叠前时间偏移技术在三维地震资料处理中的应用

２０１４年第７期　中州煤炭　总第２２３期　叠前时间偏移技术　在三维地震资料处理中的应用　李树东　（河南省煤田地质局物探测量队，河南郑州４５０００９）　摘要：叠前时间偏移对于中深层的复杂Ｊ构造和断裂系统有着较好的地质成像效果，且能够实现真正的共反射　点叠加和准确９３位成像，因而得以推广应用。针对山西某勘探区三维地震资料，进行了叠前时间偏移处理，　并对叠后和叠前时间偏移成像效果进行对比，结果表明，叠前偏移成像效果较好。　关键词：地震勘探；叠前偏移；信噪比；分辨率　中图分类号：Ｐ６３１．４　文献标志码：Ｂ　文章编号：１００３—０５０６｛２０１４）０７—０１０３—０３　目前，煤田地震勘探常规数据处理中最常使用　中，能够激发出能量强、频带宽的地震波，浅层地震　叠后偏移方法，但随着对偏移成像精度要求的提高，　地质条件良好。　叠后偏移成像已不能满足需要，而且叠后偏移成像　是建立在地下介质是水平均匀层状介质、地层横向　２野外原始资料分析　速度连续变化、地震波是最短直射线路径的前提之　勘探区原始资料总体表现为：记录面貌较好，信　下，现实地震项目由于各种【闰素影响，往往难以符合　噪比较高，目的层清晰，反射波特征突出、能量强、连　上述假设，甚至差异巨大。当地下构造复杂、横向速　续性好（图１）。存在的噪音主要为一些低频面波和　度变化剧烈时，共中心点道集中的反射波旅行时已　随机杂乱噪音，其他还存在声波、工业电干扰；另外，　不再是双曲线形式，共中心点叠加的结果也不完全　由于勘探区有一定的高差、第四系黄土层厚度不稳　等价于自激自收的零炮检距剖面，叠后偏移已不能　定，静校正问题突出。　使地下构造正确成像，即使采用倾角时差校正　（ＤＭＯ，也称叠前部分时间偏移）也难以得到真正零　炮检距剖面。叠前偏移不受水平层状介质、自激自　收的零炮检距剖面等假设限制，比叠后偏移技术更　适应实际资料的复杂情况，所以叠前偏移技术能更　好地适应复杂构造成像，从而有利于提高构造解释　成图精度。本文以山西某勘探区三维地震资料为对　象，进行了叠前偏移处理成像。　图１野外原始单炮记录　１　勘探区概况　３　数据基础处理工作　勘探区地处太行山西麓沁水煤田东翼潞安矿区　基于以上分析，以下述几个方面作为该区基础　的西部，勘探区属黄土丘陵地貌，井田为第四系黄土　处理的重点。　覆盖，属隐蔽煤田。地下ｌ～５　ｍ为黄色砂土，再向　（１）静校正技术。针对勘探区的特点，此次静　下为３Ｏ～５０　ｍ的棕红色黏上层。潜水位南浅北深，　校正采用了层析反演静校正，在此基础上进行速度　一般深ｌ６～２２　ｍ，激发井深选在潜水位下的黏土层　分析与自动剩余静校正的多次迭代，经过层析反演　收稿日期：２０１４—０２—１７　静校正和多次剩余静校正后，原始单炮记录上的反　作者简介：李树东（１９６６一），男，河南太康人，高级工程师，１９９１年　射波连续性有了很大改观。　毕业于兰州大学，现从事地球物理勘探工作。　（２）振幅处理。该项包括：①补偿地震波在地　・１０３・　２０１４年第７期　中州煤炭　总第２２３期　层中的衰减；②球面扩散补偿；③对地表一致性振幅　进行分析，算出振幅补偿因子，对激发、接收等引起　的振幅能量差异进行分析，并对此进行一致性较　正…；④动态振幅均衡。通过处理，完全可以消除　由于地形变化、地层的吸收衰减等因素而产生的振　幅差异，从而使振幅变化真实地反映了地层介质的　物性差异。　（３）干扰波消除。①叠前带通滤波（１５～２０　Ｈｚ、１４０～１５０　Ｈｚ消除低频及高频干扰）；②剔除坏　道、死道，不正常工作道、尖脉冲等；③叠前干扰波、　声波及面波的剔除；④背景随机噪音衰减。用常规　叠加剖面来检验噪音衰减质量，经噪音衰减处理后，　地震时间剖面连续性显著提高，信噪比增强，频率提　高。　（４）地表一致性处理。为了保证叠加和偏移成　像，必须对同一条线上相邻的炮进行频率和相位的　差异消除，采用频谱整形和反褶积技术消除上述影　响。在地表一致性振幅补偿的基础上，选用地表一　致性预测反褶积。为了使频率和相位得到统一，实　现归一化处理，在炮域、接收点域、共偏移距域的地　表一致性预测观测的基础上，同时进行压缩地震子　波，从而提高时间剖面信噪比和分辨率。　４叠前时间偏移处理　叠后时间偏移是在输入数据为零炮检距剖面的　基本假设前提下进行的，实际上叠加剖面常常不是　零炮检距剖面，这时叠后偏移是不正确的。因此需　要考虑叠前偏移。叠前偏移以基于双平方根的非零　炮检距成像理论为基础，叠前时间偏移处理技术利　用叠前道集，使用均方根速度场将各个地震数据道　偏移到真实的反射点位置，形成共反射点道集并进　行叠加，提高了偏移成像精度。叠前时间偏移方法　自身迭代过程也使最终得到的速度场精度比叠后时　间偏移方法高，从而有利于提高构造解释成图精度。　基于双平方根方程的非零偏移距射线成像理论，它　沿非零炮检距的绕射曲线旅行轨迹对振幅求和，而　不是沿零炮检距绕射双曲线求和。速度场决定求和　路径的曲率，对每个共炮检距剖面单独成像，然后将　所有结果叠加起来形成偏移剖面。　４．１　时间域速度模型的建立　叠前时间偏移初始速度由最后一次常规速度分　析得到的均方根速度进行编辑、平滑而得，通过对最　终ＣＲＰ道集是否拉平进行评价，从而判断最终速度　・１　０４・　模型是否合理。通过建立叠前时间偏移速度模型来　形成偏移的速度场，要建立准确的速度模型，需要进　行多次的速度分析、迭代、修正，利用速度模型约束　偏移的速度场，使叠前偏移成像准确，以致不产生异　常　。　针对勘探区特点，为了求取准确的叠前时间偏　移速度，在常规处理中需着重做好ＤＭＯ速度分析，　以求取相对准确的初始速度模型，此次对勘探区进　行了３次速度分析。为了保证了速度分析拾取的准　确性，需要进行合理的工作布置，在构造复杂地区加　密速度分析网度，此次以１００　ｍ×１００　ｍ的网度进　行。在随后的叠前时间偏移速度求取过程当中，根　据叠前时间成像的炮检距一致性标准进行速度模型　的检验和修正，偏移速度正确性的判断采用共反射　点（ＣＲＰ）道集拉平准则，即在偏移后的ＣＲＰ道集　上，如偏移速度选择大于最佳偏移速度，则会引起目　标层位向下低伏，称为欠偏移；如果偏移速度选择小　于最佳偏移速度，则会引起目标层位相位向上扬起，　称为过偏移；而速度正确时，目标层位则是平的　。　从而最终建立叠前时问偏移速度场（图２）。　图２　叠前时间偏移最终速度场ＬＤ显示　４．２偏移子Ｌ径选择　叠前时间偏移的基础是计算地下散射点的时距　曲面，目标层位埋深及倾角将直接影响着偏移孔径　的精度与质量。如果偏移孔径太小，会造成偏移收　敛绕射双曲线的能力较差，偏移剖面将损失陡倾角　的能量；反之，如果偏移的孔径太大，会降低低信噪　比资料的偏移质量。偏移孔径参数的选择需要在理　论的指导下进行实际的参数测试分析，以得到最好　的偏移效果。勘探区目标层位倾角为０～１０。，地表　相对平坦，煤层埋藏深度一般在６００　Ｉｎ；最大偏移距　为６００　ｍ，偏移距主要分布范围定在１０～５５０　ｍ之　问，经计算与试验效果对比分析，最终选取偏移孔径