专利名称：一种复杂地表的二维地震资料连片处理方法
技术领域：
本发明属于地球物理勘探中的数据处理领域，具体涉及一种复杂地表的二维地震资料连片处理方法。
背景技术：
在复杂地表地区，由于复杂的地震地质条件、各种干扰能量广泛发育、原始资料品质等因素的影响以及当时对本区浅层资料使用的局限性，重复处理需要解决以下几个问题。1，静校正问题地表复杂地区沟壑纵横，表层速度厚度变化剧烈，野外浅层资料先天不足(微测井资料数量极少，无法控制该类型空间上表层的剧烈变化；小折射资料受地形影响，精度低，山地地区误差大；井口时间跳跃大)，选择准确、合理的静校正方法是必须解决的重大问题。但由于地表复杂地区特殊的表层地震地质条件、对本区浅层资料合理使用认识上的的局限性，静校正方法仍存在一定的缺陷，需要进一步的完善，以避免静校正不准所引起的假构造、假断层，提高相交剖面的闭合差的精度，以保证相交剖面闭合。2，剖面结构及信噪比受原始资料品质、局部静校正不到位的影响，复杂地区剖面结构不清，信噪比低， 剖面品质尚需进一步的提高方能满足解释的要求。3，连片处理的剖面匹配连片处理是在一个大的区域野外采集了许多条二维地震资料(如图1 来进行批处理。由于连片处理的地震资料涉及不同单位、不同年代，采集设备、采集参数互不相同，测线类型有直线、宽线和弯线等，它们的原始资料的品质、有效波频带、能量均有一定的差别， 从已经处理的剖面来看，由于复杂地表地区冲沟、塬、梁、卯、坡并存的独特地貌，不同年代剖面的有效波频带差异较大，因此，连片处理中如何保持全区成果剖面面貌的一致性，也是需要解决的一个重要问题。利用现有方法得到的地震剖面不尽人意，其边界剖面结构不清，信噪比低，剖面品质难以满足解释的要求，因此需要改进处理技术和处理流程，以不断提高最终剖面的品质， 才能满足解释的要求。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种复杂地表的二维地震资料连片处理方法，利用现有资料处理软件系统，实现对地表为黄土塬区和沙漠区过渡带以及地形极其复杂、起伏变化剧烈的地区进行地震资料的处理，为地震解释提供可靠的
处理结果。本发明是通过以下技术方案实现的一种复杂地表的二维地震资料连片处理方法，所述方法首先建立二维地震资料数据体的空间模型，然后对所述二维地震资料数据体的空间模型进行野外一次静校正计算， 再对所述空间模型中的每一条二维地震测线做野外一次静校正应用、进行叠前去噪处理、 保真和一致性处理，最后提高目的层的信噪比和分辨率。所述方法包括建立二维地震资料数据体的空间模型的方法，具体如下输入所有二维地震资料的数据，包括每条线每个炮点的原始数据，所述原始数据包括炮点位置的大地坐标、井深、高程、井口时间，然后根据测线的位置来修改每条测线的炮点号和共反射点号，根据这些数据来建立二维地震资料数据体的空间模型。以前做二维测线处理，从空间来看只是一条线，本发明建立的二维地震资料数据体的空间模型是立体的，是根据测线的位置来修改每条测线的炮点号和共反射点号，相当于假三维空间模型，这种技术被称为“空间模型控制静校正技术”，此技术解决了二维测线的闭合问题。空间模型主要是用来计算野外一次静校正量，连片处理的二维地震测线还是一条一条进行逐一处理的。所述方法包括野外一次静校正计算的方法，具体如下首先采用智能初至拾取在瞬时振幅的基础上做能量判别，同时对初至的形状进行模式识别，然后再进行多项式拟合，多次叠代，拾取初至；然后采用层析静校正技术对所述二维地震资料数据体的空间模型进行野外一次静校正。进行野外一次静校正的方法很多， 有高程静校正、折射静校正等许多方法。本发明采用的是层析静校正技术。所述方法包括叠前去噪处理的方法，具体如下(1)当存在低频能量较强的干扰波时，采用串联反褶积技术压制低频干扰，突出有效波；(2)对于面波和浅层折射波干扰的速度变化大，频率和有效波的低频部分有相重叠的资料，采用频率-空间域相干噪音压制技术去除面波、浅层折射相干噪音，突出有效波；(3)当地震数据中出现强能量干扰时，采用多域复合去噪及强噪音衰减技术或者噪音自动识别与衰减技术，减小信号的畸变，使各种强能量干扰得到压制，同时不损失有效波成份；(4)对于浅层动校畸变干扰，采用时空变切除技术，进行切除参数测试，选择最佳的空变切除参数，以适应整个工区动校畸变的变化规律；(5)对于其它干扰波，采用随机噪音衰减技术。所述方法包括保真和一致性处理的方法，保真和一致性处理的方法是指在处理过程中高度保持地震资料的振幅、频率的真实性，地震剖面的炮间和道间高度保持一致性，具体如下应用合理有效的处理流程，做好构造保真、振幅保真、频率保真和一致性处理工作，首先进行真振幅恢复，然后采用地表一致性振幅补偿技术实现整块地震资料的能量一致性，最后采用地表一致性反褶积技术进行相位校正和提高分辨率。所述方法包括提高目的层的信噪比和分辨率的方法，具体如下首先在地表一致性反褶积的基础上，再进行一次预测反褶积提高分辨率；然后采用速度分析-剩余静校正多次迭代技术，经过多次“速度分析-地表一致性剩余静校正-叠加”的反复迭代后，提取速度函数和剩余静校正量，得到最终叠加；在叠后再采用协调反褶积处理技术进一步提高分辨率；最后采用F-X域波动方程有限差分偏移技术处理后，最终取得了高信噪比的偏移成果，获得最佳地震偏移剖面。与现有技术相比，本发明的有益效果是利用本发明的方法对不同年度采集的二维地震资料数据进行连片处理，得到的测线交点闭合差小于5毫秒，井点处合成地震记录和地震剖面时间关系、波形特征符合率大于90%，处理剖面时深误差小于规范指标，构造形态清晰、可靠且闭合，并处理出了高分辨率、高保真、高信噪和能比较清楚地反映出构造和岩性变化特征(即达到“三高一准确”)的地震剖面，为地震解释提供可靠的处理结果。
图1是本发明层析静校正应用前后单炮对比图，其中，左图为应用前的，右图为应用后的。图2是本发明频率域自动噪音压制效果图，其中，左图为原始单炮记录，中图为频率域自动噪音压制处理后的单炮记录，右图是左图和中图的差值噪音剖面。图3是本发明改善前后静校正处理效果对比图。图4是本发明时间-空间域信噪分离前后单炮对比图，其中，左图为分离前的，右图为分离后的。图5左图是原始炮记录、中间图是扩散补偿后炮记录、右边图是地表一致性补偿炮记录图。图6左图是原始炮记录增益原曲线，中间图是球面扩散补偿后增益曲线，右图是地表一致性补偿增益曲线。图7左图是纯波记录图，右图式去噪后经过振幅、频率补偿后记录图。图8上图是现有的叠加剖面，下图是利用本发明方法处理得到的叠加剖面。图9是利用本发明方法获得的二条测线相交一致性及闭合效果图。图10是利用本发明方法获得的三条测线相交一致性和闭合分析效果图，从图中可以看出经过本发明方法处理的叠加剖面，取得了信噪比和分辨率高、闭合精度高的准确的地震剖面。图11是本发明实施例的步骤框图。图12是本发明实施例中合成记录与目的层段的标定(波组特征)图，左图是合成记录，右图是目的层段。从图中可以看出经过本发明方法处理的井点处合成地震记录和地震剖面时间关系很好。图13是本发明实施例中某工区的测线位置图。图14是本发明实施例中真振幅恢复前和后的对比图，其中，左图为恢复前的，右图为恢复后的。图15左图为CDP道集空变切除图，右上图为动校拉伸切除叠加图，右下图为空变切除叠加图。图16是本发明实施例中均值加权噪音衰减前后叠加剖面图，其中，左图为衰减前的，右图为衰减后的。图17是本发明实施例中两条测线相交闭合分析效果图。图18是本发明实施例中某线叠加剖面。图19是本发明实施例中某线偏移剖面。
图20是本发明实施例中某线偏移剖面。图21是本发明实施例中经过本发明方法处理得到的剖面图。图22是本发明实施例中经过本发明方法处理得到的处理剖面23是本发明实施例中经过本发明方法处理得到的处理剖面图，其中上图为老剖面图，下图为本发明实施例中经过本发明方法处理得到的处理剖面图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步详细描述(1)准确的野外一次静校正由于复杂地表地区表层地震条件复杂，地形起伏变化较大，低降速带厚度、速度变化剧烈，受表层结构特征(高程、风化层的速度、厚度和潜水面埋深)在区域上的不均勻性等诸多因素的影响，使获得的原始资料有效反射等同相轴扭曲，除了存在短波长静校正问题外，还存在一定的中、长波长静校正问题，而且一次静校正的问题也很严重。在静校正方面，本发明利用了先进科学的层析静校正技术。层析静校正技术是做好复杂资料一次静校正处理的最有利手段之一，可以解决地表相对复杂地区资料的一次静校正问题，即解决好由地表引起的长波长和短波长静校正的时差问题，为后续处理提供准确的静校正数据，保证了低幅度构造的真实可靠性。智能初至拾取在瞬时振幅的基础上做能量判别，同时对初至的形状进行模式识别，然后再进行多项式拟合，多次叠代。采用初至智能拾取程序能够准确、高效地拾取初至， 极大提高了效率。保证静校正处理的精度和真实可靠性。①自行开发的初至智能拾取程序采用初至智能拾取程序能够准确、高效地拾取初至，极大提高了效率。保证静校正处理的精度和真实可靠性。②层析静校正技术层析静校正技术是做好复杂资料一次静校正处理的最有利手段之一。层析静校正技术可以解决地表相对复杂地区资料的一次静校正问题，求取的校正量更加准确，明显改善波组连续性，地震资料的成像精度高，能保持小幅度构造的真实性。层析静校正应用前后单炮对比图如图1所示，从图中可以看出经过层析静校正后波组特征变强，炮点的同相轴对齐了，明显改善波组连续性。改善前后静校正处理效果对比图如图3所示，从图中可以看出经过层析静校正后叠加剖面的波组特征变强，叠加剖面的同相轴比以前平滑了，波组比以前丰富了。(2)强干扰的压制工区内主要干扰波为面波、折射波及多次干扰；同时还存在随机干扰、50Hz、声波等干扰。这些强干扰波影响速度的求取和叠加成像效果。因此，如何在不损失有效信号的前提下，做好强干扰的压制也是处理中的一个难点。做好波场分析，正确识别干扰波类型，针对记录中存在的各种干扰现象和特点，采用有针对性的噪音压制技术，努力做好叠前去噪处理。在常规精细处理技术的基础上，结合目标处理的思路，在保幅的前提下，进行多域叠前复合去噪。本区资料信噪比较低，存在着面波、浅层折射、多次波、脉冲、声波、高低频随机噪音等各种干扰。①为了不破坏有效信号，在做多道去噪处理前必须进行精确的静校正处理。②串联反褶积技术当存在面波、折射波等低频能量较强的干扰时，记录中的有效波往往被淹没，采用滤波等方法难以将有效波分离出来，且容易损失有效波成分，串联反褶积技术的应用可较好地压制低频干扰，突出有效波。③频率-空间域相干噪音压制技术对于面波和浅层折射波干扰的速度变化大，频率和有效波的低频部分有相重叠的资料，频率-空间域相干噪音压制技术可以很好去除面波、浅层折射相干噪音，突出有效波。④噪音自动识别与衰减技术它是针对地震数据中出现的面波、声波、脉冲、野值等强能量干扰，提出的一种非线性分频自适应噪声检测及压制方法，这种处理能有效地减小信号的畸变，使各种强能量干扰得到很好的压制，同时不损失有效波成份。频率域自动噪音压制效果图如图2所示。⑤时空变切除技术切除参数是否合适，对浅层资料的叠加效果影响很大，必须认真做好切除参数测试，选择最佳的空变切除参数，以适应整个工区动校畸变的变化规律。⑥多域复合去噪及强噪音衰减技术时间-空间域信噪分离前后单炮对比图如图4 所示，从图中可以看出经过时间-空间域信噪分离处理后信噪比得到了很大提高。该技术分别在炮域、检波点域、共中心点域以及共偏移距域的地震数据应用傅氏变换转换到频率域，进行奇异值分解，然后利用中值滤波去除或衰减不正常的振幅值，这种去噪方法只要特征值选取的合适就对有效信号的畸变极小，去噪后的数据对偏移非常有利。能有效地减小信号的畸变，使各种强能量干扰得到很好的压制，同时不损失有效波成份。⑦随机噪音衰减技术等(3)保真和一致性处理由于本次二维连片处理涉及到不同年度采集的资料，在检波器主频、激发和接收方式等采集参数方面存在诸多不一致因素，原始单炮资料在能量、频率等方面存在较大差异；有的炮因激发条件限制，能量非常弱；覆盖次数高低不均；加上变观、干扰波等因素的影，容易造成处理成果的同一反射层地震响应在横向上存在差异。因此应注重做好保真和一致性处理，突出资料的含油气地震响应特征。应用合理有效的处理流程，做好构造保真、振幅保真、频率保真和一致性等基础处理工作。确保浅、中、深层波组特征明显，剖面整体结构清楚可靠，能较真实地反映构造情况及储层情况，能满足构造解释、反演分析和储层预测的需求，高度重视处理的保真度和一致性。①真振幅恢复认真细致地做好真振幅恢复处理工作是保幅处理的前提。②地表一致性振幅补偿技术在去噪净化处理的基础上，在反褶积前进行一次地表一致性振幅补偿处理，以解决激发和接收中因地表地震地质条件不一致等造成的炮间和道间能量不一致性问题，处理中把握先去噪、后补偿的振幅补偿原则。地表一致性振幅补偿技术是实现整块资料能量一致性的有效手段。从图5中可以看出经过扩散补偿和地表一致性补偿后炮记录的有效增益地震信号能量得到补偿，道间和道内能量了达到一致性。从图6中可以看出经过扩散补偿和地表一致性补偿后炮记录的有效增益地震信号能量得到补偿，道间和道内能量了达到一致性。③地表一致性反褶积技术由于激发和接收的岩性变化大造成原始资料的波形、频率、相位等存在着不一致性。地表一致性反褶积技术是相位校正、提高分辨率的有效措施，该技术不但能提高频率， 而且能有效地消除频率、相位的不一致性。选择合理的反褶积方法和参数。反褶积方法脉冲反褶积，单道预测反褶积，多道反褶积，地表一致性预测反褶积及多种反褶积的组合；反褶积参数算子长度，预测步长， 白噪系数，计算时窗。从图7可以看出经过去噪和振幅、频率补偿后炮记录的有效地震信号能量得到补偿，道间和道内能量和频率达到一致性。信噪比得到了提高(4)目的层的高信噪比和高分辨率的实现根据地质任务，要求能够预测薄储层。实现目的层的高信噪比和高分辨率，这无疑是处理上的一大重点和难点。针对本区主要目的层的特点，处理好分辨率与信噪比的关系，力求提高目的层反射波组的信噪比和分辨率，清楚地反映出构造和岩性变化特征。高度重视目标层的处理。①把握由低到高叠前和叠后分别逐步逼近的提高信噪比和分辨率的处理原则②串联反褶积技术由于激发和接收的岩性变化大造成原始资料的波形、频率、相位等存在着不一致性。因此，选择地表一致性反褶积，不但整体频率提高了，而且有效地消除了频率的不一致性；在地表一致性反褶积的基础上，再进行一次预测反褶积能有效提高分辨率。③速度分析-剩余静校正多次迭代技术野外一次静校正后不可避免地存在剩余时差，不能做到同相叠加。速度分析-剩余静校正多次迭代工作是提高信噪比的关键环节，经过多次“速度分析-地表一致性剩余静校正-叠加”的反复迭代后，提取的速度函数和剩余静校正量都比较精确可靠，为叠加以及叠后时间偏移提供了可靠的保障。④协调反褶积处理等技术在叠后再适当采用协调反褶积处理等技术，可进一步提高分辨率。⑤F-X域波动方程有限差分偏移技术F-X域波动方程有限差分偏移能适应速度场的变化，最大偏移角度接近90°，波组特征好，不降频，横向分辨率高。通过FX域波动方程有限差分偏移，可获得较为满意的效^ ο图8给出了现有叠加剖面和利用本发明方法得到的叠加剖面，从图8可以看出经过本发明方法的处理，同相轴比以前平滑了，波组比以前丰富了。剖面的信噪比和分辨率都得到提高。图9是利用本发明方法获得的二条测线相交一致性及闭合效果图，从图中可以看出经过本发明方法处理的叠加剖面，取得了信噪比和分辨率高、闭合精度高的准确的地震剖面。图10是利用本发明方法获得的三条测线相交一致性和闭合分析效果图，从图中可以看出经过本发明方法处理的叠加剖面，取得了信噪比和分辨率高、闭合精度高的准确的地震剖面。本发明的一个具体实施例如下某工区满叠二维地震连片处理共有测线56条测线，如图13所示，分别有七个不同年份，由不同野外单位采集的。本区地貌以丘陵和山地为主，西部有少量平地，总体地势呈中间高、四周低的趋势，工区中部及南部地表高程变化剧烈，沟壑纵横，冲沟发育，地表一般被较厚的黄土层所覆盖，个别地段可见红砂岩出露，大小不等的冲沟将地表切割，相对高差变化大。在了解工区内地震地质条件和野外工作方法及资料品质的基础上，尤其是在经过认真细致的，针对野外资料特点，紧密结合地质任务与目的，我们运用本发明的方法对地震资料进行了处理，具体处理步骤框图如图11所示，连片处理后的二维剖面的浅中深层波组都很好，测线交点闭合差小于5毫秒，井点处合成地震记录和地震剖面时间关系、波形特征符合率大于90%，处理剖面时深误差小于规范指标，构造形态清晰、可靠且闭合，并处理出高分辨率、高保真、高信噪和能比较清楚地反映出构造和岩性变化特征，即达到“三高一准确”的地震剖面。为地震解释提供可靠的处理结果。从图12中可以看出经过本发明方法处理的井点处合成地震记录和地震剖面时间关系很好。从图14中可以看出经过真振幅恢复 (横向)处理，改善了炮间、道间能量的一致性。从图16中可以看出经过均值加权噪音衰减叠加剖面信噪比得到提高。从图17中可以看出经过本发明方法处理的叠加剖面，取得了信噪比和分辨率高、闭合精度高的准确的地震剖面。图18给出了某线叠加剖面，图19、20给出了某线的偏移剖面。从图21可以看出利用本发明方法解释的地震剖面基底清晰。从图 22可以看出利用本发明方法解释的地震剖面断层清楚。图23是本实施例中经过本发明方法处理得到的处理剖面图，上图为老剖面图，下图为本实施例中经过本发明方法处理得到的处理剖面图。表1给出的是本实施例中用到的地震资料处理参数列表，不同地区用的参数也是不同的。
权利要求
1.一种复杂地表的二维地震资料连片处理方法，其特征在于所述方法首先建立二维地震资料数据体的空间模型，然后对所述二维地震资料数据体的空间模型进行野外一次静校正计算，再对所述空间模型中的每一条二维地震测线做野外一次静校正应用、进行叠前去噪处理、保真和一致性处理，最后提高目的层的信噪比和分辨率。
2.根据权利要求1所述的复杂地表的二维地震资料连片处理方法，其特征在于所述方法包括建立二维地震资料数据体的空间模型的方法，具体如下输入所有二维地震资料的数据，包括每条线每个炮点的原始数据，所述原始数据包括炮点位置的大地坐标、井深、 高程、井口时间，然后建立二维地震资料数据体的空间模型。
3.根据权利要求1所述的复杂地表的二维地震资料连片处理方法，其特征在于所述方法包括野外一次静校正计算的方法，具体如下首先采用智能初至拾取在瞬时振幅的基础上做能量判别，同时对初至的形状进行模式识别，然后再进行多项式拟合，多次叠代，拾取初至；然后采用层析静校正技术对所述二维地震资料数据体的空间模型进行野外一次静校正。
4.根据权利要求1所述的复杂地表的二维地震资料连片处理方法，其特征在于所述方法包括叠前去噪处理的方法，具体如下(1)当存在低频能量较强的干扰波时，采用串联反褶积技术压制低频干扰，突出有效波；(2)对于面波和浅层折射波干扰的速度变化大，频率和有效波的低频部分有相重叠的资料，采用频率-空间域相干噪音压制技术去除面波、浅层折射相干噪音，突出有效波；(3)当地震数据中出现强能量干扰时，采用多域复合去噪及强噪音衰减技术或者噪音自动识别与衰减技术，减小信号的畸变，使各种强能量干扰得到压制，同时不损失有效波成份；(4)对于浅层动校畸变干扰，采用时空变切除技术，进行切除参数测试，选择最佳的空变切除参数，以适应整个工区动校畸变的变化规律；(5)对于其它干扰波，采用随机噪音衰减技术。
5.根据权利要求1所述的复杂地表的二维地震资料连片处理方法，其特征在于所述方法包括保真和一致性处理的方法，具体如下应用合理有效的处理流程，做好构造保真、 振幅保真、频率保真和一致性处理工作，首先进行真振幅恢复，然后采用地表一致性振幅补偿技术实现整块地震资料的能量一致性，最后采用地表一致性反褶积技术进行相位校正和提高分辨率。
6.根据权利要求1所述的复杂地表的二维地震资料连片处理方法，其特征在于所述方法包括提高目的层的信噪比和分辨率的方法，具体如下首先在地表一致性反褶积的基础上，再进行一次预测反褶积提高分辨率；然后采用速度分析-剩余静校正多次迭代技术， 经过多次“速度分析-地表一致性剩余静校正-叠加”的反复迭代后，提取速度函数和剩余静校正量，得到最终叠加；在叠后再采用协调反褶积技术进一步提高分辨率；最后采用F-X 域波动方程有限差分偏移技术处理后，最终取得了高信噪比的偏移成果，获得最佳地震偏移剖面。
全文摘要
本发明提供了一种复杂地表的二维地震资料连片处理方法，属于地球物理勘探中的数据处理领域。所述方法首先建立二维地震资料数据体的空间模型，然后对所述二维地震资料数据体的空间模型进行野外一次静校正计算，再对所述空间模型中的每一条二维地震测线做野外一次静校正应用、进行叠前去噪处理、保真和一致性处理，最后提高目的层的信噪比和分辨率。利用本发明的方法对不同年度采集的二维地震资料数据进行连片处理，处理剖面时深误差小于规范指标，构造形态清晰、可靠且闭合，并处理出了高分辨率、高保真、高信噪和能比较清楚地反映出构造和岩性变化特征的地震剖面，为地震解释提供可靠的处理结果。
文档编号G01V1/28GK102323617SQ201110158050
公开日2012年1月18日 申请日期2011年6月13日 优先权日2011年6月13日
发明者丁国栋, 杨子兴, 肖万富, 郑四连, 陈竹馨, 黄德娟 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院