数据品质对叠前时间偏移成像的影响

摘 要

摘要：目前，叠前时间偏移处理技术广泛应用于油气田的地震勘探资料处理中，影响叠前时间偏移成像的最主要因素就是数据品质。四川盆地东部地区由于地表条件复杂，资料噪声较重，野外采
摘要：目前，叠前时间偏移处理技术广泛应用于油气田的地震勘探资料处理中，影响叠前时间偏移成像的最主要因素就是数据品质。四川盆地东部地区由于地表条件复杂，资料噪声较重，野外采集通常采用变化的观测系统施工，部分地段炮检距分布非常不均匀，造成资料品质不能满足叠前时间偏移的需要。通过对川东地区一条二维测线叠前时间偏移成像效果的试处理分析，总结出一套提高叠前时间偏移成像质量的技术方法，即利用偏移前道集去噪技术，提高道集资料信噪比；运用道内插技术，改变由于野外施工造成数据分布不均的现象。最终使得数据品质能够满足叠前偏移处理的条件。
关键词：地震数据处理；数据；质量；偏移成像；偏移速度；叠前偏移；信噪比；影响；分析
0 引言
    近年来，叠前时间偏移处理技术在东部油气田勘探开发取得显著成像效果，计算机技术的飞速发展，为叠前偏移技术提供了硬件保证。常规叠后时间偏移已不能满足西部复杂构造以及断裂的成像的需求，西部地区也逐渐广泛推广应用叠前时间偏移地震资料处理技术[1～5]。
    叠前时间偏移输入数据为每个炮检距的信息，没有零炮检距的假设，避免了由于共中心点NMO校正叠加所产生的畸变，是构造复杂、横向速度变化不大地区成像处理较理想的偏移方法。叠前时间偏移输出的CRP道集信息，可以为岩性勘探中油气的定量检测提供更好的手段。该偏移技术已广泛地应用于四川油气田勘探中，成为常规的资料处理偏移手段[6]。
1 叠前时间偏移的实现过程
    目前，叠前时间偏移方法主要有基于波动方程积分解的Kirchhoff积分法及基于波动方程差分解的有限差分法。Kirchhoff积分法运算速度快、效率高，计算灵活、适应不规则观测方式及起伏地表地区采集的数据，且能输出目标线偏移道集进行速度分析，至今仍然是主要的叠前偏移方法。
    叠前时间偏移处理流程如图1所示。
 
    Kirchhoff叠前时间偏移处理从整体上可以分成两大阶段：①时间域的预处理阶段；②叠前时间偏移处理阶段。通过时间域叠前去噪、静校正、反褶积等预处理，为叠前时间偏移处理提供信噪比较高的叠前道集数据，以及通过水平叠加速度选取，建立的均方根速度可作为叠前时间偏移的初始速度。
    叠前时间偏移处理阶段，根据不同的地震资料，试验选取合适的偏移孔径、偏移倾角、反假频因子，用初始速度对目标线进行偏移，输出CRP道集进行质量控制，并进行偏移速度分析。通过处理解释一体化相结合，对偏移速度进行合理解释及偏移成像结果合理质量控制，完成多次迭代，优化叠前时间偏移速度，建立最终偏移速度场，实现整体数据的叠前时间偏移过程。
通常情况，叠前时间偏移处理更多关注的是偏移孔径、偏移速度场对偏移成像的影响，而时间域预处理提供的数据质量对偏移成像的影响在西部低噪比地区显得尤为重要。
2 问题的提出
图2为四川盆地东部某地区LDXX线水平叠加剖面，剖面上方为地表高程曲线。可以看出：该测线地表起伏剧烈，海拔高程在280～1180m之间，部分地段地形切割厉害，横向100m范围内高程差达800m。从水平叠加剖面能看到，资料信噪比较高，但地覆构造比较复杂，各种地震波发育。根据以往的地震地质经验及钻井分析，该地区速度横向变化不大，完全满足叠前时间偏移条件，使用叠前时间偏移技术，能较好地使绕射归位，提高资料横向分辨率，较准确地落实地腹构造形态。
   图3为该测线叠前时间剖面与叠后时间偏移剖面(局部段)。从叠前时间剖面结果可以看到：叠前时间偏移较叠后时间剖面偏移绕射归位合理，断点更加清楚。然而，在构造翼部出现同相轴不连续，成像明显变差等现象。为什么会有如此情况发生？笔者对输入数据的品质、叠前时间偏移速度场、偏移孔径、反假频参数等做了大量的试验及分析，最后发现数据的品质是影响该资料叠前时间偏移成像的关键因素。
 
3 数据的品质分析
    抽取该剖面段的部分输入道集(图4为LDXX线偏移前CMP道集)，可见信噪比较高，有清楚的反射双曲线。但仔细对比分析，在道集中局部存在大的振幅值。Kirchhoff叠前时间偏移方法，本质是绕射求和。这些大的振幅值或尖脉冲在积分求和的偏移过程中，展开的算子不能被相邻的其他算子抵消，在偏移剖面上表现为画弧现象。因此，道集中的噪声是叠前时间偏移成像变差的因素之一。
 
另外，由于该测线穿越的地表起伏较大，受复杂近地表的影响，野外施工难度较大。为了得到品质好的资料，在野外施工中，按照采集规程，在保证设计的覆盖次数基础上，选取较好激发、接收点，采取了较多的变化观测系统，使得炮检点分布的非常不均匀，局部地段炮点严重缺失。从2150m共偏移距分布图(图5)看到，该偏移距剖面资料分布严重不均匀，局部出现资料大块缺失，反射同相轴能量中断，资料存在空道现象严重。叠前时间偏移是在共偏移距中进行，这种空间采样的不均匀，横向能量差异，在偏移过程中造成能量不能抵消，出现的画弧使叠前偏移剖面同相轴不连续，是影响成像的主要原因。
 
4 数据品质对叠前时间偏移成像的影响
    针对以上问题，首先对偏移前CMP道集应用相关的去除大振幅值技术，如SWELL、RNA、中值滤波等，去除和衰减噪声。在此过程中严格质量控制，保证噪声中不含有效信号，尽量提高道集信噪比，且保护资料的动力学特性。
    针对由于采集因素造成资料出现空洞、缺道的现象，偏移前利用插值的方法，补齐空道，保证空间采样的均匀性。采用剩余振幅补偿技术，使资料横向能量均匀，减少偏移产生的画弧噪声。
    在此基础上，分析地层倾角及目的层埋深，以最大陡倾界面成像好为原则，选择合适的偏移孔径。若孔径过大不仅浪费运算时间，也会造成高角度噪声。孔径过小，倾斜界面成像不清楚。
    再以CRP道集平直为原则，选取合适的偏移速度，建立合理的速度场，使成像质量最佳。
通过以上技术的应用，消除了噪声及空道对叠前时间偏移的影响，改善了数据品质，使输入偏移的数据振幅能量基本均衡。图6为采用去噪和插值前后的叠前时间偏移效果，可以看到应用后斜坡部位同相轴连续光滑，偏移成像效果得到明显改善。
 
5 结论
    数据品质是做好叠前时间偏移成像的首要因素。叠前时间偏移对输入数据的品质的要求较叠后时间偏移更高，野外采集过障碍的时候，应充分考虑观测系统中偏移距分布的均匀性，为后续资料处理提供合适的资料。即使处理上采取插值、借道等方法解决了横向采样不均的问题，但资料的相对保幅性受到较大影响，对岩性勘探而言是不利的。其次，偏移速度、偏移孔径也是叠前时间偏移成像的关键参数。
参考文献
[1] 渥·伊尔马兹.地震资料分析——地震资料处理、反演和解释[M].北京：石油工业出版社，2006.
[2] 黄棱，李刚，李春雨，等.叠前时间偏处理技术在吉林探区的应用[J].天然气工业，2007，27(增刊A)：134-136.
[3] 齐俊宁，等.海量数据叠前时间偏移方法[J].天然气工业，2008，28(11)：46-48.
[4] 刘振武，撤利明，张研，等.中国天然气勘探开发现状及物探技术需求[J].天然气工业，2009，29(1)：1-7.
[5] 巫盛洪，邹文，唐洪发，等.GeoMountain解释工程师系统中相干体软件的开发及应用[J].天然气工业，2009，29(7)：23-25.
[6] 何光明，贺振华，黄德济，等.叠前时间偏移技术在复杂地区三维资料处理中的应用[J].天然气工业，2006，26(5)：46-48.
 
(本文作者：唐怡 朱敏 杨建军 齐俊宁 李德珍 川庆钻探工程公司地球物理勘探公司物探研究中心)