一种动态的道集拉平方法研究及应用

周鹏，刘志斌，张益明，王志红

（中海油研究总院，北京 100028）

一种动态的道集拉平方法研究及应用

周鹏，刘志斌，张益明，王志红

（中海油研究总院，北京 100028）

随着石油勘探开发的深入，地震资料的应用越来越重要，对于地震资料的品质要求越来越高。实际应用中，地震道集往往存在动校不平，有剩余时差，对叠加成像、构造解释、属性分析等存在影响。为解决地震道集不平，提出了一种与剩余速度无关的动态道集拉平方法，该方法具有很好的适应性，通过互相关方法的选取和参数的调整，能适应各个地区资料地震道集的剩余时差情况。应用实例表明，该方法能较好地对叠前地震道集进行剩余时差校正，改善道集的品质和成像质量，提高断层成像。

地震道集；动校正；剩余时差；道集拉平；互相关；断层

0 引言

在石油勘探开发过程中，对地震道集的品质要求越来越高。在实际的应用中，往往存在叠前地震道集质量不高、断层成像不清晰现象，造成这结果的其中一个重要原因就是道集动校不平。在常用的叠加速度分析和动校正中，都是基于地面水平、反射界面为平面和界面内介质均匀的假设［1-2］，这种理想的情况下共反射点道集的反射同向轴为双曲线，地震同向轴很容易实现正确的动校正，道集被拉平。

实际工作中，地下情况很杂［3-4］，介质基本不满足动校正的假设前提条件（如破碎断层带地区等，而且地震道集受地震采集激发接收条件、观测系统、薄层调谐、噪音干扰、地下介质各向异性等影响），反射同向轴偏离了双曲线形态，利用叠加速度分析取得的速度进行动校正之后同向轴不在一条直线上。这样动校正之后就存在剩余时差，导致地震道集同向轴不平。后期处理中，受现有处理系统功能不全等因素影响，常规叠前时间偏移处理生成的共反射点道集品质偏低，共反射点道集利用常规速度分析手段拉不平的现象普遍存在，这影响了叠加成像和资料信噪比，并导致后续的叠加成像、构造解释、属性分析及烃类检测等效果欠佳。

国内外进行道集拉平的方法有很多，如道集相干技术、高精度速度分析及叠加技术［5-6］、与相位匹配有关的技术等［7-13］，有些商业软件提供了道集强制拉平模块等。这些方法分别对特定的地震道集有效果，相干及相位道集拉平方法都有基本假设前提条件：信噪比较高；在共反射点道集上中远道多次波被较好压制；分析时窗内相邻同相轴的时差很小；同相轴不存在极性反转现象等。在处理中通常都是尽量提高地震道集的信噪比［14-15］，进行道集拉平处理。但实际勘探中，道集本身要复杂得多，会有很多残留多次波［16］，或出现Ⅰ类或Ⅳ类AVO异常道集［17-18］，同向轴极性发生反转，如果采用强制拉平技术，必将影响道集质量，造成地震道集失真。

针对地震道集剩余时差带来的问题，需开展道集拉平处理研究。本文提出一种更能普遍应用于道集拉平的方法——动态绝对值互相关道集拉平技术。该方法是在常规速度分析动校正的基础上，选择合适的参考道，利用不同大小时窗内道集与参考道进行绝对值互相关，通过对互相关参数的控制和调整，动态自适应地拉平地震道集，在保幅保真的前提下，去除剩余时差，实现道集拉平。该方法在许多实际数据的叠前道集拉平处理中得到了很好的应用。

1 方法原理

1.1 方法及实现步骤

相邻检波器同一反射点所接收的地震波具有最大的相似性。对于共反射点道集，沿偏移距方向，一个同向轴代表各检波器在不同偏移距接收的地震波，同一段时窗内的界面反射波在不同偏移距的道之间具有最大相似系数，动态绝对值互相关道集拉平技术的原理正是基于这点。基于动态互相关道集拉平技术实现主要分为3个步骤：1）分时窗利用绝对值互相关计算时移量；2）对时移量平滑校正；3）用时移量将原始数据进行拉平。

在实际应用上，可以根据具体资料情况选择不同的参数加以控制，强调了动态的互相关参数控制，适应性较强。具体方法如下：1）各个地震道的函数为X（t），选择靠近小偏移距、随机噪音小的一组地震道进行部分叠加形成参考道R（t）。2）选择至少包含1个波组的时窗（对所有偏移距），时窗的起点和终点对应的时间分别为tbeg，tend。3）将参考道与该时窗内的所有道进行互相关，得到互相关系数C（τ）。计算互相关系数时，使用绝对值，保证了低信噪比地方与相位反转道集的相位信息前后一致，求得每道与参考道的最大互相关系数Cmax（τshift）所对应的时移量τshift，将时窗沿时间方向滑动至道尾，便完成了一个道集的处理工作。依次逐道处理，直至完成整个工区道集的时移量计算工作，并得到各道的校正时移量。4）根据实际资料情况，设立最小互相关系数和最大时移量，依据时移量门槛值和相关系数的门槛值剔除异常的时移值。5）对得到的整个剩余校正时移量tshift场进行检查，并对其进行适当的平滑处理。6）应用得到的剩余校正时移量对整个数据进行拉平处理。

1.2 问题及解决方法

就实际地震资料来说，每一个同向轴连续性、分辨率、信噪比的情况都不一样，互相关计算的过程中会出现相关系数有高有低的情况，在应用过程中，必须重点考虑几方面的问题。

1.2.1 噪音

地震资料有些噪音可能会误导出较大的时移量，导致校平处理之后的地震资料出现明显不合理拉伸或压缩。

具体措施可根据地震资料本身信噪比，设置可接受相关系数门槛值，拒绝低于该门槛值所对应的时移量。设置随偏移距变化的时移量，在近道附近只容许较小的时移，在远道则可允许较大时移。通过多道之间横向时移量的一致性检查，剔除超出平均时移量较多的时移值；进行同一反射层相邻道集之间时移量连续性检查，平滑时移量在空间的变化；时移量在时域上小时窗内也可以进行平滑。

1.2.2 道集极性反转

遇到极性反转的道集时，同向轴在相位反转附近的几道信噪比较低，互相关运算难以求得合适时移量。

通过剔除时移量异常值并对时移量进行平滑，可以校平相位反转的资料。在极性反转的临界道附近，互相关系数低于门槛值，不接受计算出的时移量，此时可以通过临近道时移量内插得到校正时移量。

1.2.3 时窗长度

长时窗校正能力有限，但不易在拉平过程中造成数据的拉伸或压缩。短时窗校正效果明显，但对于信噪比差的资料，易抬升资料的噪音水准。

长时窗通常包括目的层的几个波组，短时窗为一个波组。通过采用长短时窗串联的形式，先利用长时窗初步校平数据，再利用短时窗精细调整。时窗在滑动过程中，缓慢滑动，并比较前后几次时窗位置所计算的相关系数，接受最大相关系数所对应的时移量。

1.2.4 参考道

合适的参考道对于最终结果有重要影响，若选择近偏移距叠加作为参考道，则需考虑近偏移距噪声的影响，尤其是近道残余多次波。选择全偏移距叠加作为参考道时，则不适用于剩余时差较大或同相轴反转的资料。

根据资料特点，选择合适的偏移距（角度）范围内叠加道作为参考道。此外，也可以选择经长时窗初步校平数据的全叠加道作为短时窗校平时的参考道。

2 数据处理

2.1 模型数据处理

通过对复杂模型的模拟及应用，来验证方法的正确性。模型是一个未校平的地震道集（见图1），不符合正常时深关系的双曲线模型，并且该道集的同向轴发生了极性反转。在模型中加入随机噪音，极性反转处的振幅被噪音淹没，这样的模型应用速度分析已经校正不平。

采用动态互相关拉平技术进行处理，把模型的第一道作为参考道 （见图1a），绝对值互相关系数大于75%以上，互相关时窗长为55 ms，包含了要校正的同向轴波组，最大时移量为9 ms，结果如图1c。从图1c水平横线看到，同向轴被拉平，而且振幅得到了很好的保持。从拉平前后的模型道集叠加曲线上看（见图1d，图1e），叠加效果明显改善。

图1 道集拉平模型数据检验

2.2 实际数据处理

利用动态互相关拉平技术进行了大量的实际处理工作。例如某海上断层、断块发育地区地震资料，道集经过了叠前去噪、振幅恢复、反褶积及比较精细的静校正和动校正处理。从叠前道集中可以看出（见图2a），经过常规速度分析、动校正处理，连续性较好、信噪比高的同向轴基本被校平；但因为处在断层发育带上，受到了断层的影响，有些同向轴信噪比相对较低、同向轴连续性不强，通过常规速度分析手段进行进行校正后，仍然存在着剩余时差动校正量，并且这些没有被校平的同向轴已经不符正常的双曲线旅行时方程，显然常规的处理手段已经不能将该道集拉平。

采用动态绝对值互相关拉平技术进行处理，参考道选取了前10道进行加权平均产生参考道，互相关系数大于85%，窗长为75 ms，包含了1个波组，最大时移量为15 ms。处理结果见图2b。

从处理后的地震道集上看出，经过动态互相关拉平处理后，地震同向轴基本被拉平，连续性和光滑性得到了提高，减少了同向轴的横向错位现象，提高了道集的质量和叠加精度，从而改善了叠加剖面的信噪比和分辨率。

对比图2中沿同一道集拉平前后同向轴提取的振幅随偏移距变化曲线，互相关拉平处理前后AVO曲线没有变化，地震振幅得到了很好的保持。图2c为图2a的叠加曲线，图2d为图2b的叠加曲线，从拉平前后的叠加曲线对比看出，动校不平的同向轴（红线附近）经过处理后的叠加效果显著改善，分辨率、信噪比都有所提高。

对拉平前后的地震道集进行了叠加处理，互相关拉平处理前的叠加剖面见图3a，拉平处理后的叠加剖面见图3b。从图3a剖面上看到，地震剖面断层断块发育，反射强度弱，信噪比不高，导致速度场不连续；速度分析过程中，有些速度的拾取不是很准确，道集动校不平，最终导致了叠加剖面的品质较差。

从拉平前后的对比图来看（见图3），相对强的同向轴，正常的速度分析动校正已经能很好的满足需求，在动态互相关拉平叠加前后变化不大。但对于断层断块集中发育处（见图3黑色以及蓝色椭圆区域）、或者弱反射的地方（见图3红色椭圆区），拉平前地震反射同向轴信噪比低、能量弱、同向轴不光滑，经过拉平处理后，能量得到了加强，构造变得清晰，同向轴连续性得到了加强；并且弱反射区域的同向轴也得到很好的加强，整个剖面的信噪比分辨率都有所提高，给储层预测和构造解释打好了基础。

图2 道集拉平处理

图3 道集拉平处理后叠加剖面

3 结论

1）对动态互相关拉平技术所进行的大量模型和实例应用研究证明，动态互相关道集拉平技术是简单、实用、有效的。在常规地震资料处理的基础上，能根据实际资料的特点，通过试验选取适合每个地区资料的拉平参数，利用时窗、时移量、相似系数、平滑参数控制，在保真的前提下，实现各种道集拉平。

2）动态互相关道集拉平技术可以改善叠前道集品质，尤其是对于那些相对杂乱的中等弱反射区，有较好应用效果。

3）动态互相关道集拉平技术能为常规处理后的道集进行进一步的处理，在保持振幅不变的基础上，提高道集品质，进而改善地震剖面的叠加效果，提高信噪比、分辨率和同向轴的连续性。

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（编辑 杨会朋）

Research and application of a dynamic gather flatten method

Zhou Peng,Liu Zhibin,Zhang Yiming,Wang Zhihong
(CNOOC Research Institute,Beijing 100028,China)

With the deepening of petroleum exploration and development,seismic data are more applied and the request for seismic data quality is higher and higher.In practice,there are often seismic gathers that are not flatten,and there are often residual moveout, which affect seismic imaging,structural interpretation and attribute analysis.This paper studies the problems in seismic gather processing and presents a method that is a kind of dynamic cross correlation of absolute value.It has nothing to do with the residual velocity and has a good adaptability by controlling and adjusting the parameters of cross correlation.A large number of application examples show that the seismic gathers can be flatten and the residual moveout can be removed by the method,improving the gather quality,imaging quality and the tomographic imaging of fault.

seismic gather;NMO;residual moveout;gather flatten;cross correlation;fault

国家油气重大专项课题“南海深水区油气勘探地球物理关键技术”（2011ZX05025-001）

TE132.1+4；P631

：A

10.6056/dkyqt201501012

2014-06-11；改回日期：2014-11-22。

周鹏，男，1978年生，工程师，硕士，2005年毕业于中国石油大学（北京），现主要从事地震资料处理及储层预测的研究工作。E-mail：zhoupeng@cnooc.com.cn。

周鹏，刘志斌，张益明，等.一种动态的道集拉平方法研究及应用［J］.断块油气田，2015，22（1）：58-61，66.

Zhou Peng，Liu Zhibin，Zhang Yiming，et al.Research and application of a dynamic gather flatten method［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2015，22（1）：58-61，66.