鄂尔多斯盆地西南缘奥陶系礁滩相地震资料处理技术

满红霞 周夏丽 张 媛 张 敏

(东方地球物理公司研究院长庆分院， 西安 710021)

鄂尔多斯盆地西南缘奥陶系礁滩相地震资料处理技术

满红霞 周夏丽 张 媛 张 敏

(东方地球物理公司研究院长庆分院， 西安 710021)

鄂尔多斯盆地西南缘地表条件相对复杂，黄土直测线品质较差，静校正问题突出，信噪比低，干扰波类型多样，地震勘探精度受到严重制约。针对这些问题，从综合静校正、叠前保幅去噪、地表一致性振幅处理、井控反褶积处理和叠前时间偏移处理等关键技术角度展开研究。总结地震资料处理总体思路，以保真、保幅、保低频处理为核心，加强静校正攻关，做好偏移成像处理，有效识别奥陶系礁滩相反射。对老资料重新处理，使得地震剖面品质得到有效提高，满足该地区油气勘探的基本需求。

鄂尔多斯盆地； 地震资料； 信噪比； 静校正； 叠前保幅去噪

鄂尔多斯盆地西南缘奥陶纪处于华北地台南缘与秦岭海槽之间的斜坡过渡带。地震及钻井勘探成果揭示，台缘斜坡带奥陶系沉积厚度较大，地层向南增厚的特征明显，台缘带发育礁滩沉积[1]。研究区位于中央古隆起南侧，构造位置处于渭北隆起西段，勘探面积41 000 km2，勘探程度低[2-3]。其中麟游地区沟中弯线地震资料品质总体较好，基本能满足构造解释的需求，但黄土直测线部分剖面品质相对较差，构造形态刻画不清晰，奥陶系内幕反射成像精度低，难以满足解释需求，制约了地质目标的整体评价[4]。之前采用了常规叠加处理和叠后时间偏移处理，偏移效果有待改进。此外，低频有效信息保护力度不够，波组特征不清楚，需要进一步提高成像精度。

1 地震资料处理难点

(1) 静校正分析。研究区地表主要为黄土覆盖，海拔为800～1 400 m，高程起伏剧烈；但沟内高程变化平缓，黄土覆盖层较薄，低降速带厚度变化不大，近地表结构比较简单，静校正问题不突出(见图1)。

黄土塬区高程起伏剧烈，表层黄土巨厚，低降速层横向变化大，单炮初至扭曲严重，基本看不到连续的同相轴反射，初叠剖面不成像，静校正问题严重(见图2)。

(2) 干扰波分析。受地震地质条件影响，研究区干扰波非常发育，噪音类型多，噪音重，主要发育的噪音有近炮点强能量、三角区面波与浅层折射，面波能量强，频散较严重，浅层折射波速度为4 200～5 000 ms，线性干扰速度为300～1 800 ms。

(3) 频谱分析。从单炮及叠加剖面频率扫描可以看出，本区资料频谱范围为6～50 Hz，有效反射频谱集中在8～46 Hz。其中，16～32 Hz有效波能量最强，6 Hz以下主要为噪音。

2 处理方法及参数

以奥陶系地层分布、构造形态刻画及礁滩体刻画为目标，以保真、保幅处理为核心，加强静校正攻关，刻画礁滩体基本分布范围，指导偏移成像过程，有效识别奥陶系礁滩相反射，开展复杂奥陶系礁滩相碳酸岩地震资料处理技术研究。根据原始资料特点分析及关键处理环节参数试验，结合了处理解释一体化综合分析方法[5]，采用以下关键技术：综合静校正技术；叠前保真、保幅去噪技术；地表一致性振幅处理技术；井控反褶积处理技术；叠前时间偏移技术。

2.1 综合静校正技术

结合该区静校正实践经验进行分析对比，认为层析反演静校正法在该区的应用效果较显著。渭北黄土塬地区，地貌类型多样，地表地质条件较为复杂，黄土塬黄土覆盖层较厚，低降速层较厚，高程变化大，沟内局部老地层出露，沟塬连接处近地表结构变化大，给野外静校正计算带来困难，严重影响地震资料成像精度及准确落实小幅度构造。在薄黄土塬区及沟内与沟塬连接处，采用层析反演静校正方法比采用常规静校正方法的效果更好。

图1 沟中弯线典型单炮记录

图2 黄土直测线典型单炮记录

层析反演静校正方法是基于波动方程的快速步进波前追踪技术及非线性反演算法，可根据记录的初至拾取时间建立一个初始慢度模型，运用射线追踪方法计算理论走时，通过空间面元分割及多次迭代在每个面元中确定理论走时与观测走时的残差量。如果残差量大于预先给定的误差级别，则对慢度模型进行修改，重复上述步骤一直到残差量小于预先给定的误差级别为止。

在实际应用中，根据全区高程分布特点，选取了合理的基准面(高程1 400 m)，对所有测线以统一的基准面、网格、高速顶面、替换速度(3 000 ms)进行静校正计算，确保最终的地震剖面产状合理、成像精度高、测线交点闭合。

局部地区层析静校正方法无法很好地解决高频成像问题。为此，可利用多种静校正方法将成像统一分解为低频分量和高频分量，再根据叠加数据体成像品质，选取各自静校正量成像较好的区域进行高频融合，提升目的层整体成像品质。在此基础上，不断优化完善剩余静校正方法，通过多次迭代后，剩余静校正的应用效果更加显著。

2.2 叠前保真、保幅去噪技术

研究区原始资料噪音发育，噪音类型多，主要包括面波、浅层折射、线性噪音、近炮点强能量及工业干扰等。采用GeoEast地滚波自适应压制方法及相干噪声压制技术对面波及折射波、多次折射波进行压制。地滚波自适应压制方法的主要原理是，根据地滚波频率范围低、视速度低、能量强、同相轴大致表现为直线等特征，利用频带分解、K-L变换本征滤波、自适应衰减等技术，实现地滚波的自适应压制。相干噪声压制技术，基于相干干扰具有线性同相轴以及干扰波视速度与有效波视速度有差别等特点，采用逐道搜索、压制的策略，适应线性噪声同相轴的变化，克服了其他如F-K、τ-p法压制线性噪声的弱点，避免了记录上出现蚯蚓化现象，取得了很好的去噪效果。

2.3 地表一致性振幅处理技术

研究区近地表结构复杂且横向变化大，导致地震波能量在纵横向吸收严重，且吸收程度不同，地震资料振幅在时间方向上、空间方向上不均匀。采用球面扩散补偿、地表一致性振幅补偿技术可消除近地表对振幅信息的影响。

球面扩散补偿可补偿球面波传播过程中的能量衰减，恢复地层真正的振幅响应特征，同时满足反褶积处理的要求。当入射角较小时，通常采用函数ceof(t)=V2V02*t100进行补偿，其中V是均方根速度，V0是初始速度，t是时间。可以认为V0是一个常数，因此公式可以写成ceof(t)=A*V2*t；其中，A是一个常数，即补偿函数是一个与均方根速度、时间有关的函数。

地表一致性振幅补偿可用于补偿由于近地表激发和接收因素不同而引起的接收道能量差异，是基于统计原理的补偿。在给定的时窗内，求得每道自相关零点振幅值，然后进行地表一致性分解，求得各炮点、接收点和炮检距的振幅补偿分量，进而求出地震道的补偿系数，用于对地震道进行补偿。

在实际应用中，球面扩散补偿前的单炮记录进行了基准面校正，均方根速度的基准面与基准面校正的基准面必须一致。用于地表一致性振幅补偿算子统计的数据应该进行了球面扩散补偿和噪声压制，统计时窗应该包含主要的目的层，且时窗内噪声水平较一致，以动校正数据为宜，以确保振幅统计的合理性。通过振幅处理前后单炮和剖面对比，可以看出，振幅在纵向上得到有效补偿，在横向上一致性更好，有效地消除了近地表的影响(见图3、图4)。

图3 球面扩散补偿前(左)后(右)剖面效果

2.4 井控反褶积处理技术

研究区地表条件复杂，近地表地震波的频率、振幅吸收严重，地震子波纵向衰减严重，横向一致性差，地震资料频宽较窄，主频和分辨率较低。目标层段奥陶系内部岩性组合复杂，物性不均匀，横向变化大，保真并提升分辨率是关键。

表层条件对地震波的影响是一种滤波作用，不仅造成时间上的延迟，而且对波的振幅与相位特性均有影响。近地表条件差异大，从而造成地震子波的差异，通过地表一致性反褶积可以消除这种影响。采用地表一致性反褶积，在一个流程中同时进行地表一致性振幅补偿和地表一致性反褶积处理，免去了常规地表一致性振幅补偿的时波稳定的假设以及常规地表一致性反褶积振幅相对均衡的假设，实现起来更加方便。通过井资料约束反褶积参数的选取，使得反褶积处理结果更加真实可靠。从反褶积前后叠加剖面及炮统计自相关剖面峰值振幅统计结果可以看出，反褶积后子波一致性较好，剖面信噪比得以提高。经过地表一致性反褶积处理后单炮与叠加剖面频谱得到有效拓宽，频率一致性得到加强。

图4 地表一致性振幅补偿前(左)后(右)剖面效果

2.5 叠前时间偏移处理技术

研究区地质目标奥陶系礁滩相构造复杂，绕射波发育，波场杂乱，礁滩相形态反映不清晰。常规的叠加及叠后偏移纵横向分辨率低，波场归位不准确。采用Kirchhoff积分叠前时间偏移方法，偏移后数据的成像精度更高，能使绕射波收敛、反射波准确归位，有利于准确识别礁滩相反射。

运用kirchhoff积分叠前时间偏移方法，对空间和时间上离散输入数据进行绕射求和：

第一步，将共炮点道集记录从接收点上向地下外推。外推时应先确定本道集可能产生反射波的地下空间范围，该范围可以根据倾角、记录长度和道集的水平范围来估算。这个过程实际上是一个估算偏移孔径的反过程。

第二步，计算从炮点到地下R(x，z)点的地震波入射射线的走时td。可以用均方根速度Vrms去除炮点至地下R(x，z)点的距离，近似求出td，将td到U(x，y，z，t)的延拓记录对应时刻取出波场值作为该点的成像值。

第三步，将所有深度点上的延拓波场都如前述步骤那样提取成像值，组成偏移剖面，完成一个炮道集的Kirchhoff积分法偏移。

第四步，针对所有炮道集记录完成上述处理，按照地面点相重合的记录相叠加原则进行叠加，即完成叠前时间偏移。

由测线叠加和叠前时间偏移剖面对比效果可以看出，偏移后剖面成像精度更高，绕射波收敛、反射波准确归位，礁滩相反射特征更加清楚。

3 应用效果

重新处理成果剖面后，浅中深层构造特征合理，波组关系正确，地层接触关系明确。与之前成果相比，新资料整体信噪比有所提高，波组特征清晰(见图5)。浅层构造形态更加真实合理，构造细节清楚，层间细节突出，礁滩体边界特征更明显(见图6)。

图5 新(上)老(下)资料偏移剖面对比(一)

图6 新(上)老(下)资料偏移剖面对比(二)

4 结 语

本次研究对300 km二维地震老资料进行了重新处理：以保幅处理为核心，强化静校正技术，消除近地表影响；强化了叠前保真、保幅去噪处理效果，以提升剖面品质；强化了叠前时间偏移处理效果，以提高奥陶系内幕成像精度，资料品质提升明显。对盆地西南缘地区老资料的重新处理解释，以奥陶系地层分布、构造形态刻画及礁滩体刻画为目标，采用了综合静校正技术、叠前保真保幅去噪技术、地表一致性振幅处理技术、井控宽频处理技术及叠前时间偏移处理技术，以及模型正演及古地貌恢复等解释技术手段，通过处理解释一体化技术攻关与地震地质一体化综合分析，开展奥陶系碳酸盐岩礁滩相目标研究。通过研究取得以下认识：(1) 采用多方法高低频融合静校正技术，能有效解决研究区静校正成像及闭合问题；(2) 通过叠前多域保真去噪处理及精细叠前时间偏移处理，深层成像的精度得到提升。

[1] 孙景旺，杜中东，任文军，等.鄂尔多斯盆地黄土源区多线地震采集技术[J].石油物探，2003，42(4)：505-507.

[2] 林伯香，孙晶梅，徐颖，等.几种常用静校正方法的讨论[J].石油物探，2006，45(4):367-372.

[3] 张军华，吕宁，田连玉，等.地震资料去噪方法、技术综合评述[J].地球物理学进展，2005，20(4):1 083-1 091.

[4] 王立新.叠加速度与剩余静校正量的迭代计算[J].石油物探，2001，40(4):25-33.

[5] 田忠城.浅谈松辽盆地三维地震资料的采集[J].中国科技财富，2010(8)：99-100.

Seismic Reflection Processing Technique of Ordovician Reef Flat Facies in the Southwestern Margin of Ordos Basin

MANHongxiaZHOUXialiZHANGYuanZHANGMin

(Changqing Branch, Research Institute of BGP, Xi′an 710021, China)

The surface condition of southwestern margin of Ordos Basin is relatively complex, such as poor quality of Loess straight line, prominent static correction problem, low signal to noise ratio and various interference wave types, so the seismic exploration accuracy is severely restricted. Therefore, the key technologies, such as comprehensive static correction, pre stack amplitude preserving denoising, surface consistent amplitude processing, well controlled deconvolution and pre stack time migration processing, are studied. The paper takes the fidelity amplitude and low frequency processing as the core, strengthening the research of static correction, the migration imaging of seismic data processing, to realize the general idea of effective identification of Ordovician reef beach facies reflection. Based on dealing with the former data, the quality of seismic profile data is improved effectively, which can meet the basic needs of oil and gas exploration in the area.

Ordos Basin; seismic data; S/N ratio; static correction; pre stack amplitude preserving denoising

2017-03-11

国家科技重大专项“鄂尔多斯盆地大型岩性地层油气勘探开发示范工程”(2008ZX05044)

满红霞(1976 — )，女，黑龙江省七台河市人，高级工程师，研究方向为地震资料处理。

P631

A

1673-1980(2017)04-0054-05