梁碩博

（中國石油化工股份有限公司石油物探技術(shù)研究院，江蘇南京211103）

1 概述

山前帶油氣資源豐富，勘探潛力大，但是由于地表和地下非常復(fù)雜，處理中存在很多問題：①激發(fā)、接收難以達到最優(yōu)化，干擾類型多、噪音重，造成資料信噪比偏低；②靜校正問題難以解決，構(gòu)造扭曲，速度場建立困難，偏移歸位不準確；③解釋復(fù)雜性和多解性，造成對地下真實構(gòu)造認識困難。SEAM山前帶模型與我國四川盆地米倉大巴山地區(qū)的地質(zhì)特點相似，采用了先進的建模和正演模擬方法。有必要通過SEAM山前帶模型處理研究，為復(fù)雜山前帶地震關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)做好支撐。

SEAM二期復(fù)雜山前構(gòu)造模型大小是14470m×12520m，大約是181km2，布設(shè)炮點間隔25m,炮線間隔250m，整個模型含炮線55線，每條炮線含461炮，檢波點間隔為12.5m，檢波線間隔125m，整個模型含101條檢波線，每條檢波線含1161個檢波點。正演中采用每炮激發(fā)所有檢波點全部接收，每炮含117261道，每炮數(shù)據(jù)大小615M，共25355炮，每炮數(shù)據(jù)包含了三分量，原始模型數(shù)據(jù)大小是45T。處理時選取Z分量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)大小15T。同時由于正演模型采集數(shù)據(jù)過于高密度，因此采用抽?。ㄅ跈z點間隔分別抽稀為50m、25m，炮線檢波線間隔不變）的數(shù)據(jù)，此時數(shù)據(jù)大小變?yōu)?.75T；最后根據(jù)觀測系統(tǒng)抽取部分偏移距數(shù)據(jù)，所以本文處理的數(shù)據(jù)大小為1.9T，此時每炮數(shù)據(jù)含近3萬道。圖1為SEAM二期復(fù)雜構(gòu)造模型圖，圖1a是模型的三維圖，圖1b是模型的地表高程圖。

模型地表起伏大，高差1600m，模型左高右低，地表速度高低不均（圖1b）。初至波和有效反射波扭曲明顯，單炮雙曲規(guī)律不明顯，存在嚴重的靜校正問題。通過對炮集資料進行單炮交互顯示分析，發(fā)現(xiàn)同一炮集內(nèi)道間能量存在差異，炮集資料之間也存在能量差異。單炮之間存在的能量差異與高程相關(guān)，地勢高處能量相對較弱，地勢低的位置，能量相對較強。通過對炮集資料進行單炮信噪比分析，單炮的信噪比都比較低。從單炮上分析，主要的噪音類型包括嚴重的散射面波以及線性噪音。SEAM模型資料具有與實際資料類似的數(shù)據(jù)特征，根據(jù)實際資料處理的流程和參數(shù)對模型資料進行處理研究。

圖1 SEAM二期復(fù)雜山前構(gòu)造模型

2 SEAM模型時間域處理研究

2.1 初至拾取

從單炮上看（圖2a），初至拾取困難：一是因為近偏移距處噪音干擾大，不容易識別初至；二是因為中近偏移距初至分層，可追蹤性差，且容易串層。

結(jié)合模型的速度進行分析（圖2b），近地表速度存在從3000m/s多到1000m/s左右的速度突變，也驗證了單炮中初至右側(cè)斜率變陡的正確性。

圖2 單炮及對應(yīng)位置處的近地表速度模型

2.2 近地表靜校正

測試高程靜校正與TOMODEL層析靜校正兩種校正方法，對比高程靜校正量與層析靜校正量，兩者形態(tài)相似。高程靜校正量的值整體略大于層析靜校正量的值，由于一般情況下替換速度會大于低降速帶的速度，這在山前帶資料處理中也是常見的現(xiàn)象。對比高程靜校正與層析靜校正的單炮和疊加剖面，應(yīng)用層析靜校正后疊加剖面的同相軸更加連續(xù)，剖面效果更好。

2.3 剩余靜校正

剩余靜校正消除高頻校正量的影響，通常有地表一致性剩余靜校正和非地表一致性剩余靜校正，同時采用了兩種剩余靜校正方法，從疊加剖面上看到，消除高頻校正量之后，疊加剖面的同相軸更加連續(xù)，尤其是做過非地表一致性剩余靜校正后，剖面的質(zhì)量得到明顯的改善。

2.4 解決信噪比問題

采用分步、分區(qū)、分類、多域保幅聯(lián)合迭代噪聲壓制技術(shù),逐級提高資料信噪比，進行精細化噪音壓制，壓制過程從面波到線性噪音再到異常振幅逐步進行壓制。去噪前后的單炮對比看，去噪后面波、線性散射噪音、異常振幅都得到較好的壓制，單炮信噪比提高。

2.5 解決能量一致性問題

由于近地表差異和激發(fā)、接收差異，單炮能量差異較大，對數(shù)據(jù)進行地表一致性振幅補償，消除因地表采集造成的能量差異。

2.6 解決頻帶拓展及一致性問題

采用地表一致性反褶積，解決子波不一致問題，并合理拓展頻帶。首先要先滿足反褶積假設(shè)條件，將子波進行最小相位化。然后對單炮記錄的反褶積參數(shù)進行測試，包括反褶積步長12、24、28、32、36、40。通過疊加對比，發(fā)現(xiàn)反褶積步長40對應(yīng)的效果相對較好，但與未做反褶積的剖面相比，變化并不明顯，而且從反褶積前后的頻譜對比看，沒有特別明顯的拓頻現(xiàn)象。通過分析（圖3），雖然SEAM模型較好了正演模擬了山前帶資料激發(fā)接收，但是與實際資料還是存在差異，頻帶從淺到深沒有衰減，地表一致性反褶積效果不理想。因此，SEAM模型處理中，未采用地表一致性反褶積處理。

圖3 實際資料與SEAM模型單炮頻譜分析

2.7 建立精確的速度模型

通過多輪剩余靜校正，速度譜變的更加清晰，能量團更加聚焦，便于速度的精確拾取，得到更加精確的速度模型。

對模型進行分析，如圖1b所示,沿X方向構(gòu)造變化大，沿Y方向，構(gòu)造相對平緩。結(jié)合模型剖面也驗證了速度沿X方向是構(gòu)造傾向方向，構(gòu)造橫向變化大，沿Y方向是構(gòu)造走向，橫向變化相對平緩。分別沿這兩個方向抽取數(shù)據(jù)進行速度分析，研究不同的方向?qū)λ俣茸V的影響。

圖4代表抽取部分速度進行常規(guī)速度分析的速度譜、以及分別沿Y方向和沿X方向的速度譜。從不同的速度譜及道集對比中，可以看到，由于沿Y方向構(gòu)造更加緩慢，沿Y方向抽取數(shù)據(jù)進行速度分析對應(yīng)的同一面元中的反射信息變化穩(wěn)定，速度譜更加聚焦，道集的信噪比更好；而沿X方向構(gòu)造變化劇烈，速度分析時對應(yīng)的反射點信息比較分散，速度譜比較分散，道集相對較雜亂，不利于速度分析。

圖4 沿不同方向速度分析的情況

所以，求取速度譜的時候要參考構(gòu)造變化，沿構(gòu)造走向進行速度分析，使對應(yīng)的反射點信息穩(wěn)定，速度譜更加聚焦。

2.8 解決精確成像問題

對前面預(yù)處理的數(shù)據(jù)進行疊后時間偏移和疊前時間偏移。偏移剖面的結(jié)果也驗證了理論認識，構(gòu)造復(fù)雜的情況下，疊后偏移已經(jīng)不滿足輸入數(shù)據(jù)為零炮檢距的假設(shè)，疊后偏移剖面中同相軸存在扭動的假象，而疊前時間偏移能夠?qū)?gòu)造較好的歸位，對構(gòu)造進行相對精確的成像（圖5）。

圖5 疊加偏移剖面

2.9 時間域處理流程及參數(shù)

根據(jù)對山前帶模型資料的時間域處理，總結(jié)出針對山前帶模型的時間域處理流程：①靜校正：首先通過對資料進行一次靜校正來解決由地表高差引起的靜校正問題，以及消除由近地表巖性變化引起的靜校正問題；②噪音壓制：通過分域、分類、分時窗等多級逐步壓制噪音，提高資料的信噪比和同相軸的連續(xù)性；③一致性振幅補償：通過對數(shù)據(jù)進行地表一致性振幅補償，消除因地表采集造成的能量差異；④剩余靜校正：采用分頻、分時窗的地表一致性剩余靜校正，進一步提高剖面質(zhì)量；⑤精確的速度分析：考慮速度分析的方向，并進行多輪迭代，得到精確的速度模型；⑥偏移成像：對資料進行疊前時間偏移進行成像，得到相對精確的偏移成像結(jié)果。

3 結(jié)論與認識

通過對SEAM模型進行時間域處理研究，采用以往的山前帶處理流程對SEAM模型進行時間域處理，由于正演模擬炮記錄與實際資料存在差異，頻帶衰減不明顯，使得常規(guī)的地表一致性反褶積效果不理想，除此步驟之外，其它處理步驟都與實際資料處理中采用的流程和參數(shù)一致，得到較好的疊前時間偏移效果，與疊后時間偏移存在的同相軸扭曲的假象相比，構(gòu)造更準確。

通過對山前帶模型SEAM模型處理研究，有以下兩點認識：

（1）反褶積：處理數(shù)模正演記錄時，若頻帶從淺到深無衰減，常規(guī)的地表一致性反褶積方法不一定適用；

（2）時間域速度分析：做速度分析時，如果資料橫向構(gòu)造變化大，盡量沿構(gòu)造走向進行速度分析，得到的速度譜更聚焦。