◇中國(guó)石化石油工程地球物理有限公司國(guó)際業(yè)務(wù)發(fā)展中心 余鋒

本文主要介紹了一種地震數(shù)據(jù)噪音壓制方法，即各向異性擴(kuò)散濾波技術(shù)，首先簡(jiǎn)要闡述了該技術(shù)的基本原理，然后對(duì)東部某油田實(shí)際工區(qū)的地震資料進(jìn)行了應(yīng)用，結(jié)果表明：各向異性擴(kuò)散濾波技術(shù)可以有效去除地震資料中的噪音，不但可以改善地震資料的品質(zhì)，而且還可以保護(hù)地震資料的邊緣信息，在一定程度上可以減少后續(xù)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和構(gòu)造解釋的假象，降低油氣勘探開(kāi)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)，值得應(yīng)用和大力推廣。

近些年以來(lái)，太陽(yáng)能、核能、風(fēng)能、氫能、海洋滲透能等新能源技術(shù)已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步和發(fā)展，而且在全球都形成了比較廣泛的應(yīng)用規(guī)模，但是新能源技術(shù)的成本比較高，在全球能源消費(fèi)占比中仍然比較低。因此，石油和天然氣仍然是全球最主要的能源供應(yīng)支柱，據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，到2040年，石油和天然氣在全球能源消費(fèi)占比中仍然高達(dá)46%。因此，如何提高石油和天然氣的產(chǎn)量及儲(chǔ)量仍然是世界各國(guó)關(guān)注的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。目前，我國(guó)很多老油田都已經(jīng)進(jìn)入了勘探開(kāi)發(fā)的中后期，油氣儲(chǔ)量和產(chǎn)量連年遞減。因此，為了提高油氣產(chǎn)量，必須采用更加高效、先進(jìn)的技術(shù)，提高油氣勘探開(kāi)發(fā)的效率和水平。

在油氣資源勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中，地球物理勘探是一種非常重要和關(guān)鍵的技術(shù)手段，可以有效解決各種油氣勘探問(wèn)題[1-2]。一般而言，地震數(shù)據(jù)中包含許多有用信息，但是，由于多種因素的影響，使得地震數(shù)據(jù)含有大量的噪音，在一定程度上會(huì)屏蔽這些有用信息，給地震構(gòu)造解釋和儲(chǔ)層預(yù)測(cè)帶來(lái)假象，從而降低了油氣勘探開(kāi)發(fā)的成功率[3,4]。因此，如何有效消除地震數(shù)據(jù)中的噪音是擺在研究人員面前的一道難題。

1 基本原理

與普通的圖像類(lèi)似，地震資料中也具有非常多的紋理特征，而這些紋理特征通常是地下儲(chǔ)層的地質(zhì)構(gòu)造、巖性、含油氣性等特征在地震數(shù)據(jù)上的反映，而圖像去噪方法可以有效壓制圖像中的一些噪音，不但可以保留圖像中的紋理特征，而且可以改善圖像的品質(zhì)，使其變得更加清晰[3-5]。因此，研究人員將圖像去噪中的各向異性擴(kuò)散濾波技術(shù)引入地震數(shù)據(jù)噪音壓制之中，該方法的理論都是基于P-M模型，其基本原理如下：

在地震去噪處理中，很多學(xué)者最初都是使用高斯濾波技術(shù)，其計(jì)算公式如下[2-3]：

經(jīng)過(guò)大量的模型實(shí)驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，很多學(xué)者發(fā)現(xiàn)高斯濾波技術(shù)在一定程度上可以有效去除地震數(shù)據(jù)中的噪音，但是這種技術(shù)在去噪的過(guò)程中，會(huì)對(duì)原始地震數(shù)據(jù)的邊緣造成一定的損害[6]。因此，Perona和Malik在（1）式的基礎(chǔ)上，對(duì)高斯濾波技術(shù)進(jìn)行了相應(yīng)的優(yōu)化和改進(jìn)，最終提出了基于P-M模型的各向異性擴(kuò)散濾波技術(shù)，其計(jì)算公式如下：

圖1 各向異性擴(kuò)散濾波擴(kuò)散系數(shù)

2 實(shí)際應(yīng)用

我國(guó)東部某油田B工區(qū)的構(gòu)造演化背景十分復(fù)雜，加上該區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)也非常強(qiáng)烈，使得B工區(qū)的斷裂眾多，形成了很多受斷裂控制的裂縫性油氣藏。但是，受到采集、處理等因素的影響，最終得到的地震疊后偏移數(shù)據(jù)仍然存在較多的噪音，地震資料的品質(zhì)較差，采用常規(guī)去噪技術(shù)的效果不盡如人意，嚴(yán)重影響了斷裂識(shí)別的可靠性。因此，本文嘗試使用各向異性擴(kuò)散濾波技術(shù)來(lái)壓制B工區(qū)地震數(shù)據(jù)的噪音，結(jié)果如圖2所示。從圖2中可以看出，去噪之后的地震數(shù)據(jù)信噪比得到了明顯提高，剖面更加清晰，同相軸的連續(xù)性更好，品質(zhì)得到有效改善，而且地震數(shù)據(jù)的邊緣信息得到了很好的保護(hù)。

圖3為地震數(shù)據(jù)去噪前后的相干等時(shí)切片對(duì)比，從圖3中可以看出，利用去噪之后的地震數(shù)據(jù)提取的相干等時(shí)切片的斷裂更加清晰，信噪比更高，斷裂的刻畫(huà)更加精細(xì)，從而大幅提高了斷裂識(shí)別的可靠性。

圖3 地震數(shù)據(jù)去噪前后的相干等時(shí)切片對(duì)比

3 結(jié)束語(yǔ)

（1）各向異性擴(kuò)散濾波技術(shù)可以對(duì)原始地震數(shù)據(jù)中的噪音進(jìn)行壓制，去噪之后的地震數(shù)據(jù)信噪比得到有效提高，不僅改善了地震資料的品質(zhì)，而且還可以有效保護(hù)地震資料的邊緣信息，進(jìn)而為后續(xù)的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)和構(gòu)造解釋提供更高精度的數(shù)據(jù)，在一定程度上可以降低油田勘探開(kāi)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)，值得應(yīng)用和大力推廣。

（2）在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，研究人員當(dāng)然不能只使用各向異性擴(kuò)散濾波技術(shù)，而應(yīng)該根據(jù)工區(qū)的地質(zhì)、地震資料等實(shí)際情況，結(jié)合其它地震噪音壓制方法，如FK技術(shù)、加權(quán)中值濾波技術(shù)、構(gòu)造導(dǎo)向?yàn)V波技術(shù)、曲波變換技術(shù)、深度學(xué)習(xí)技術(shù)等，綜合考慮多種方法的優(yōu)勢(shì)，盡可能地減少單一去噪方法的多解性，從而提高地震資料去噪的精度和可信度。