對(duì)振幅變化是目前儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)[4，5]。松遼盆地垂向上發(fā)育多個(gè)強(qiáng)反射界面[6]，所產(chǎn)生的層間多次波數(shù)量眾多、周期不同、能量各異，與一次反射波疊加，破壞了一次反射波的相對(duì)振幅關(guān)系，影響儲(chǔ)層預(yù)測(cè)[7]，而且多次波與一次波之間的不同相疊加，還會(huì)降低垂向分辨率[8]。正確認(rèn)識(shí)多次波的發(fā)育特點(diǎn)，并采用合理方法進(jìn)行壓制，是當(dāng)前精細(xì)勘探的必然要求。

松遼盆地拗陷期沉積地層厚度大、結(jié)構(gòu)平緩，不存在橫向速度劇烈變化，壓實(shí)作用使地震疊加速度垂向單調(diào)遞增[9]。由于多次波速度低于一次波速度，在動(dòng)校正后的CDP道集上，一次波反射同相軸被拉平，而多次波同相軸呈近似拋物線(xiàn)形態(tài)，二者的動(dòng)校正時(shí)差存在差異，為壓制多次波奠定了基礎(chǔ)[10，11]。拉東變換是利用一次波與多次波的動(dòng)校正時(shí)差差異壓制多次波的常用方法[12-15]，在實(shí)踐中也得到廣泛應(yīng)用。拉東變換方法在實(shí)際應(yīng)用中存在以下兩方面的缺陷：一方面，在大炮檢距多次波與一次波的動(dòng)校正時(shí)差相差較大，拉東變換壓制多次波效果明顯，而在小炮檢距二者的動(dòng)校正時(shí)差相差小，常規(guī)拉東變換難以實(shí)現(xiàn)多次波與一次波完全分離，不能有效壓制多次波[16，17]，容易傷及有效信號(hào)；另一方面，陸上地震采集數(shù)據(jù)的炮檢距有限以及局部變觀引起的炮檢距分布不均，造成拉東域能量不聚焦，出現(xiàn)模糊現(xiàn)象。為此，Hampson[18]提出拋物線(xiàn)拉東變換最小二乘反演分離一次波與多次波，通過(guò)優(yōu)化模型重構(gòu)多次波，其結(jié)果減少了拉東域的模糊現(xiàn)象，但對(duì)小炮檢距動(dòng)校正時(shí)差相差不大的一次波與多次波做不到無(wú)畸變分離，會(huì)產(chǎn)生假象。Thorson等[19]將雙曲線(xiàn)拉東變換考慮為稀疏反演過(guò)程，在拉東域?qū)φ穹蟮臄?shù)據(jù)賦予更大的權(quán)值，多次迭代使拉東域數(shù)據(jù)不斷稀疏，從而減少模糊現(xiàn)象。時(shí)間域拉東變換的計(jì)算量龐大，考慮算法的計(jì)算效率，Sacchi等[20]在頻率域?qū)崿F(xiàn)了高精度拋物線(xiàn)拉東變換快速計(jì)算，鞏向博等[21]提出時(shí)間—頻率混合域高分辨率雙曲拉東變換方法。為了提高多次波壓制精度，譚軍等[22]提出追蹤多次波同相軸以實(shí)現(xiàn)對(duì)其壓制，但對(duì)松遼盆地陸上地震資料難以實(shí)現(xiàn)，Kelamis等[23]給出了拋物線(xiàn)拉東變換應(yīng)用于陸上地震數(shù)據(jù)的成功實(shí)例。為了解決一次波與多次波時(shí)差較小時(shí)的多次波壓制問(wèn)題，Herrmann等[24]采用高分辨率拋物線(xiàn)拉東變換分離一次波與多次波，并很好地處理了稀疏炮檢距采樣造成的空間假頻問(wèn)題，Moore等[25]使這一方法更加有效且穩(wěn)定。常規(guī)拉東變換壓制多次波方法是在拉東域切除多次波能量，會(huì)損失振幅，引入假頻成分。范景文等[26]采用自適應(yīng)減去法，并考慮了介質(zhì)的VTI各向異性影響，從原始CDP道集中減去重構(gòu)的多次波，避免對(duì)一次波的傷害，是合理的解決方法。

本文用達(dá)深20工區(qū)三維地震數(shù)據(jù)及鉆井資料分析了松遼盆地地震記錄中的多次波特征，采用頻率域拋物線(xiàn)拉東變換加權(quán)約束反演迭代重構(gòu)多次波，再用自適應(yīng)減去法壓制層間多次波。相對(duì)于常規(guī)地震資料，達(dá)深20三維工區(qū) “兩寬一高”地震數(shù)據(jù)的炮、道密度更大，更完整地記錄了多次波，便于進(jìn)行特征分析與效果對(duì)比。

2 工區(qū)多次波特點(diǎn)

多次波的產(chǎn)生依賴(lài)于波阻抗界面，地層的垂向結(jié)構(gòu)決定了多次波的特征。其中界面?zhèn)€數(shù)決定多次波的數(shù)量，界面間地層厚度和速度決定多次波的周期，界面的反射系數(shù)及多次波的階數(shù)決定多次波的能量。

2.1 地層垂向結(jié)構(gòu)

松遼盆地的地層自下而上分為斷陷期和拗陷期沉積地層。工區(qū)內(nèi)深層目的層為斷陷期沉積，包括營(yíng)城組火山巖和沙河子組砂礫巖(天然氣儲(chǔ)層)，頂面埋藏深度為2500～5000m，對(duì)應(yīng)地震反射層位T4以下地層，厚度為500～2000m。營(yíng)城組儲(chǔ)層是局部發(fā)育的火山巖。沙河子組儲(chǔ)層發(fā)育在扇三角洲和辮狀河三角洲沉積的前緣相帶，鉆井統(tǒng)計(jì)表明，單井氣層累計(jì)厚度為20～50m，單層厚度為5～20m，垂向呈砂泥巖互層結(jié)構(gòu)，單層厚度遠(yuǎn)小于地震1/4波長(zhǎng)。斷陷期地層的斷裂發(fā)育、地層陡傾，橫向物性變化快，導(dǎo)致地震波場(chǎng)復(fù)雜。拗陷期沉積地層結(jié)構(gòu)平緩，厚度在2500m以上，包含主力油層(薩爾圖、葡萄花、高臺(tái)子)及扶余油層和楊大城子油層，其中發(fā)育多個(gè)垂向間距不等的強(qiáng)波阻抗界面。

依據(jù)達(dá)深16、達(dá)深17、達(dá)深28井的鉆井資料及過(guò)達(dá)深17井點(diǎn)的CDP速度譜綜合得到各主要反射界面特征參數(shù)(表1)。T4反射層之上至少存在10個(gè)明顯的波阻抗界面，反射系數(shù)為0.02～0.22，尤其以T1、T2反射最強(qiáng)。由地震資料的構(gòu)造解釋可知，在T06、T1、T2和T4鄰近地層中發(fā)育密集反射段，即相鄰平行的多個(gè)強(qiáng)度不同的反射同相軸。

表1 工區(qū)主要反射界面的特征參數(shù)

由多次波的產(chǎn)生機(jī)理可知，強(qiáng)波阻抗界面之間以及這些界面與地表之間會(huì)產(chǎn)生長(zhǎng)周期多次波，而密集反射段之內(nèi)的界面會(huì)產(chǎn)生短周期多次波。強(qiáng)波阻抗界面的反射系數(shù)不同，會(huì)導(dǎo)致多次波的能量不同；地層厚度不同，會(huì)導(dǎo)致多次波的周期不同，出現(xiàn)位置不同。加之地震波的入射角不同，使多次波的能量和周期發(fā)生變化。這些因素致使實(shí)際地震多次波結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

2.2 實(shí)際地震數(shù)據(jù)多次波特征

2017年在安達(dá)地區(qū)開(kāi)展針對(duì)深層目標(biāo)的地震技術(shù)攻關(guān)，并采集了滿(mǎn)覆蓋面積為50km2的“兩寬一高”三維地震資料，覆蓋次數(shù)為672，面元尺度為10m×20m。與原有常規(guī)采集地震資料相比，高密度采集數(shù)據(jù)的多次波特征更為明顯。

在速度譜(圖1a)上，黑色曲線(xiàn)是疊加速度，黑色矩形是拾取的速度點(diǎn)，黑色豎線(xiàn)上的黑色點(diǎn)指示多次波出現(xiàn)位置，黑色字符標(biāo)識(shí)強(qiáng)反射界面?？梢?jiàn)T06界面以下、疊加速度曲線(xiàn)左側(cè)，清晰可見(jiàn)多次波能量團(tuán)，多次波的速度低于相同反射時(shí)間的一次波速度。T4以上的6個(gè)強(qiáng)波阻抗界面作為底界面，包括T06、T07、T1、T2、T3、T4，而各強(qiáng)反射界面以及地表作為頂界面，產(chǎn)生數(shù)量眾多的層間多次波(表2)，在相同反射時(shí)間干涉疊加，速度譜能量團(tuán)變寬。依據(jù)多次波能量團(tuán)的速度可確定產(chǎn)生多次波的底界面，底界面與多次波能量團(tuán)之間的時(shí)差即為多次波周期，每個(gè)底界面垂向上產(chǎn)生多組層間多次波，如T2反射界面產(chǎn)生8組多次波。

在對(duì)應(yīng)圖1a的動(dòng)校正后的CDP道集(圖1b)上，T1反射層以下多次波明顯，頻率低，能量強(qiáng)，在一次波同相軸平直條件下，多次波同相軸向下彎曲，多次波之間以及多次波與一次波相互疊加，導(dǎo)致波組關(guān)系復(fù)雜。多次波與一次波的時(shí)差特征表現(xiàn)為橫向上隨著炮檢距的增大而增大，垂向上隨著深度的增加而增大。由于初至波切除以及小炮檢距的剩余時(shí)差小，難以看到完整的多次波彎曲同相軸，給準(zhǔn)確分析各多次波產(chǎn)生的機(jī)理帶來(lái)困難。多次波與一次波疊加改造了一次波的振幅，且多次波與一次波之間的小時(shí)差會(huì)降低疊加后的成像分辨率。

圖1 動(dòng)校正后的速度譜(a)與CDP道集(b)

底界面頂 界 面受影響地層多次波數(shù)量T06地表到T06之間各界面T06到T3之間地層4T07地表到T07之間各界面T07到T4之間地層5T1地表到T1之間各界面T1到T4之間地層6T2地表到T2之間各界面T2到基底以下地層8T3T2到T3之間各界面T3到T5之間地層2T4T2到T4之間各界面T4到基底之間地層4

依據(jù)多次波對(duì)勘探目的層的影響以及多次波的周期，分為如下4類(lèi)討論。①影響中淺層勘探目標(biāo)的多次波由T2以上的強(qiáng)反射界面產(chǎn)生，出現(xiàn)在T07到T4之間，為長(zhǎng)周期層間多次波，影響薩爾圖、葡萄花、高臺(tái)子、扶余及楊大城子油層。這類(lèi)多次波能量強(qiáng)、個(gè)數(shù)多，以T2界面反射系數(shù)最大，產(chǎn)生的多次波個(gè)數(shù)最多。②影響深層勘探目標(biāo)的多次波由T4以上界面產(chǎn)生，出現(xiàn)在T4到T5之間，影響營(yíng)城組和沙河子組天然氣勘探目標(biāo)，其中由T3、T4界面產(chǎn)生的多次波為長(zhǎng)周期層間多次波，能量較強(qiáng)，而由T2以上界面產(chǎn)生的多次波為高階多次波(圖1a中紅色矩形位置)，能量較弱。③影響基底內(nèi)幕的多次波(圖1a中黑色橢圓位置)由T2以上界面產(chǎn)生，出現(xiàn)在T5界面以下，為長(zhǎng)周期層間多次波，能量較強(qiáng)。④密集反射段內(nèi)部界面產(chǎn)生的多次波在速度譜上表現(xiàn)為能量團(tuán)橫向加寬、垂向加長(zhǎng)，體現(xiàn)在圖1a中的T06、T1、T2、T41界面對(duì)應(yīng)的速度譜能量團(tuán)。這類(lèi)多次波為短周期多次波，只影響密集段內(nèi)部及其下部鄰近地層的反射振幅。

由以上分析可見(jiàn)，影響工區(qū)內(nèi)勘探目的層的多次波為上覆拗陷地層中強(qiáng)波阻抗界面之間產(chǎn)生的層間多次波。實(shí)際地震數(shù)據(jù)的多次波數(shù)量多、階次多、周期不同、能量各異，來(lái)自不同界面的多次波相互疊加，在動(dòng)校正后的CDP道集上多次波同相軸形態(tài)不完整，只在中、遠(yuǎn)炮檢距地震道上表現(xiàn)為向下彎曲。本文研究長(zhǎng)周期層間多次波的壓制方法，克服已有方法中對(duì)小炮檢距地震道多次波壓制效果不佳以及有限炮檢距引起的拉東域能量不聚焦問(wèn)題，即壓制上述前3類(lèi)長(zhǎng)周期多次波，而對(duì)密集段產(chǎn)生的短周期多次波將用疊前反褶積來(lái)壓制。

3 多次波壓制方法原理

層間多次波與一次波的傳播路徑不同，在動(dòng)校正后的CDP道集中，多次波和一次波的動(dòng)校正時(shí)差存在差異?；诙啻尾ㄊＳ鄷r(shí)差近似為拋物線(xiàn)軌跡的假設(shè)，在拉東域?qū)崿F(xiàn)多次波與一次波的分離。依據(jù)拉東域能量最小原則重構(gòu)多次波，采用加權(quán)最小二乘反演迭代提高拉東域一次波與多次波的分離程度，減少能量模糊現(xiàn)象。最終從原始數(shù)據(jù)中減去所重構(gòu)的多次波，保證拉東變換產(chǎn)生的假象不影響原始數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)多次波有效壓制。

3.1 頻率域拋物線(xiàn)拉東變換

采用拋物線(xiàn)拉東變換實(shí)現(xiàn)一次波與多次波分離。在動(dòng)校正后的CDP道集中，同一反射時(shí)間的多次波速度低于一次波速度，一次波被拉平，將多次波的彎曲同相軸軌跡近似為拋物線(xiàn)。拋物線(xiàn)拉東變換沿拋物線(xiàn)軌跡疊加求和，定義為

(1)

式中：s(x,t)為CDP道集數(shù)據(jù)；u(q,τ)是s(x,t)的時(shí)間域拉東變換；q為拋物線(xiàn)參數(shù)；t為雙程反射時(shí)間；τ為截距時(shí)間；x為炮檢距。時(shí)間空間域具有拋物線(xiàn)形狀的同向軸被映射為拉東域的一個(gè)點(diǎn)。

由式(1)可見(jiàn)，在拋物線(xiàn)拉東變換中，截距時(shí)間τ與反射時(shí)間t呈線(xiàn)性關(guān)系，在頻率域處理可提高拉東變換的計(jì)算效率。首先，經(jīng)傅里葉變換將地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到頻率域，再由下式完成拉東變換

(2)

式中：S(x,f)是s(x,t)的傅里葉變換；d(q,f)是s(x,t)的頻率域拉東變換；f為頻率； j為虛數(shù)。

由于實(shí)際地震資料的炮檢距有限，而且陸上采集的地震資料中存在大量局部變觀區(qū)域，造成炮檢距分布不均。實(shí)際動(dòng)校正后CDP道集中多次波的拋物線(xiàn)形態(tài)不完整，導(dǎo)致拉東域能量分散，對(duì)應(yīng)多次波的拋物線(xiàn)不能聚焦為一個(gè)點(diǎn)，而是一個(gè)區(qū)域，出現(xiàn)模糊現(xiàn)象。將拉東域去除多次波后的結(jié)果映射到時(shí)間空間域就會(huì)產(chǎn)生假頻。為此，采用反演方法重構(gòu)多次波，再?gòu)脑紨?shù)據(jù)中減去重構(gòu)的多次波，實(shí)現(xiàn)多次波的有效壓制。

3.2 加權(quán)約束反演重構(gòu)多次波

在動(dòng)校正后的CDP道集中，地震數(shù)據(jù)由相干同相軸(包括拉平的一次波和呈拋物線(xiàn)形態(tài)的多次波)以及不相干噪聲構(gòu)成。在拉東域，單個(gè)頻率的地震記錄表示為

d=Am+n

(3)

式中：d是各炮檢距觀測(cè)數(shù)據(jù)矢量；A是響應(yīng)矩陣，依賴(lài)于炮檢距分布；m是各同相軸的模型矢量；n是不相干噪聲。

在最小平方意義下使觀測(cè)數(shù)據(jù)的頻率域拉東變換d與模擬數(shù)據(jù)Am之差達(dá)到最小，求解下式，實(shí)現(xiàn)最小平方反演

(AHA+λ2I)m=AHd

(4)

式中：AH是矩陣A的復(fù)共軛轉(zhuǎn)置矩陣；λ是穩(wěn)定因子；I是單位矩陣。式(4)的結(jié)果減少了拉東變換的模糊現(xiàn)象，但仍存在假象。模型測(cè)試表明，對(duì)動(dòng)校正時(shí)差差異不大的一次波和多次波做不到無(wú)畸變分離。原因在于式(4)給出的阻尼最小二乘解并不是最優(yōu)解，其反變換在有限炮檢距范圍內(nèi)與原地震數(shù)據(jù)一致，而默認(rèn)限定炮檢距范圍之外的地震數(shù)據(jù)為零。

將數(shù)據(jù)重構(gòu)視為一個(gè)稀疏反演過(guò)程，使在限定炮檢距范圍內(nèi)重構(gòu)數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)基本一致，而對(duì)限定炮檢距范圍之外的數(shù)據(jù)不做限制。這樣會(huì)在限定炮檢距范圍之外存在多個(gè)解，需要從中選出最優(yōu)解。解決辦法是在拉東域引入加權(quán)約束，對(duì)拉東域大能量的數(shù)據(jù)給予大的權(quán)系數(shù)，而對(duì)能量小的數(shù)據(jù)給予小的權(quán)系數(shù)。以能量最小作為先驗(yàn)信息，反饋到反演過(guò)程，經(jīng)不斷迭代，使拉東域的解逐次稀疏，將拋物線(xiàn)同相軸映射為拉東域的一個(gè)帶限脈沖，求解如下方程

(AHA+λ2w-1I)m=AHd

(5)

式中w是權(quán)值。由于權(quán)值w不同，式(5)左端括號(hào)內(nèi)矩陣的主對(duì)角線(xiàn)元素不相等，即不再是佐布里茲矩陣，不能用Levinson-Trench算法[27]快速求解，循環(huán)矩陣的FFT方法不能被用于矩陣乘積計(jì)算。權(quán)系數(shù)w與模型m有關(guān)，式(5)成為非線(xiàn)性方程，需要采用共軛梯度法迭代求解[28]，計(jì)算量增大。

3.3 權(quán)值求取

由于實(shí)際數(shù)據(jù)中缺乏關(guān)于同相軸的先驗(yàn)信息，迭代過(guò)程中依據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)求取權(quán)值。首先用權(quán)值1進(jìn)行第一次重構(gòu)，再依據(jù)各同相軸的能量確定其對(duì)應(yīng)的權(quán)值。各同相軸的能量取為模型振幅的平方，再除以所有同相軸能量的平均值，而且是動(dòng)校正時(shí)差的函數(shù)。再將該歸一化函數(shù)提升到給定能量級(jí)別，由下式將其轉(zhuǎn)換為權(quán)函數(shù)

w=w0+p(1-w0)

(6)

式中：p是歸一化能量；w0是給定的最小權(quán)值。由式(6)可見(jiàn)，當(dāng)p=1時(shí)，w=1。

3.4 分窗計(jì)算

時(shí)間域的拉東變換(式(1))沿截距時(shí)間τ和曲線(xiàn)參數(shù)q兩個(gè)方向是稀疏的，但頻率域的拉東變換(式(2))僅在q方向呈現(xiàn)出稀疏性。為了增加稀疏性，獲得更高的分辨率，設(shè)置疊置時(shí)間窗口和炮檢距窗口進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以保證各窗口內(nèi)動(dòng)校正時(shí)差是有限的。另外，對(duì)“兩寬一高”采集的三維地震數(shù)據(jù)，CDP道集的地震道數(shù)多、炮檢距范圍大，分窗口處理更能適應(yīng)數(shù)據(jù)的局部特征。

應(yīng)用垂向窗口可增加頻率域計(jì)算的穩(wěn)定性。對(duì)動(dòng)校正后的CDP道集數(shù)據(jù)，希望在所選窗口內(nèi)每個(gè)一次波同相軸平直，而每個(gè)多次波與其相鄰一次波的時(shí)差變化不大，即在動(dòng)校正時(shí)差范圍內(nèi)緩慢變化，則可以假定在各窗口內(nèi)近似為常數(shù)。

應(yīng)用橫向炮檢距窗口可提高同相軸的局部適應(yīng)性。在全部炮檢距范圍內(nèi)，多次波同相軸的動(dòng)校時(shí)差可能與拋物線(xiàn)假設(shè)不一致，但在局部炮檢距范圍內(nèi)就會(huì)有較高的匹配程度，從而減小拉東域的模糊區(qū)域，改進(jìn)稀疏性，提高重構(gòu)精度。同時(shí)可以減少時(shí)間窗口的重疊量，提高計(jì)算效率。

圖2為一次波與多次波的重構(gòu)結(jié)果，對(duì)應(yīng)于圖1b所示的CDP道集，其中紅色點(diǎn)及紅色字符標(biāo)出強(qiáng)反射界面的垂向位置。重構(gòu)的一次波(圖2a)同相軸平直，不含有多次波和不相干噪聲。重構(gòu)的多次波(圖2b)同相軸向下彎曲，整體能量較強(qiáng)，頻率較低，而且縱橫向能量變化大，另外，小炮檢距的多次波也被很好地重構(gòu)出來(lái)。采用自適應(yīng)減去法，從原始CDP道集(圖1b)中減去所重構(gòu)的多次波(圖2b)，即可實(shí)現(xiàn)多次波壓制。

圖2 一次波(a)與多次波(b)的重構(gòu)結(jié)果

4 實(shí)際數(shù)據(jù)多次波壓制效果

圖3為對(duì)應(yīng)于圖1多次波壓制后的結(jié)果，其中黑色曲線(xiàn)表示疊加速度，黑色矩形對(duì)應(yīng)速度拾取位置，黑色字符標(biāo)出強(qiáng)反射界面的垂向位置。

從速度譜對(duì)比來(lái)看，出現(xiàn)在圖1a中T06以下、疊加速度曲線(xiàn)左側(cè)的多次波能量團(tuán)，在圖3a中被徹底壓制。對(duì)應(yīng)各強(qiáng)波阻抗反射界面的能量團(tuán)橫向和垂向范圍縮小，聚焦程度提高，以T2到T4間6個(gè)能量團(tuán)最為明顯，更有利于準(zhǔn)確拾取疊加速度。對(duì)應(yīng)于密集反射段的速度譜能量團(tuán)，在圖3a上垂向仍較長(zhǎng)，集中反映在T06、T1、T2、T41，期間產(chǎn)生的微曲多次波因周期小，本文方法不能有效壓制，需要后續(xù)的預(yù)測(cè)反褶積來(lái)解決。

本文方法對(duì)長(zhǎng)周期多次波能夠做到有效壓制，因?yàn)椴捎枚啻尾ㄖ貥?gòu)，即使在小炮檢距也能取得很好的效果。從動(dòng)校正后的CDP道集對(duì)比來(lái)看，出現(xiàn)在圖1b中向下彎曲的同相軸，在圖3a中完全消失，對(duì)應(yīng)各反射界面的同相軸變得清晰、平直，整體信噪比得到大幅提高。

多次波壓制是在動(dòng)校正后的CDP道集上完成的，圖4為多次波壓制前后的疊加剖面對(duì)比，其中紅色點(diǎn)及紅色字符標(biāo)出反射界面的垂向位置。從圖中可見(jiàn)，疊前未壓制多次波(圖4a)，剖面整體能量強(qiáng)，低頻成分突出，弱反射同相軸淹沒(méi)在噪聲中； 疊前壓制多次波后(圖4b)，各界面的反射同相軸變?nèi)?，層間弱反射同相軸連續(xù)性增強(qiáng)，振幅的橫向一致性變好。同時(shí)可見(jiàn)該區(qū)的多次波在疊加剖面上不是以獨(dú)立的同相軸出現(xiàn)，而是與一次反射波同相軸干涉疊加，不易識(shí)別，其影響是改造一次反射波的振幅，降低儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的精度。這也是以往在地震資料處理中未能對(duì)多次波的影響引起足夠重視的原因。

圖5為對(duì)應(yīng)圖4的頻譜曲線(xiàn)。其中： 紅色曲線(xiàn)對(duì)應(yīng)圖4a，在疊前未壓制多次波；藍(lán)色曲線(xiàn)對(duì)應(yīng)圖4b，在疊前壓制了多次波。

從頻率分布來(lái)看，多次波以低頻成分出現(xiàn)，主要集中在5～15Hz之間，與一次反射波的有效頻率重疊，且能量較強(qiáng)。頻率高于30Hz后基本不受多次波影響，2條曲線(xiàn)形態(tài)一致，而且在頻率大于60Hz之后，壓制多次波后的反射波能量相對(duì)抬升。從頻帶寬度來(lái)看，在-20dB處(圖5黑色直線(xiàn)所示)未壓制多次波的頻寬為5～80Hz，而壓制多次波后的頻寬為5～90Hz?？梢?jiàn)，疊前壓制多次波使得展寬頻帶10Hz，提升了高頻信號(hào)的能量，提高了地震垂向分辨率。

圖3 多次波壓制后的速度譜(a)與CDP道集(b)

圖4 疊前未壓制多次波(a)和疊前壓制多次波(b)的疊加剖面對(duì)比

圖5 疊前壓制(藍(lán)線(xiàn))與未壓制(紅線(xiàn))多次波的頻譜曲線(xiàn)

在達(dá)深20工區(qū)采集之前，該區(qū)已有常規(guī)三維地震采集數(shù)據(jù)。圖6a和圖6b是相同位置、兩次采集數(shù)據(jù)的疊前時(shí)間偏移結(jié)果，其中藍(lán)色字符T2標(biāo)識(shí)扶余油層頂界面。二者僅在地震采集密度和是否疊前壓制多次波兩方面有差異，圖6a是常規(guī)地震采集數(shù)據(jù)，CDP間距為20m，疊前未壓制多次波；圖6b是“兩寬一高”地震采集數(shù)據(jù)，CDP間距為10m，采用本文方法疊前壓制多次波。

對(duì)比可見(jiàn)，在圖6a中明顯存在多次波，黑色虛線(xiàn)位置所指多次波是由強(qiáng)反射界面T2與其上部界面所產(chǎn)生，橫向形態(tài)與T2同相軸高度一致，與一次反射波疊加后表現(xiàn)為低頻復(fù)波，將一次反射波淹沒(méi)在多次波之中，降低了垂向分辨率，難以識(shí)別扶余油層的反射細(xì)節(jié)，同時(shí)對(duì)振幅關(guān)系的改造影響儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。在圖6b中，多次波得到有效壓制，提高了垂向分辨率，橫向振幅關(guān)系變得合理，有利于層間反射的識(shí)別追蹤及儲(chǔ)層預(yù)測(cè)。同時(shí)說(shuō)明常規(guī)采集數(shù)據(jù)中同樣存在多次波。

圖6 多次波對(duì)疊前時(shí)間偏移成果的影響

5 結(jié)論

本文在客觀認(rèn)識(shí)松遼盆地多次波特征的基礎(chǔ)上，基于動(dòng)校正后CDP道集中多次波同相軸呈拋物線(xiàn)軌跡的假設(shè)，采用頻率域拉東變換加權(quán)約束反演方法壓制多次波，主要結(jié)論有以下3點(diǎn)。

(1)工區(qū)內(nèi)的地震多次波是由上覆介質(zhì)中強(qiáng)波阻抗界面產(chǎn)生的層間多次波，具有數(shù)量多、階次多、周期不同、強(qiáng)度各異的特點(diǎn)。

(2)在動(dòng)校正后的CDP道集上難以觀察到完整的多次波彎曲同相軸；在偏移成果剖面上，多次波以低頻、強(qiáng)振幅波形與一次反射波相干涉疊加，難以有效識(shí)別。

(3)頻率域拉東變換加權(quán)約束反演及自適應(yīng)減去法，能夠有效壓制多次波，提高垂向分辨率，恢復(fù)振幅關(guān)系，提高中深層勘探目標(biāo)的預(yù)測(cè)精度。