王華忠,項(xiàng) 健,石 聿

(同濟(jì)大學(xué)海洋與地球科學(xué)學(xué)院,波現(xiàn)象與反演成像研究組(WPI),上海200092)

油氣地震勘探的核心目標(biāo)是:精確描述油氣藏,進(jìn)行準(zhǔn)確的含油氣性分析,做出最佳的鉆井決策,得到最高的油氣勘探效益。油氣地震勘探的核心問題是:由疊前地震數(shù)據(jù)及其它與彈性參數(shù)相關(guān)的先驗(yàn)信息,進(jìn)行寬波數(shù)帶的彈性參數(shù)估計(jì)(或稱廣義的高精度地震波成像),基于井?dāng)?shù)據(jù)并與巖石物理知識(shí)結(jié)合,進(jìn)行精確的油氣藏描述和準(zhǔn)確的含油氣性評(píng)價(jià)。對(duì)于寬波數(shù)帶的彈性參數(shù)估計(jì)或廣義的高精度地震波成像而言,成像結(jié)果主要表現(xiàn)為保真高分辨方位角度帶限反射系數(shù)(所謂的高精度背景速度建模結(jié)果還不能對(duì)精確的油藏描述提供有效的信息),這依舊是當(dāng)前油氣地震勘探地震地質(zhì)解釋最基礎(chǔ)的信息。今后可能逐漸發(fā)展到寬帶波阻抗成像[1]。

在復(fù)雜情況下,譬如深水、深層情形下,地下地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜(橫向變速劇烈)、目標(biāo)油藏復(fù)雜(由以構(gòu)造油氣藏為主轉(zhuǎn)向構(gòu)造與地層巖性油氣藏并重),同時(shí)還可能伴隨海底地形及海底附近巖性的復(fù)雜變化時(shí),保真高分辨方位角度反射系數(shù)成像依然是首先要解決的核心問題。這就需要擁有滿足地震波成像要求的疊前地震數(shù)據(jù)體。

海洋油氣勘探的技術(shù)現(xiàn)狀是:依據(jù)拖纜和/或OBS(OBN/OBC)觀測的地震數(shù)據(jù),利用地震波成像技術(shù)(層析反演速度建模+疊前深度偏移成像)對(duì)目標(biāo)地質(zhì)體進(jìn)行保真的和高分辨的帶限方位角度反射系數(shù)成像,基于帶限方位角度反射系數(shù)成像結(jié)果及地質(zhì)、鉆井和巖石物理信息進(jìn)行油藏描述,進(jìn)入油氣開發(fā)階段[2]。

我國各海域油氣地震勘探的關(guān)鍵問題可以大致總結(jié)如下。①南海北部諸探區(qū):鶯歌海探區(qū)存在地層高溫高壓、底辟氣煙囪導(dǎo)致成像模糊不清和底辟邊界刻畫不準(zhǔn)的問題。瓊東南探區(qū)存在崎嶇海底、凹陷邊界及凹陷內(nèi)構(gòu)造成像模糊的問題;珠江口盆地(白云凹陷)探區(qū)存在陸架坡折帶地形復(fù)雜、重力流砂體厚度薄、深層存在復(fù)雜構(gòu)造變化,以及中生界潛山內(nèi)幕成像差、潛山邊界成像不清楚的問題。②渤海灣探區(qū)存在河流相和湖相沉積構(gòu)造小、薄、碎,潛山邊界、潛山內(nèi)幕成像困難的問題;以及復(fù)雜(淺)水體引起的噪聲難以壓制干凈導(dǎo)致成像模糊、波組特征不清楚,難以滿足薄/小砂體油藏精確描述的問題。③東海海域包括錢塘凹陷、長江口凹陷、蘇北坳陷、南黃海坳陷,以砂泥巖沉積為主,陡構(gòu)造不發(fā)育,含油氣儲(chǔ)層主要為小尺度砂巖體。存在海底強(qiáng)反射及某些強(qiáng)反射地層引起的長程層間多次波所導(dǎo)致的成像困難的問題。東海海域諸探區(qū),高分辨、高保真成像是主要的目標(biāo)。針對(duì)我國海域油氣勘探存在的問題,有必要進(jìn)一步發(fā)展適應(yīng)性的地震數(shù)據(jù)采集和高精度地震波成像技術(shù)。

與陸上地震勘探相比,海洋地震勘探地震波成像處理的特殊性主要是由海上激發(fā)方式、接收方式和包含水體的地下介質(zhì)中的波傳播決定的。海水介質(zhì)的存在、氣槍為主的震源激發(fā)及海水壓力變化的檢測是引起陸海地震數(shù)據(jù)成像處理差異的根源。水層介質(zhì)的存在及氣槍震源的使用對(duì)后續(xù)的地震波成像處理帶來的最大好處是各炮檢之間的地震子波一致性保持較好、沒有面波及面波相關(guān)的強(qiáng)干擾噪聲。但是,海面及海底這兩個(gè)特殊反射面帶來了特殊的問題。總體可以總結(jié)如下。①與海上槍陣激發(fā)相關(guān)的問題:槍陣組合形式與激發(fā)方式、氣泡效應(yīng)。②與拖纜相關(guān)的問題:拖纜飄移、拖纜定位。③與震源和檢波器移動(dòng)相關(guān)的問題。④與海水速度的動(dòng)態(tài)變化相關(guān)的問題。⑤與波傳播相關(guān)的問題:鬼波(源鬼波、檢鬼波、源檢鬼波);海面相關(guān)多次波(水體多次波;各種海面相關(guān)長程多次波);硬海底、軟海底、崎嶇海底、深海底、淺海底相關(guān)的波現(xiàn)象。⑥與觀測系統(tǒng)相關(guān)的問題:OBS(OBN、OBC)引入的相關(guān)問題;窄纜觀測、多方位(窄纜、寬纜)觀測、寬方位觀測[3]、全方位觀測(Coiling)[4]、沉浸纜觀測[5]引入的相關(guān)問題;混疊源觀測、連續(xù)源觀測[6]引入的相關(guān)問題等?？傮w而言,最重要的還是體現(xiàn)在:海面相關(guān)多次波構(gòu)成了影響海上油氣勘探地震波成像質(zhì)量的關(guān)鍵因素,海面相關(guān)多次波的壓制或成像成了海上油氣地震勘探的特殊問題。海面、海水和(硬)海底構(gòu)成的海水體模型,尤其在淺水探區(qū),引起的復(fù)雜波現(xiàn)象的消除是海洋地震勘探的一個(gè)特殊問題。

當(dāng)前海洋油氣勘探的基本狀況是:勘探目標(biāo)在向深水、深層、復(fù)雜構(gòu)造與復(fù)雜巖性儲(chǔ)層方向轉(zhuǎn)變,其主要矛盾依然是地震數(shù)據(jù)采集和地震波成像不能滿足油氣藏識(shí)別、描述與評(píng)價(jià)的精度要求。毋容置疑,海上“兩寬一高”地震數(shù)據(jù)觀測方式和相應(yīng)的成像處理方法是解決這個(gè)矛盾的針對(duì)性方法技術(shù)。海面、硬海底面、地下介質(zhì)特征強(qiáng)反射層引起的多次波是海洋地震數(shù)據(jù)處理的特殊問題。

首當(dāng)其沖的依然是地震數(shù)據(jù)采集問題。海上“兩寬一高”地震數(shù)據(jù)采集是解決海上油氣地震勘探中地震波成像不能滿足油氣藏識(shí)別、描述與評(píng)價(jià)的精度要求問題的根本基礎(chǔ)。從目前情況看,OBN地震數(shù)據(jù)采集是在海上油氣勘探中實(shí)現(xiàn)“兩寬一高”地震數(shù)據(jù)采集的合理和可行的技術(shù)方案[7-10]。全方位觀測(Coiling)[4]和沉浸纜觀測[5]這兩種海上地震數(shù)據(jù)采集方法應(yīng)該也是海上“兩寬一高”地震數(shù)據(jù)采集的合理方法,但是至今沒有得到推廣應(yīng)用,問題可能出在技術(shù)可行性上。OBN地震數(shù)據(jù)采集(其它可行的“兩寬一高”地震數(shù)據(jù)采集技術(shù)也是可以的)+特征反射層相關(guān)多次波壓制或成像+初至波FWI(各向異性)速度建模+成像道集(各向異性)層析速度建模+成像道集為中心的高保真高分辨方位角度帶限反射系數(shù)成像(最好推進(jìn)到寬帶波阻抗成像),然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)入精細(xì)油藏描述階段,應(yīng)該是今后很長一段時(shí)期內(nèi)海洋油氣地震勘探的技術(shù)方向。

本文著重討論高精度地震波成像對(duì)地震數(shù)據(jù)采集的要求,指出OBN數(shù)據(jù)采集在海洋油氣勘探中的必要性;分析OBN數(shù)據(jù)采集的地震波場的特點(diǎn),據(jù)此提出OBN數(shù)據(jù)地震波成像處理基本邏輯及相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù);提出模型驅(qū)動(dòng)波動(dòng)理論特征反射層相關(guān)多次波預(yù)測與壓制的技術(shù)路線,并對(duì)比幾種代表性的多次波預(yù)測的基礎(chǔ)理論;提出以成像道集后處理為中心,把弱旁瓣、定量的反射系數(shù)作為保真高分辨地震波成像的目標(biāo),最好推進(jìn)到寬帶波阻抗成像的技術(shù)路線;結(jié)合OBN數(shù)據(jù)的特點(diǎn),給出OBN數(shù)據(jù)地震波成像處理的基本流程,指出各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵方法技術(shù)。

1 海洋油氣勘探與陸地地震勘探中地震數(shù)據(jù)采集及成像處理問題的對(duì)比

無論是海上還是陸上油氣勘探中的地震波成像處理,首要的問題是震源(震源與周圍介質(zhì)的相互作用)、波在地下介質(zhì)中的傳播(在地表附近介質(zhì)中的傳播、在淺層介質(zhì)中的傳播、在中深層介質(zhì)中的傳播及在深層超深層介質(zhì)中的傳播)及檢波器(檢波器與周圍介質(zhì)的相互作用)所決定的野外實(shí)際采集到的地震波場。

目前來看,只有炮集中的初至(包括早至波)波場(同相軸)和一次反(繞/散)射波場(同相軸)對(duì)地震波成像有貢獻(xiàn),而且初至(包括早至波)波同相軸上地震子波走時(shí)用于淺表層層析速度反演及建模;一次反(繞/散)射波同相軸上地震子波走時(shí)用于中深層速度層析反演及建模;一次反(繞/散)射波同相軸上地震子波振幅用于偏移成像/反演成像估計(jì)地下介質(zhì)的帶限反射系數(shù)。在偏移速度正確時(shí),棱柱波(Duplex Wave)也可以用于逆時(shí)深度偏移(RTM)成像;OBN數(shù)據(jù)中一階下行波場(屬于一階自由表面多次波)也可以通過鏡像偏移得到成像結(jié)果。一般地,炮集中其它波現(xiàn)象都是要通過預(yù)處理壓制掉的。即便是FWI技術(shù),也極難將炮集中所有波現(xiàn)象用于地震波成像。初至(包括早至波)波場在近地表介質(zhì)中傳播,主要波現(xiàn)象是直達(dá)波、折射波和潛水波(Diving Wave)。事實(shí)上,其中可能還有多次折射波、多次Diving Wave、導(dǎo)波的波場成分,這些波現(xiàn)象的存在使得早至波的利用變得很困難或不可能。初至波(包括早至波)傳播路徑穿透淺層,最大穿透深度取決于最大偏移距和速度隨深度變化情況。一次反(繞/散)射波來自于震源下行波場對(duì)反射界面和繞(散)體的有效照明,也取決于檢波器對(duì)上行反射和繞(散)射波場的有效接收。寬角度和均勻角度增量的有效源端照明和同樣的有效檢端接收是反射界面及繞(散)體能否可靠地進(jìn)行地震波成像的根本數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。淺層區(qū)域(譬如500ms以淺區(qū)域)反(繞/散)射波采樣密度不夠,深層、超深層反(繞/散)射波照明角度太窄,使得這兩個(gè)區(qū)域中反射界面及繞(散)體成像的精度很難達(dá)到地質(zhì)解釋的要求。

上述地震波成像與地震數(shù)據(jù)采集及地震波傳播的關(guān)系對(duì)海洋和陸上地震勘探都是適用的。依據(jù)上述分析可以部分地看出,為什么油氣地震勘探領(lǐng)域堅(jiān)持要開展“兩寬一高”的地震數(shù)據(jù)采集。陸上地震勘探中,(單)節(jié)點(diǎn)檢波技術(shù)已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)“兩寬一高”地震數(shù)據(jù)采集的核心。海洋油氣地震勘探中,OBN地震數(shù)據(jù)采集技術(shù)的情況與陸上地震勘探是一致的。

對(duì)比陸上地震勘探的炮集和海洋地震勘探的炮集,二者的主要差異是由震源、近地表介質(zhì)和檢波器造成的。海洋地震勘探情形是:氣槍震源(或正在發(fā)展中的海洋可控震源[11])、水平海面+(可能崎嶇的)軟/硬海底+速度變化很小的水體+壓力檢波器;陸上地震勘探情形是:炸藥震源或可控震源、(極可能崎嶇的)地表面+(極可能)橫向速度變化劇烈的風(fēng)化層+位移(更可能是速度)檢波器。面波及面波散射波為主的復(fù)雜近地表相關(guān)波場+(可能劇變的)道間時(shí)差+不同炮檢對(duì)地震子波振幅和波形的不一致構(gòu)成了陸上地震數(shù)據(jù)的主要特點(diǎn),造成了陸上地震數(shù)據(jù)處理的主要困難。因此,COX[12]認(rèn)為,陸上地震勘探的主要困難是近地表因素引起的。與陸上地震勘探相比,海洋油氣勘探中存在兩個(gè)特殊的強(qiáng)反射面,即海水面和海底面,正是這兩個(gè)反射面的存在,才導(dǎo)致了海洋地震數(shù)據(jù)成像處理的特殊性。這兩個(gè)反射面,尤其是海水面的存在,引起的主要波現(xiàn)象包括鬼波(源端鬼波、檢端鬼波、源檢鬼波)、水體相關(guān)的多次波和來自海底面下強(qiáng)反射層的自由表面多次波。壓制這3種波現(xiàn)象是海洋地震數(shù)據(jù)成像處理的重點(diǎn)。相比而言,海洋地震勘探炮集中的波現(xiàn)象總體上要比陸上地震勘探炮集中的波現(xiàn)象簡單很多。但是,應(yīng)該注意淺水介質(zhì)系統(tǒng)(海面+海水+海底及附近介質(zhì))下,該系統(tǒng)也會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的波現(xiàn)象,嚴(yán)重降低淺水探區(qū)地震數(shù)據(jù)的質(zhì)量,進(jìn)而降低地震波成像結(jié)果的質(zhì)量。也可以說,海洋油氣地震勘探中地震波成像處理的主要困難也是(復(fù)雜)水體系統(tǒng)所導(dǎo)致的?？陀^地講,正是因?yàn)榕诩胁ìF(xiàn)象的簡單,海洋地震數(shù)據(jù)成像處理要比陸上地震數(shù)據(jù)成像處理簡單一些。

除了各自的近地表因素帶來的問題,中深層地震波成像的問題是由不同探區(qū)的地質(zhì)情況造成的,與海洋地震勘探或是陸上地震勘探關(guān)系不大,各自都有簡單地質(zhì)情況的探區(qū)和復(fù)雜地質(zhì)情況的探區(qū)。

因此,可以得出如下結(jié)論性觀點(diǎn):海洋油氣勘探的特殊問題主要是由反射系數(shù)接近于1的海面+海水+海底及附近介質(zhì)構(gòu)成的介質(zhì)系統(tǒng)所引起的。自由表面(海面)相關(guān)多次波的預(yù)測、壓制或成像處理構(gòu)成了海洋地震數(shù)據(jù)處理的特殊問題。其它方面的問題,要么與陸上地震數(shù)據(jù)處理一致,要么沒有明顯的特殊性。

據(jù)此,我們提出水體模型(包含海底附近介質(zhì))建模+水體相關(guān)多次波壓制+自由表面(海面)相關(guān)(長程)多次波壓制+FWI(各向異性)速度建模+成像道集(各向異性)層析速度建模+成像道集為中心的高保真高分辨方位角度帶限反射系數(shù)成像的海洋地震數(shù)據(jù)成像處理技術(shù)組合。

同時(shí),我們認(rèn)為,在海洋地震勘探中(也包括陸上地震勘探),多次波主要由特征反射界面引起的,所謂特征反射層包括海面、海底面及地下介質(zhì)強(qiáng)反射面。據(jù)此我們提出特征反射層相關(guān)多次波預(yù)測與壓制的技術(shù)路線。

2 OBN地震數(shù)據(jù)觀測系統(tǒng)及OBN數(shù)據(jù)的特點(diǎn)

前已述及,海洋油氣勘探的根本問題是地震數(shù)據(jù)采集和地震波成像不能滿足油氣藏識(shí)別、描述與評(píng)價(jià)的精度要求。

理論上講,地震波成像對(duì)地震數(shù)據(jù)采集技術(shù)的基本需求是對(duì)地下任意一個(gè)成像點(diǎn)進(jìn)行高精度的成像必須要有不同方位、不同偏移距(不同入射反射張角)的均勻照明。更準(zhǔn)確地講,均勻采樣的方位和偏移距上都有寬帶的、形態(tài)一致的地震子波,同時(shí)方位角展布范圍和偏移距展布范圍要足夠?qū)?。如果地下介質(zhì)空間中任意一點(diǎn)都有這樣的地震波照明,對(duì)應(yīng)的觀測系統(tǒng)就是比較理想的。本質(zhì)上,這就是要求“兩寬一高”的數(shù)據(jù)采集。應(yīng)該注意到這是對(duì)反(繞/散)射波高精度成像對(duì)地震數(shù)據(jù)采集提出的基本要求。對(duì)于高精度地震波層析成像而言,對(duì)地震數(shù)據(jù)采集的要求可以描述為:對(duì)地下任一個(gè)速度分析單元,要有寬角度的、角度均勻展布的、角度增量盡可能小的波路徑穿過。對(duì)淺層、中層和深層的任一速度分析單元,都期望有這樣的照明。對(duì)比可知,目前的地震數(shù)據(jù)采集方式對(duì)于淺層和深層超深層介質(zhì)的高精度速度建模是十分不友好的。因此,滿足高精度地震波成像需求的“兩寬一高”地震數(shù)據(jù)采集的真正實(shí)現(xiàn)還有十分大的差距。陸上和海洋油氣勘探中,地震波成像對(duì)地震數(shù)據(jù)采集技術(shù)的基本需求都是如此,地震數(shù)據(jù)采集的技術(shù)狀況也是如此。

目前看來,海洋地震勘探實(shí)現(xiàn)“兩寬一高”地震數(shù)據(jù)采集的技術(shù)難度比陸上地震勘探更大。首先寬方位、多方位拖纜采集,很難保障有較大的橫縱比。全方位觀測[4]和沉浸纜觀測系統(tǒng)[5]似乎是實(shí)現(xiàn)海上“兩寬一高”數(shù)據(jù)采集的很好方式,但是目前并沒有大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用,主要原因應(yīng)該是當(dāng)前的技術(shù)可實(shí)現(xiàn)性存在問題。OBN觀測方式理論上是海洋油氣勘探中實(shí)現(xiàn)“兩寬一高”數(shù)據(jù)采集的較好方式[10],當(dāng)前海洋地震數(shù)據(jù)采集的實(shí)踐也證明了這一點(diǎn)。但是,相比陸上油氣地震勘探,密集的OBN布設(shè)成本太高。寬方位采集是OBN數(shù)據(jù)觀測方式的固有優(yōu)勢;寬頻帶數(shù)據(jù)主要靠槍陣激發(fā)來保障(側(cè)重低頻的海洋寬頻可控震源的商用化將進(jìn)一步保障寬頻數(shù)據(jù)的獲取[11]);高密度采集的實(shí)現(xiàn)是用高密度的炮點(diǎn)激發(fā)來換取的,這樣做還能保證下行照明角度充分且照明能量充分。從石油工業(yè)界直至當(dāng)前的實(shí)踐看,OBN數(shù)據(jù)觀測方式實(shí)現(xiàn)海上“兩寬一高”地震數(shù)據(jù)采集基本成為共識(shí)。

OBN數(shù)據(jù)觀測方式的特點(diǎn)決定了與其對(duì)應(yīng)的地震波成像處理的特點(diǎn)。為完整起見,對(duì)比一下拖纜數(shù)據(jù)與OBN數(shù)據(jù)的特點(diǎn)及成像處理關(guān)鍵技術(shù)。

拖纜數(shù)據(jù)的技術(shù)特點(diǎn)及對(duì)應(yīng)的成像處理關(guān)鍵技術(shù)如下。①拖纜的漂移引起檢波器空間位置的不規(guī)則。如果是Coiling觀測系統(tǒng),數(shù)據(jù)規(guī)則化更是核心的處理環(huán)節(jié)?？辜兕l的數(shù)據(jù)規(guī)則化方法與技術(shù)[13]是拖纜數(shù)據(jù)處理的核心技術(shù)之一。②混疊激發(fā)的高效采集[14]是海上地震數(shù)據(jù)采集的常規(guī)技術(shù),解混疊(Deblending)方法[15-16]是不可缺少的技術(shù)環(huán)節(jié)。解混疊方法是拖纜數(shù)據(jù)處理必備的技術(shù)。③鬼波和水體相關(guān)多次波,以及來自深層強(qiáng)反射的自由表面相關(guān)多次波是對(duì)地震波(一次反(繞/散)射波)成像產(chǎn)生嚴(yán)重干擾的波現(xiàn)象。壓制鬼波和水體相關(guān)多次波,以及來自深層強(qiáng)反射的自由表面相關(guān)多次波是拖纜數(shù)據(jù)成像處理真正需要的核心技術(shù)。應(yīng)該注意:傾斜纜、變形纜、雙層纜壓制鬼波都需要對(duì)應(yīng)的方法技術(shù)。到底是用野外采集技術(shù)壓制鬼波或是用平纜觀測+鬼波壓制算法來壓制鬼波還是爭論中的問題。

OBN數(shù)據(jù)的技術(shù)特點(diǎn)及對(duì)應(yīng)的成像處理關(guān)鍵技術(shù)如下。①OBN節(jié)點(diǎn)比較稀疏,炮點(diǎn)位置不規(guī)則,導(dǎo)致OBN數(shù)據(jù)空間假頻和空間采樣不規(guī)則現(xiàn)象較為嚴(yán)重。抗假頻的數(shù)據(jù)規(guī)則化方法與技術(shù)是OBN數(shù)據(jù)處理的核心技術(shù)之一。②OBN數(shù)據(jù)與任何海上數(shù)據(jù)一樣,鬼波和水體相關(guān)多次波以及來自深層強(qiáng)反射的自由表面相關(guān)多次波是對(duì)地震波(一次反(繞/散)射波)成像產(chǎn)生嚴(yán)重干擾的波現(xiàn)象。壓制鬼波和水體相關(guān)多次波以及來自深層強(qiáng)反射的自由表面相關(guān)多次波是OBN數(shù)據(jù)成像處理的第二項(xiàng)核心技術(shù)。③OBN數(shù)據(jù)的另一個(gè)特殊性表現(xiàn)為震源和檢波器位于兩個(gè)不同深度面上。OBN觀測到的一定是至少一階的自由表面多次波。上、下行波分解方法(水陸檢合并方法技術(shù)[17])、炮檢不同面的PSDM方法(也包括PSTM方法)、鏡像PSDM方法[18]是必須具備的方法技術(shù)。④OBN數(shù)據(jù)的真正優(yōu)勢是寬方位觀測。利用寬方位數(shù)據(jù)的速度建模、方位角度道集的生成及寬帶反射系數(shù)成像是更為核心的問題。這是OBN數(shù)據(jù)成像處理的第四項(xiàng)核心技術(shù)。不過這與拖纜數(shù)據(jù)和陸上數(shù)據(jù)的成像處理技術(shù)是一致的。⑤OBN數(shù)據(jù)是四分量采集的。水檢數(shù)據(jù)和三分量陸檢數(shù)據(jù)的成像處理方法技術(shù)要具備:水檢和陸檢(垂直分量)合并的上下行波分解技術(shù);水檢和陸檢(垂直分量)結(jié)合的橫波壓制技術(shù);三分量陸檢數(shù)據(jù)的成像處理方法技術(shù)等。應(yīng)該注意到,與拖纜數(shù)據(jù)一樣,為了提高效率,OBN數(shù)據(jù)采集也會(huì)進(jìn)行混疊激發(fā)。因此,同樣存在混疊激發(fā)數(shù)據(jù)的解混疊問題。這與拖纜數(shù)據(jù)的解混疊方法技術(shù)是一樣的。還應(yīng)該注意,OBN原始數(shù)據(jù)由巨量的炮集組成,不能進(jìn)行以炮集為基礎(chǔ)的成像處理,必須基于互易原理,按共接收點(diǎn)道集進(jìn)行所謂的“單炮處理”,譬如FWI和RTM。這是OBN數(shù)據(jù)成像處理的一個(gè)特殊性。關(guān)于OBN多分量成像處理,P-SV轉(zhuǎn)換波成像至今沒有很成功的實(shí)例,P-SV轉(zhuǎn)換波成像結(jié)果沒有表現(xiàn)出能提升油藏描述精度及可靠性的潛力。利用壓力檢波器與陸檢垂直分量中縱波成分的高度相關(guān)性,壓制陸檢垂直分量中的P-SV波成分的處理是有意義的。壓力檢波器與陸檢垂直分量合并進(jìn)行上下行波分解的處理效果是明顯的。總之,OBN四分量觀測數(shù)據(jù)合理的成像處理方法技術(shù)還需繼續(xù)探究。

3 特征反射層相關(guān)多次波預(yù)測與壓制

前述分析表明,海洋油氣勘探中地震波成像處理的特殊問題主要由特征反射層引起。海水面、海底面和地下介質(zhì)中若干強(qiáng)反射層構(gòu)成了這些特征反射層。淺水區(qū)域油氣勘探時(shí),淺水介質(zhì)系統(tǒng)(海面+淺水體+海底面及附近介質(zhì)構(gòu)成該系統(tǒng))會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的干擾波場。深水區(qū)域油氣勘探時(shí),水體相關(guān)多次波和長程自由表面多次波構(gòu)成主要的干擾波場。地下介質(zhì)中若干強(qiáng)反射層形成的層間多次波在特定的地質(zhì)情況下都可能存在,與淺水、深水,甚至陸上探區(qū)都沒有關(guān)系。

正是特征反射層相關(guān)多次波預(yù)測與壓制方法技術(shù)構(gòu)成了海上地震數(shù)據(jù)成像處理的基本邏輯特點(diǎn)。其它的成像處理方法,譬如子波相關(guān)的處理方法、各種去噪方法、數(shù)據(jù)規(guī)則化方法、解混疊方法、偏移速度建模方法和疊前深度偏移成像方法,盡管針對(duì)海上拖纜采集數(shù)據(jù)、海上OBN采集數(shù)據(jù)及陸上地震數(shù)據(jù)處理,這些方法技術(shù)各有特點(diǎn)和不同,但都不存在本質(zhì)性差異。

基于上述認(rèn)識(shí),我們提出了特征反射層相關(guān)多次波的預(yù)測與壓制[19]的問題。目的是抓住多次波壓制的主要矛盾。原因是一般意義下的、統(tǒng)一的多次波預(yù)測與壓制理論方法及技術(shù)很難提出,即使提出來了也很難具體實(shí)現(xiàn)。特征反射層相關(guān)多次波預(yù)測與壓制基本邏輯步驟包括:①背景速度+特征反射層構(gòu)成的速度模型;②特征反射層相關(guān)的多次波模擬;③多次波模擬波場與實(shí)測多次波波場的配準(zhǔn);④最佳匹配濾波器設(shè)計(jì)及多次波減去。

首先要解決的是水體相關(guān)多次波的壓制。因此,我們提出了如下的OBN數(shù)據(jù)水體速度建模方法流程。首先,用下行直達(dá)波和初始水體速度進(jìn)行簡單形式的疊前深度偏移成像,得到海底形態(tài)(也可以通過其它方式得到初始海底形態(tài));然后,進(jìn)行一階水體相關(guān)多次波射線走時(shí)模擬,基于模擬結(jié)果的約束用機(jī)器學(xué)習(xí)算法在實(shí)測炮集上檢測一階水體相關(guān)多次波走時(shí);根據(jù)走時(shí)差和射線追蹤結(jié)果構(gòu)建層析反演方程,層析反演速度更新量,更新水體速度。同時(shí)偏移成像更新海底形態(tài)。視情況進(jìn)入下一輪的水體速度模型反演。最多用到二階水體相關(guān)多次波走時(shí)進(jìn)行水體速度模型層析反演。用簡單的方法建立水體速度模型當(dāng)然也是可以的。在已知水體速度模型的基礎(chǔ)上,用單向波和雙向波數(shù)值模擬結(jié)合的方法,單向波模擬一次反射波,雙向波模擬水體多次波,從雙向波模擬波場中減去一次波模擬結(jié)果,得到水體中傳播的各階多次波。由于水體速度模型的不準(zhǔn)確(水體速度和海底形態(tài)可能都不準(zhǔn)確),多次波模擬結(jié)果與炮集中實(shí)測的多次波會(huì)存在一定的時(shí)差,因此進(jìn)行多次波模擬波場與實(shí)測多次波波場的配準(zhǔn),盡可能消除二者之間的時(shí)差。最后,進(jìn)行二者之間最佳匹配濾波器的設(shè)計(jì)并把水體相關(guān)多次波減去。

其它特征反射層之間多次波的消除,也按同樣的邏輯進(jìn)行。特殊之處是特征反射層的拾取。基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法發(fā)展出了各種層位拾取的方法。有了背景速度+特征反射層構(gòu)成的速度模型,就可以按照類似水體相關(guān)多次波的預(yù)測與壓制方法進(jìn)行特定特征反射層的多次波壓制。

特征反射層相關(guān)多次波預(yù)測與壓制,應(yīng)該從淺到深逐層進(jìn)行。

這是我們提出的具有一般意義的模型驅(qū)動(dòng)海洋多次波預(yù)測與壓制的方法體系。該方法體系也可以用于陸上地震數(shù)據(jù)層間多次波壓制的處理。

下面從理論上對(duì)比當(dāng)前代表性的多次波壓制的方法原理。

3.1 Lippmann-Schwinger積分方程表達(dá)的自由表面多次波預(yù)測

為了建立準(zhǔn)確的多次波預(yù)測模型,需要研究波在介質(zhì)中的傳播過程,分析多次波的形成機(jī)制。在地震勘探中,常用標(biāo)量波方程描述地震波的傳播。頻率空間域聲波方程表示為:

(1)

(2)

(3)

上式為Lippmann-Schwinger積分方程。其中:k0=ω/v0;u表示總場;u0表示背景波場。將(3)式寫為震源與Green函數(shù)褶積的形式有:

u=GS=(G0+G0VG)S=(I-G0V)-1G0S

=(G0+G0VG0+G0VG0VG0+…)S

(4)

式中:G0表示背景介質(zhì)的格林函數(shù);G表示完整介質(zhì)的格林函數(shù);V表示介質(zhì)擾動(dòng)。Lippmann-Schwinger積分方程是一個(gè)非線性積分方程,要得到總的地震波場需要先知道總場本身,難以直接求解。在Born近似下假設(shè)介質(zhì)是弱擾動(dòng)的,忽略二階及以上的多次散射,可以得到一次波與介質(zhì)擾動(dòng)之間的線性關(guān)系。但在實(shí)際地震勘探中,波傳播介質(zhì)并不總是弱擾動(dòng)的,強(qiáng)反射/繞射體的存在導(dǎo)致波場中的多次散射不能直接忽略。

在海上地震勘探中,由于自由表面這一強(qiáng)反射界面的存在,自由表面相關(guān)多次波廣泛發(fā)育?？紤]將介質(zhì)擾動(dòng)V視為由自由表面r0和其它擾動(dòng)部分V0組成:V=r0+V0,以自由表面為基準(zhǔn)面,地下介質(zhì)的一次散射響應(yīng)表示為:

X0(xr,xs)=G0(xr,x)V0(x)G0(x,xs)

(5)

式中:X0(xr,xs)表示在自由表面xs處激發(fā)的脈沖震源經(jīng)過地下介質(zhì)散射后在xr的輸出,則地表采集的數(shù)據(jù)中的一次波表示為P0=SX0。實(shí)際地下介質(zhì)內(nèi)部存在多次散射,導(dǎo)致層間多次波,這里將其視為V0產(chǎn)生的等效一次波。將Lippmann-Schwinger積分方程近似為一次散射和自由表面r0相關(guān)的多次散射之和,檢波器在自由表面處接收到的上行波場P表示為:

P=[X0+(r0X0)X0+(r0X0)2X0+…]S

=P0+M=P0+M1+M2+…

(6)

(6)式的形式與Lippmann-Schwinger積分方程類似,其中的各階級(jí)數(shù)表示各階的自由表面多次波。自由表面多次波的形成過程可以用圖1所示的反饋環(huán)模型表示,即到達(dá)自由表面的上行波場,經(jīng)過自由表面的下行反射,形成“二次源”輸入地下介質(zhì),形成更高一階的自由表面多次波。根據(jù)(6)式可知高一階的多次波是由低一階的多次波/一次波褶積r0和X0得到的,所有階的自由表面多次波可以由地表接收到的上行波場預(yù)測:

圖1 自由表面多次波的反饋環(huán)模型

M=(r0X0)P=(r0S-1P0)P

(7)

式中:S-1表示子波反褶積算子。(7)式與SRME方法[20]得到的自由表面多次波預(yù)測模型類似,其由信號(hào)系統(tǒng)的角度出發(fā),將自由表面多次波的預(yù)測描述為觀測數(shù)據(jù)的高維褶積;理論上該方法需要規(guī)則完整的觀測數(shù)據(jù),并通過多輪迭代壓制多次波。自由表面多次波預(yù)測與波傳播模擬之間的關(guān)系將通過表示定理說明[21-25]。

3.2 Green表示定理表達(dá)的自由表面多次波預(yù)測

考慮如圖2所示的地震勘探模型[26],震源和檢波器放置在一個(gè)半球封閉面S=S0+SR內(nèi),S0表示下行反射系數(shù)為-1的理想自由表面,檢波點(diǎn)處的波場p(xr,xs,ω)用如下積分方程表示:

圖2 海上地震勘探物理模型

(8)

式中:p(x′,xs,ω)表示積分面上點(diǎn)x′處的聲壓波場;n是封閉面的單位外法線方向向量;σ=1/ρ表示密度倒數(shù);G(xr,xs,ω)是聲介質(zhì)的脈沖響應(yīng);方程中的第1項(xiàng)G(xr,xs,ω)s(ω)表示xs點(diǎn)震源激發(fā)在xr處產(chǎn)生的聲壓波場,該部分波場由封閉面內(nèi)的介質(zhì)產(chǎn)生,包括直達(dá)波、反射波等波現(xiàn)象;第2項(xiàng)是Kirchhoff-Helmholtz積分,其表示封閉面上的波場及其法向?qū)?shù)在介質(zhì)中任意點(diǎn)處產(chǎn)生的波場。當(dāng)球面半徑R趨于無窮大,根據(jù)索末菲輻射條件只需要考慮S0上的波場積分。由于自由表面S0處壓力值趨于0,僅考慮聲壓法向?qū)?shù)產(chǎn)生的波場,由此得到如下含自由表面多次波的表示定理:

(9)

式中:對(duì)S0的積分即為自由表面多次波。由于自由表面S0是近似水平的,其法向?qū)?shù)近似為垂向?qū)?shù),有σ0[?p(x′,xs,ω)]/?z=iωvz(x′,xs,ω),自由表面多次波的預(yù)測關(guān)系表示為:

(10)

式中:vz(x′,xs,ω)表示自由表面處的垂向速度分量;G(xr,x′,ω)是自由表面以下介質(zhì)的格林函數(shù);m(xr,xs,ω)表示預(yù)測的多次波。(10)式表明可以將觀測數(shù)據(jù)的垂向分量作為“二次源”輸入已知的參數(shù)模型,通過波場模擬預(yù)測自由表面多次波。

3.3 單向波+雙向波數(shù)值模擬表達(dá)的特征反射層多次波預(yù)測

根據(jù)(10)式的自由表面多次波模擬預(yù)測關(guān)系,理論上需要地下介質(zhì)的完整參數(shù)模型才能求解格林函數(shù)G(xr,x′,ω)。為了簡化多次波預(yù)測對(duì)模型參數(shù)的需求,僅考慮預(yù)測地下強(qiáng)阻抗的特征反射層產(chǎn)生的自由表面多次波。在已知背景速度和反射層位置條件下,特征反射層相關(guān)的自由表面多次波由輸入的“二次源”在自由表面和特征反射層間往返傳播產(chǎn)生,其分解為波場的下行延拓和上行延拓過程,為此需要選擇合適的波傳播算子進(jìn)行波場模擬。

在Born近似下,特征反射界面被視為由一系列散射點(diǎn)組成,有如下的多次波預(yù)測關(guān)系:

(11)

式中:d(x′,xs,ω)=iωvz(x′,xs,ω)表示觀測數(shù)據(jù)的在自由表面處的二次源輸入;ε(x)表示散射點(diǎn)的擾動(dòng)強(qiáng)度;G0(x,x′,ω)和G0(xr,x,ω)分別表示背景介質(zhì)中的下行和上行傳播格林函數(shù)。上述方程用時(shí)空域的單向波+雙向波模擬實(shí)現(xiàn),表示為:

(12)

式中:d(x′,xs,t)=FT-1[d(x′,xs,ω)]為時(shí)間域的輸入數(shù)據(jù);g0是時(shí)空域的背景格林函數(shù);u+(x,t)表示輸入數(shù)據(jù)產(chǎn)生的下行波場;m(xr,xs,t)表示多次波預(yù)測模型。上述波場在時(shí)空域滿足如下聲波方程:

(13)

式中:v0(x)表示背景速度模型。自由表面多次波的模擬預(yù)測過程如圖3所示。圖3a為自由表面處的觀測數(shù)據(jù),其經(jīng)過自由表面反射形成圖3b所示的下行波場,下行波在背景模型中傳播,在圖3c所示的特征反射層擾動(dòng)處形成多次散射,散射波場在背景模型中上行傳播到自由表面,得到圖3d所示的多次波預(yù)測模型。

圖3 自由表面多次波的模擬預(yù)測過程a 自由表面觀測數(shù)據(jù); b 下行波場; c 特征反射層的多次散射波場; d 多次波預(yù)測模型

3.4 OBN上、下行波反褶積多次波壓制

在OBN觀測系統(tǒng)中,震源在海面激發(fā),觀測節(jié)點(diǎn)位于海底。假設(shè)地下介質(zhì)是水平層狀的,OBN觀測的上、下行波數(shù)據(jù)中,各個(gè)方向的平面波獨(dú)立地滿足反褶積關(guān)系[27]。因此將OBN共檢波點(diǎn)道集數(shù)據(jù)進(jìn)行平面波分解,對(duì)各個(gè)平面波分量分別進(jìn)行上下行波的反褶積,壓制自由表面相關(guān)多次波。

以自由表面為基準(zhǔn)面,OBN上、下行波數(shù)據(jù)的平面波分解表示如下:

(14)

(15)

式中:X0(k,ω)即為地下介質(zhì)的一次反射響應(yīng),其不包含自由表面多次波。該一維反褶積過程在頻率平面波域進(jìn)行。由于OBN放置在海底,(15)式的上下行波反褶積結(jié)果只包含海底界面以下的介質(zhì)信息,對(duì)海底及淺層構(gòu)造的照明不足,因而常用OBN的下行波數(shù)據(jù)進(jìn)行鏡像偏移,補(bǔ)充淺部成像信息。OBN數(shù)據(jù)的下行波反褶積表示為:

(16)

上、下行波的褶積關(guān)系如圖4所示。在圖4a中,直達(dá)波D1為一階下行波;一階上行波U1=D1X0表示為以D1為輸入源,與地下介質(zhì)褶積的輸出結(jié)果,X0表示地下介質(zhì)的一次反射響應(yīng);以此類推可知,OBN數(shù)據(jù)中的各階上行波是以對(duì)應(yīng)階的下行波為輸入源,與地下介質(zhì)系統(tǒng)褶積得到的;與上下行波褶積類似,在下行波中也存在如圖4b所示的褶積關(guān)系,將直達(dá)波作為一階下行波輸入,其與介質(zhì)響應(yīng)褶積后產(chǎn)生二階下行波,后續(xù)高一階的下行波都由低一階的下行波褶積X0得到。根據(jù)上述褶積關(guān)系,通過上、下行波數(shù)據(jù)的反褶積能夠獲得介質(zhì)的一次反射響應(yīng),從而壓制自由表面多次波。

圖4 上、下行波的褶積關(guān)系a 上、下行波褶積示意; b 下行波褶積示意

3.5 層間多次波模擬預(yù)測

與自由表面多次波類似,地震波會(huì)在地下強(qiáng)反射層發(fā)生下行反射,導(dǎo)致層間多次波[29]。通過指定發(fā)生下行反射的特征反射層,層間多次波形成的正過程也可以用反饋環(huán)模型描述?？紤]在zi深度處,界面Vi的下行反射形成的層間多次波,定義Vi界面以下介質(zhì)的一次散射響應(yīng)Xi表示為:

Xi(x′r,x′s,zi)=G0(x′r,x)V*(x)G0(x,x′s)

(17)

式中:V*表示Vi界面以下深部的介質(zhì)擾動(dòng);x′s和x′r是位于Vi界面處虛擬的震源和檢波點(diǎn);G0(x,x′s)和G0(x′r,x)表示下行和上行傳播的背景格林函數(shù)。將該散射響應(yīng)帶入Lippmann-Schwinger積分方程,得到包含層間多次波的散射級(jí)數(shù),表示為:

u=G0S+G0VG0S+G0[Xi+(XiVi)Xi+
(XiVi)2Xi+…]Si=u0+p0+mi

(18)

式中:Si=ViXiS表示在Vi界面處發(fā)生的下行散射,其作為二次源輸入深部介質(zhì);mi表示由Vi界面下行散射導(dǎo)致的層間多次波,形成過程如圖5所示。

圖5 層間多次波的反饋環(huán)模型

波動(dòng)方程數(shù)值模擬是研究波現(xiàn)象的重要方法,常規(guī)的有限差分模擬結(jié)果難以分離層間多次波和一次波。根據(jù)上述含層間多次波的散射級(jí)數(shù),通過提取特征反射層,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)層間多次波的直接模擬。時(shí)空域方程表示為:

(19)

式中:u0是震源產(chǎn)生的背景場;ε*和εi分別表示V*和Vi的擾動(dòng)強(qiáng)度;x′和x都表示波場在介質(zhì)中的空間坐標(biāo),僅用于區(qū)分δu1和δu2;δu1和δu2分別是ε*和εi產(chǎn)生的散射場,其中δu2的下行散射傳播到介質(zhì)V*中產(chǎn)生層間多次波:

(20)

為了求解方程,需要分別提取介質(zhì)中的反射層Vi和V*,用波動(dòng)方程數(shù)值模擬背景介質(zhì)中的波傳播。上述波場在時(shí)空域滿足如下方程:

(21)

方程組每次模擬一個(gè)特征反射層Vi相關(guān)的層間多次波,模擬的層間多次波都由Vi的下行反射產(chǎn)生,Vi以下的界面V*只產(chǎn)生上行波。

利用圖6a所示的模型測試層間多次波模擬方法,該模型從淺到深包含3個(gè)界面。考慮第一個(gè)反射層相關(guān)的層間多次波模擬,反射層的提取和分離如圖6b所示。層間多次波模擬過程如圖7所示。震源激發(fā)如圖7a所示的背景波場,背景模型由原模型平滑得到;背景場先在V*中產(chǎn)生一次散射(圖7b),V*產(chǎn)生的上行散射在Vi處產(chǎn)生下行波場(圖7c),將下行波場輸入回V*產(chǎn)生層間多次波(圖7d);V*和Vi波場的相互輸入過程是每個(gè)時(shí)間片進(jìn)行的,模擬的多次波中包含Vi下行反射產(chǎn)生的所有階的層間多次波;最后需要單獨(dú)模擬一次波,將一次波從數(shù)據(jù)中減去,得到如圖7e所示的層間多次波模擬結(jié)果。該模擬過程由淺到深逐個(gè)特征反射層進(jìn)行,模擬時(shí)清除Vi界面以上的介質(zhì)擾動(dòng)。

圖6 3層介質(zhì)速度模型(a)及其反射界面的提取和分離(b)

圖7 層間多次波模擬過程a 震源下行波場; b 深部反射層V*的散射波; c 特征反射層Vi的下行散射波; d 包含層間多次波的V*散射波; e 分離的層間多次波模擬結(jié)果

上述模擬方法假設(shè)層間多次波只在一個(gè)特征反射層處發(fā)生下行反射,會(huì)忽略部分二階及以上的層間多次波,但其已經(jīng)能夠模擬大部分的多次波現(xiàn)象。直接模擬得到的層間多次波模型能夠幫助識(shí)別和分析實(shí)際觀測數(shù)據(jù)中的多次波。

4 OBN地震數(shù)據(jù)成像處理流程及關(guān)鍵技術(shù)

地下介質(zhì)的高精度地震波成像是OBN數(shù)據(jù)成像處理的基本目的,當(dāng)然也是拖纜和陸上地震數(shù)據(jù)成像的目的。當(dāng)前的地震波成像首要目標(biāo)依然是:方位角度保真高分辨的反射系數(shù),更一般地,可以說是盡可能保真的、帶限的相對(duì)波阻抗擾動(dòng)量。

基本的成像公式可以表述為:

δdobs=δdcal+η=L(minitial)δm+η

(22)

(23)

事實(shí)上,炮集中包含的波現(xiàn)象是非常復(fù)雜的,海上地震勘探中各種自由表面相關(guān)多次波是主要的噪聲源。選擇一個(gè)復(fù)雜的正問題盡可能多地模擬炮集中實(shí)測的波現(xiàn)象使得剩余噪聲η滿足Gauss(白)噪聲分布的假設(shè),或是選擇一個(gè)簡單的正問題模擬炮集中某些特征波現(xiàn)象(所謂特征波現(xiàn)象是指能被所選擇的正問題很好模擬的波,譬如前述的透射波和一次反(繞/散)射波),然后把不能模擬的波現(xiàn)象通過預(yù)處理壓制掉,使得剩余噪聲η滿足Gauss(白)噪聲分布的假設(shè),這是地震波成像的策略問題。顯然,當(dāng)前石油工業(yè)界所用的方法是后者。FWI方法本質(zhì)上是屬于前者的。但是,FWI方法在復(fù)雜介質(zhì)和復(fù)雜數(shù)據(jù)情形下的不收斂或很難收斂到有地質(zhì)意義的解上,也迫使它盡可能利用特征波現(xiàn)象,盡量引入數(shù)據(jù)預(yù)處理壓制掉特征波現(xiàn)象之外的不能被所選擇的正問題預(yù)測的波現(xiàn)象。這是當(dāng)前地震波成像所遵循的基本邏輯。

基于上述邏輯,海洋/OBN數(shù)據(jù)成像處理流程的制定一定要圍繞:如何獲得僅僅包含透射波和一次反(繞/散)射波的、規(guī)則無假頻采樣的疊前地震數(shù)據(jù)體;如何獲得盡可能準(zhǔn)確的偏移速度場(當(dāng)前重點(diǎn)是保護(hù)好初至波,做好初至波FWI);如何得到高保真高分辨帶限反射系數(shù)的成像結(jié)果。

另外,高保真高分辨帶限反射系數(shù)的成像結(jié)果依然是目前油藏描述的最主要信息。它由地震波疊前深度偏移獲得。帶限反射系數(shù)成像的基本理論公式可以寫為:

δm≈L(minitial)Tδdobs

(24)

式中:L(minitial)T是在背景速度場中對(duì)地表觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行反傳播所使用的算子,高頻近似下的射線理論和Beam傳播理論、單向波方程、雙向波方程都可以構(gòu)造出該算子。背景速度是比較光滑的速度,保證對(duì)不同炮檢對(duì)、不同反(繞/散)射點(diǎn)產(chǎn)生的地震子波走時(shí)的預(yù)測是正確的,就滿足了疊前深度偏移成像對(duì)背景速度模型精確性的需求。常密度聲波方程構(gòu)建的RTM算子對(duì)復(fù)雜構(gòu)造和強(qiáng)橫向變速有最好的適應(yīng)性,因此RTM成為了高精度疊前深度偏移成像的代表性方法技術(shù)。但是,每種偏移算子都有其適用條件和優(yōu)缺點(diǎn),不能認(rèn)為有了RTM就可替代其它偏移方法,RTM的高精度成像是依賴于高精度的速度模型的(譬如前述的Duplex Wave陡傾角成像)。當(dāng)前,地震波成像算子已經(jīng)可以處理各向異性介質(zhì)和吸收衰減介質(zhì),但是考慮復(fù)雜介質(zhì)情形帶來了各向異性參數(shù)建模和Q值建模的復(fù)雜性。這是當(dāng)前地震波偏移成像的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀。有大量的文獻(xiàn)討論過偏移算子問題。

(24)式的本質(zhì)是將地表(海面或OBN)觀測的、不同炮檢對(duì)的一次反(繞/散射)射波反傳到反(繞/散)射點(diǎn)處,并利用合理的成像條件產(chǎn)生成像結(jié)果。不同炮檢對(duì)的一次反(繞/散)射波的同相位疊加、保幅疊加是高保真成像的基本要求。理論上,地下介質(zhì)的反射系數(shù)只能是正或負(fù)的,而實(shí)際上,正反射系數(shù)出現(xiàn)相伴的負(fù)旁瓣或是負(fù)反射系數(shù)出現(xiàn)相伴的正旁瓣,這是地震波激發(fā)與接收的有限頻帶所導(dǎo)致的。這顯然不是地下介質(zhì)真實(shí)反射系數(shù)的體現(xiàn)。地震勘探的物理本質(zhì)某種程度上可以理解為用波前面上的地震子波感知地下介質(zhì)彈性參數(shù)的變化,因此地震子波的分辨率決定了地震波成像的分辨率。地震波反演成像的目的就是要?jiǎng)冸x掉地震子波對(duì)地下介質(zhì)彈性參數(shù)成像的模糊效應(yīng),估計(jì)真實(shí)的地下介質(zhì)彈性參數(shù)的變化。眾所周知,地震子波對(duì)地下介質(zhì)彈性參數(shù)成像的影響不可能被徹底剝離掉。這是當(dāng)前地震波成像存在分辨率問題的本質(zhì)。據(jù)此,我們提出了地震波高分辨率疊前偏移成像的期望目標(biāo):無旁瓣或弱旁瓣、保幅的、定量的反射系數(shù)[31]。

勘探地震中,高保真高分辨帶限反射系數(shù)成像的本質(zhì)意義就是如此。根據(jù)上述認(rèn)識(shí),結(jié)合OBN數(shù)據(jù)觀測方式及所記錄波場的特點(diǎn),可以制定出合理的OBN數(shù)據(jù)成像處理技術(shù)流程。

首先,海洋/OBN數(shù)據(jù)成像處理技術(shù)流程要包括如下關(guān)鍵環(huán)節(jié):子波處理環(huán)節(jié);水體相關(guān)多次波壓制環(huán)節(jié);自由表面相關(guān)多次波壓制環(huán)節(jié);其它噪聲壓制環(huán)節(jié);數(shù)據(jù)規(guī)則化環(huán)節(jié);Deblending環(huán)節(jié)(可選);偏移速度建模環(huán)節(jié);疊前深度偏移成像環(huán)節(jié);基于成像道集的成像后處理環(huán)節(jié)。

其中,每個(gè)處理環(huán)節(jié)都與上述地震波成像的理論要求有關(guān)。事實(shí)上,整個(gè)海洋/OBN數(shù)據(jù)成像處理技術(shù)流程圍繞前述3個(gè)問題展開,即滿足線性化的正問題δdcal=L(minitial)δm所能預(yù)測波現(xiàn)象的要求及基于線性化正問題的成像方法對(duì)規(guī)則無假頻數(shù)據(jù)的需求;基于線性化正問題所開展的速度層析成像與建模;基于線性化正問題進(jìn)行的疊前深度偏移成像。

1) 子波處理環(huán)節(jié)。不同炮檢點(diǎn)的激發(fā)與接收子波的一致性,且期望地震子波是延續(xù)最短的、波形簡單的、僅僅是主震源激發(fā)產(chǎn)生的。因此,鬼波壓制方法[32-33](基于對(duì)鬼波形成與傳播進(jìn)行預(yù)測的壓制方法;基于纜形變化(陷波點(diǎn)變化)的壓制方法)、Designature方法[34]、Debubble方法[35]構(gòu)成了子波預(yù)處理的三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

2) 水體相關(guān)多次波壓制環(huán)節(jié)[36-37]。海面+水體+海底及附近介質(zhì)構(gòu)成的系統(tǒng)是海上地震勘探的最主要的干擾噪聲源,尤其在淺水油氣探區(qū)。我們認(rèn)為:水體速度模型建立、基于水體模型的水體相關(guān)多次波編碼預(yù)測、最佳濾波器設(shè)計(jì)及水體相關(guān)多次波減去是模型驅(qū)動(dòng)壓制水體相關(guān)多次波的合理方法。目前國內(nèi)外已經(jīng)發(fā)展了處理水體相關(guān)多次波的各種方法技術(shù)。我們提出的單程波方程+雙程波方程+圖像配準(zhǔn)進(jìn)行基于模型的水體相關(guān)多次波預(yù)測及最佳減去應(yīng)該是更合理的技術(shù)方案。

3) 自由表面相關(guān)多次波壓制環(huán)節(jié)。應(yīng)該知道:是地下介質(zhì)存在強(qiáng)反射面時(shí),長程自由表面多次波才成為必須重視的干擾波。深層強(qiáng)反射面的長程自由表面多次波由于傳播時(shí)間長,可能超過了記錄時(shí)間,對(duì)淺中層反射面成像的影響也不是很嚴(yán)重。因此,機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)算法識(shí)別淺中層強(qiáng)反射面,構(gòu)建包含淺中層強(qiáng)反射面的速度模型,開展基于模型的波動(dòng)理論特征反射層相關(guān)多次波預(yù)測與減去方法是自由表面相關(guān)多次波壓制的主要技術(shù)方向。另外,我們認(rèn)為:一次波+自由表面相關(guān)多次波聯(lián)合成像、包含自由表面相關(guān)多次波的FWI成像可能會(huì)是今后海洋/OBN數(shù)據(jù)成像處理的重要技術(shù)發(fā)展方向。

SRME(Surface-Related Multiple Elimination)這類數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的壓制自由表面相關(guān)多次波的方法,受數(shù)據(jù)觀測方式的制約太大[38],在基于模型和波動(dòng)方程的FWI成像逐漸普及應(yīng)用的情況下,應(yīng)該逐漸被基于模型(或模型驅(qū)動(dòng))的波動(dòng)理論(特征反射層相關(guān))多次波預(yù)測與減去方法所取代[39-41]。

4) 其它噪聲壓制環(huán)節(jié)。涌浪噪聲是海洋勘探的典型噪聲、纜本身引起的噪聲、外源噪聲等這些都是典型的去噪方法技術(shù)解決的問題。

5) 數(shù)據(jù)規(guī)則化環(huán)節(jié)。無論是海底Node或是海面炮點(diǎn)都很難保證規(guī)則布設(shè)。拖纜漂移更是無法避免。假設(shè)炮檢點(diǎn)定位準(zhǔn)確的情況下,不規(guī)則數(shù)據(jù)對(duì)成像質(zhì)量的影響是明顯的。即便實(shí)際地震數(shù)據(jù)處理中高維數(shù)據(jù)規(guī)則化的計(jì)算代價(jià)比較大,地震數(shù)據(jù)的規(guī)則化也是不可或缺的?；贔ourier變換算子的抗假頻數(shù)據(jù)規(guī)則化方法[42]和線性Radon譜約束的稀疏反演數(shù)據(jù)規(guī)則化方法是比較典型的、常用的方法[13]。基于張量分解的高維數(shù)據(jù)規(guī)則化方法[43]應(yīng)該是要發(fā)展完善的方法。基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)規(guī)則化方法值得關(guān)注,但很難會(huì)成為主流的數(shù)據(jù)規(guī)則化方法。另外,值得提及的是:混疊采集數(shù)據(jù)的解混疊方法,在震源激發(fā)時(shí)間隨機(jī)編碼的條件下,解混疊方法本質(zhì)上被轉(zhuǎn)化為在偽解碼數(shù)據(jù)域進(jìn)行線性信號(hào)預(yù)測去噪問題。因此,高維數(shù)據(jù)空間中線性噪聲壓制、高維數(shù)據(jù)空間中數(shù)據(jù)規(guī)則化、高維數(shù)據(jù)空間中解混疊本質(zhì)上是一個(gè)問題,即高維數(shù)據(jù)中所包含的線性信號(hào)的建模預(yù)測問題。

6) 精確的速度建模環(huán)節(jié)。OBN數(shù)據(jù)最大的特點(diǎn)是寬方位。提出OBN數(shù)據(jù)采集方法技術(shù)的目的主要就是利用寬方位的、更均勻的照明,首先提高復(fù)雜介質(zhì)變化(也可以說是復(fù)雜構(gòu)造變化)情形下偏移速度估計(jì)與建模的精度。在速度建模方面,與陸上油氣地震勘探關(guān)注點(diǎn)有所不同,除了寬方位觀測外,陸上還通過節(jié)點(diǎn)高密度采集技術(shù)的實(shí)施,考慮無假頻采集到地表相關(guān)的低視速度噪聲,更好地壓制掉這些強(qiáng)噪聲,從而提高信噪比滿足偏移速度建模的要求。寬方位長偏移距觀測提供的初至波走時(shí)是提高速度建模精度的重要信息。我們認(rèn)為:寬方位長偏移距觀測數(shù)據(jù)中的初至波識(shí)別(走時(shí)檢測)+初至波FWI是OBN數(shù)據(jù)偏移速度建模必須要開展的工作;構(gòu)造約束下的成像道集RMO射線層析速度建模是必須具有的反射波層析速度建模方法技術(shù),目前中深層速度建模主要還是依賴于這種技術(shù)手段。反射波FWI還沒有證明其在速度建模中的真正效力。我們認(rèn)為:對(duì)反射波FWI進(jìn)行梯度分解,然后對(duì)層析梯度項(xiàng)和偏移梯度項(xiàng)分別引入有效的先驗(yàn)約束,是反射波FWI逐漸實(shí)用化的合理途徑。因此,我們提出了特征反射層導(dǎo)引下的特征反射層FWI方法及具體的實(shí)現(xiàn)方案[44]。

7) 疊前深度偏移成像環(huán)節(jié)。眾所周知,OBN數(shù)據(jù)觀測的是至少一階自由表面多次波(下行波)和上行波。已知當(dāng)前的疊前深度偏移成像僅僅對(duì)一次反(繞/散)射波進(jìn)行。因此,OBN數(shù)據(jù)預(yù)處理必然存在這樣一個(gè)特殊點(diǎn):即首先必須進(jìn)行上、下行波分解[17],然后分別對(duì)這兩個(gè)波場進(jìn)行滿足線性化正問題δdcal=L(minitial)δm要求的預(yù)處理。OBN數(shù)據(jù)觀測的另一個(gè)特殊點(diǎn)是炮檢點(diǎn)分布在不同的面上。因此,OBN數(shù)據(jù)疊前偏移成像方法必然有針對(duì)下行波場的偏移成像方法(鏡像偏移方法)[18]和針對(duì)炮檢點(diǎn)位于不同面上的PSTM/PSDM方法。很顯然,鏡像偏移方法針對(duì)的也是炮檢點(diǎn)位于不同面上的疊前數(shù)據(jù)。幸運(yùn)的是,各種PSDM方法適應(yīng)炮檢點(diǎn)不在同一面上是比較容易的。至于各向異性介質(zhì)PSDM、吸收衰減介質(zhì)PSDM、以及各向異性+吸收衰減介質(zhì)PSDM,甚至彈性波PSDM都不是OBN數(shù)據(jù)地震波成像所特有的。大量文獻(xiàn)已經(jīng)研究過這些通用的偏移成像方法。線性化的反演成像方法(LS_RTM或LS_PSDM)最近十幾年也得到了深入研究。

8) 基于成像道集的成像后處理環(huán)節(jié)。首先應(yīng)該說明,由于地震波成像是基于線性模型δdcal=L(minitial)δm的,因而疊前數(shù)據(jù)空間與疊前成像空間是等價(jià)的。而且,保真和高分辨成像處理的要點(diǎn)是對(duì)來自地下同一點(diǎn)的、不同炮檢對(duì)的地震子波進(jìn)行同相位疊加。影響同相位保真疊加的各種因素,既可以在疊前數(shù)據(jù)域進(jìn)行處理,也可以在疊前成像域進(jìn)行處理。事實(shí)上,在疊前成像域處理時(shí),由于反射子波已經(jīng)放在成像點(diǎn)處,對(duì)于反射子波不一致、存在噪聲、照明不均勻、速度不正確引起的道集不拉平等的各種處理方法的物理意義明確、保真和高分辨成像的目標(biāo)更有針對(duì)性。眾所周知:保真和高分辨且滿足AVA關(guān)系的方位角度反射系數(shù)或零角度反射系數(shù)依然是油藏描述的最基礎(chǔ)數(shù)據(jù),因此有必要給出期望的成像道集的定義。期望成像道集應(yīng)該具有如下特點(diǎn):方位角度或角度方位排放的、零相位子波同相軸體現(xiàn)的、零相位子波中心位置與反射界面深度一致且中心幅值與地下界面真實(shí)反射系數(shù)一致,另外,各方位角度上零相位子波波形一致、頻帶一致。若產(chǎn)生了期望的成像道集,就可以認(rèn)為得到了保真成像結(jié)果。實(shí)際數(shù)據(jù)情形下,方位角度共成像點(diǎn)道集與上述期望的共成像點(diǎn)道集相差甚大,這是不能做到保真高分辨成像的根本原因。可以看出,疊前數(shù)據(jù)空間中與疊前成像空間中的各種處理的本質(zhì)目的就是為了得到保真和高分辨的成像結(jié)果。我們將這樣的成像結(jié)果定義為無旁瓣或弱旁瓣的、定量的反射系數(shù)?？梢钥闯?成像道集中存在剩余深度差(時(shí)間差)、剩余相位差(子波形態(tài)不一致)、各方位各角度存在不符合AVA關(guān)系的振幅變化(包括(有效)照明角度多少也可能非常不一致)是成像道集后處理要解決的3個(gè)主要問題。我們針對(duì)性地提出了最佳照明優(yōu)選振幅保真高分辨疊加成像方法技術(shù)[45]。另外,偏移成像得到的帶限反射系數(shù)是不定量的,即它與地下介質(zhì)真反射系數(shù)即便保真成像情況下量級(jí)也是不一致的。做不到定量成像的具體影響因素很多,不再展開討論。對(duì)此,必須引入井?dāng)?shù)據(jù)約束,通過控制地震波成像剖面上標(biāo)志層反射系數(shù)的量級(jí),從而達(dá)到偏移成像得到的帶限反射系數(shù)基本定量化的目的。在此環(huán)節(jié)中,還可以繼續(xù)用各種合理的方法,壓制反射系數(shù)的旁瓣,最后得到期望的無旁瓣或弱旁瓣、定量的反射系數(shù)[46]。如果再進(jìn)一步,就可以將背景阻抗與上述定量的無旁瓣或弱旁瓣反射系數(shù)融合成寬帶波阻抗[47-48],真正實(shí)現(xiàn)李慶忠院士[49]提出的波阻抗反演是高分辨率資料處理的最終表達(dá)形式的目標(biāo)。

據(jù)此,我們給出圖8所示的OBN數(shù)據(jù)地震波成像處理流程。

圖8 OBN數(shù)據(jù)地震波成像處理流程

關(guān)于OBN數(shù)據(jù)的多波成像處理問題,本質(zhì)上就是P-P波和P-SV波成像處理,到目前為止,并沒有見到能有效地貢獻(xiàn)于提升油藏描述精度的成像結(jié)果。我們認(rèn)為,出現(xiàn)這樣的結(jié)果,主要不是由P-SV波成像處理方法導(dǎo)致的,而是因?yàn)閿?shù)據(jù)中P-SV波的信噪比太低。實(shí)質(zhì)上,這還是地震波傳播的物理機(jī)制決定的,縱波在實(shí)際的孔隙流體介質(zhì)中為什么不能轉(zhuǎn)換成較強(qiáng)SV波,為什么只有局部區(qū)域能產(chǎn)生有效的SV波而大多數(shù)情形下沒有有效的SV波決定的。如何有效地利用OBN數(shù)據(jù)中的P-SV波,是要繼續(xù)探索的議題。我們不建議用彈性波FWI這類更高端的成像算法進(jìn)行針對(duì)OBN數(shù)據(jù)的矢量波反演成像,而是重點(diǎn)研究波傳播的實(shí)際物理機(jī)制,弄清楚實(shí)際數(shù)據(jù)是否支撐做彈性波FWI。彈性波方程模擬數(shù)據(jù)下的彈性波成像能得到很好的成像結(jié)果,但這不過是個(gè)Inversion Crime(反演騙局)[50]。任何有效的地震波反演成像技術(shù),一定是奠基在實(shí)測數(shù)據(jù)能有效支持的基礎(chǔ)上的,理論上還是成像所用的波動(dòng)方程數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)際波傳播結(jié)果之間存在高度的一致性。

5 結(jié)論與討論

海上油氣勘探的主要矛盾依然是地震數(shù)據(jù)采集和地震波成像不能滿足油氣藏識(shí)別、描述與評(píng)價(jià)的精度要求?！皟蓪捯桓摺钡卣饠?shù)據(jù)采集方式和以FWI/LS_RTM為代表的高精度地震波成像技術(shù)是公認(rèn)的解決海上油氣勘探主要矛盾的有效方法技術(shù)系列。OBN地震數(shù)據(jù)采集是基本上得到一致承認(rèn)的海上“兩寬一高”地震數(shù)據(jù)采集技術(shù)。OBN數(shù)據(jù)的最大特點(diǎn)是包含了至少一階自由地表相關(guān)多次波;檢波點(diǎn)在海底,與炮點(diǎn)明顯地不在一個(gè)面上;OBN數(shù)目相對(duì)少、縱橫向網(wǎng)格間距較大;包含了四分量觀測數(shù)據(jù)。針對(duì)復(fù)雜構(gòu)造成像的寬方位、長偏移距觀測盡管是開展OBN數(shù)據(jù)采集的主要目的,也是它的典型特點(diǎn),但并非是OBN數(shù)據(jù)采集所特有。正是因?yàn)镺BN數(shù)據(jù)觀測方式的獨(dú)特性,才使得OBN數(shù)據(jù)的成像處理有了一定的特殊性。盡管如此,客觀地講,OBN數(shù)據(jù)絕大部分的成像處理方法與拖纜和陸上地震數(shù)據(jù)處理方法差異并不大。另外,應(yīng)該指出,由于目前OBN數(shù)目相對(duì)少導(dǎo)致縱橫向采樣間距較大,即便使用了高維數(shù)據(jù)插值(規(guī)則化)技術(shù)和上下行波場成像技術(shù),也很難彌補(bǔ)OBN空間采樣不足帶來的成像質(zhì)量降低的問題,有必要發(fā)展稀疏OBN節(jié)點(diǎn)與拖纜數(shù)據(jù)結(jié)合的成像處理方法。

根據(jù)OBN數(shù)據(jù)的特點(diǎn),我們提出:①抗假頻的數(shù)據(jù)規(guī)則化方法與技術(shù)是OBN數(shù)據(jù)處理的核心技術(shù)之一;②壓制鬼波和水體相關(guān)多次波,以及來自深層強(qiáng)反射的自由表面相關(guān)多次波是OBN數(shù)據(jù)成像處理的第二項(xiàng)核心技術(shù);③炮檢不同面的PSDM方法(也包括PSTM方法)、鏡像PSDM方法是必須具備的方法技術(shù);④利用寬方位數(shù)據(jù)的速度建模、方位角度道集的生成及寬帶反射系數(shù)成像是更為核心的問題;⑤發(fā)展水檢和陸檢(垂直分量)合并的上下行波分解技術(shù)、水陸和陸檢(垂直分量)結(jié)合的橫波壓制技術(shù)和三分量陸檢數(shù)據(jù)的成像處理方法技術(shù)等是必要的。

針對(duì)保真高分辨成像,我們提出:疊前數(shù)據(jù)空間與疊前成像空間是等價(jià)的,保真和高分辨成像處理的要點(diǎn)是對(duì)來自地下同一點(diǎn)的、不同炮檢對(duì)的地震子波進(jìn)行同相位疊加。影響同相位保真疊加的各種因素,既可以在疊前數(shù)據(jù)域進(jìn)行處理,也可以在疊前成像域進(jìn)行處理。提出期望成像道集應(yīng)該具有如下特點(diǎn):方位角度排放的、零相位子波同相軸體現(xiàn)的、零相位子波中心位置與反射界面深度一致的且中心幅值與地下界面真實(shí)反射系數(shù)一致的,另外,各方位角度上零相位子波波形一致、頻帶一致。提出保真高分辨成像結(jié)果應(yīng)該是:無旁瓣或弱旁瓣的、定量的反射系數(shù)。指出應(yīng)該將保真高分辨成像推進(jìn)到寬帶波阻抗成像。

我們認(rèn)為,海洋油氣勘探的真正特殊問題主要還是由反射系數(shù)接近1的海面及海面+海水+海底及附近介質(zhì)構(gòu)成的介質(zhì)系統(tǒng)所引起的、由于地下介質(zhì)中存在強(qiáng)反射面引起的長程自由表面多次波所引起的去多波問題。自由表面(海面)相關(guān)多次波的預(yù)測、壓制或成像處理構(gòu)成了海洋地震數(shù)據(jù)處理的真正特殊問題。其它方面的問題,要么與陸上地震數(shù)據(jù)處理一致,要么沒有明顯的特殊性。

據(jù)此我們提出了水體模型建模+水體相關(guān)多次波壓制+自由表面(海面)相關(guān)(長程)多次波壓制+初至波FWI(各向異性)速度建模+成像道集(各向異性)層析速度建模+成像道集為中心的高保真高分辨方位角度帶限反射系數(shù)成像(最好推進(jìn)到寬帶波阻抗成像)的海洋地震數(shù)據(jù)成像處理技術(shù)組合。

同時(shí)我們認(rèn)為,在海洋/OBN地震勘探(也包括陸上地震勘探)中,多次波主要由特征反射界面引起,所謂特征反射層包括海面、海底面及地下介質(zhì)強(qiáng)反射面。據(jù)此我們提出模型驅(qū)動(dòng)波動(dòng)理論特征反射層相關(guān)多次波預(yù)測與壓制的技術(shù)路線。基本邏輯步驟包括:①構(gòu)建背景速度+特征反射層組成的速度模型;②波動(dòng)理論特征反射層相關(guān)的多次波模擬預(yù)測;③多次波模擬預(yù)測波場與實(shí)測多次波波場的配準(zhǔn);④最佳匹配濾波器設(shè)計(jì)及多次波減去。在FWI+LS_RTM已經(jīng)成為高精度地震波成像方法技術(shù)核心的時(shí)代,基于模型的(模型驅(qū)動(dòng)的)波動(dòng)方程特征反射層相關(guān)多次波預(yù)測與壓制方法技術(shù)應(yīng)該成為海洋/OBN地震數(shù)據(jù)處理的核心方法技術(shù)?；跀?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的(如SRME之類的)方法應(yīng)該逐漸讓位于基于模型驅(qū)動(dòng)的多次波預(yù)測與壓制方法。機(jī)器學(xué)習(xí)算法被引入幫助建立包含特征反射層的速度模型;圖像模板之間的時(shí)差測量方法(圖像配準(zhǔn)方法)被借用來檢測由于包含特征反射層的速度模型的不準(zhǔn)確引起的預(yù)測多次波同相軸與實(shí)測多次波同相軸之間的時(shí)差,幫助設(shè)計(jì)最佳的匹配濾波器進(jìn)而實(shí)現(xiàn)最佳的多次波減去。這樣的理念與方法技術(shù)也可以用在無論海洋或陸上地震勘探中的層間多次波壓制過程中。

關(guān)于OBN數(shù)據(jù)的多波(即矢量波場)成像處理問題,我們認(rèn)為,經(jīng)過幾十年的探索,實(shí)踐多波勘探?jīng)]有得到大規(guī)模應(yīng)用、沒有產(chǎn)生明顯勘探效益的根本原因,本質(zhì)上不是地震波成像理論與方法出了問題,而是實(shí)際觀測的多波地震波場中的波現(xiàn)象(主要是P_SV波)與地震波傳播及模擬理論不匹配導(dǎo)致了多波成像結(jié)果達(dá)不到預(yù)期。因此,我們不建議發(fā)展更高端的矢量波場成像算法,而是重點(diǎn)研究實(shí)際觀測的多波地震波場中的波現(xiàn)象與地震波傳播及模擬理論不匹配的物理根源到底是什么。