反褶积在地震资料处理中的应用

姚佳芮 王弘扬 贾毅 韩向义 任秋月

(成都理工大学地球物理学院,四川成都 610059)

1 引言

反褶积是地震资料处理的主要阶段之一。其主要效果是通过压缩地震记录中的地震子波、短周期多次波等,来提高分辨率。在海上资料处理过程中,进行反褶积处理,通过压制多次波还可以达到提高信噪比的效果。

本文应用二维海上资料,工区水深在19-28M之间,为浅海数据。根据数据分析,在地震数据处理阶段主要应用三种反褶积方法：气枪子波反褶积、tau-p域预测反褶积以及地表一致性反褶积。这三种方法我们主要应用GeoEast软件进行实现。

2 各种反褶积方法原理与应用

2.1 气枪子波反褶积

由于海平面是波阻抗较强的界面,当震源发出地震波之后,地震波向上到达海水表面又被反射回海中产生子波虚反射。虚反射与有效波相互干涉,使得记录到的子波复杂化,反射波延续相位多,波组特征变差。相比较与深海资料,浅海地区的资料受震源、气泡、水层等各种因素的影响更加严重,因此解决好子波问题对海洋资料的处理有很大的必要性,而浅海地区更加需要进行子波处理[1]。

通常情况下获取气枪子波的方法有两种：一种是使用工区提供的远场子波信息;另一种是从原始地震资料中信噪比比较强的数据中提取子波。本次采用工区提供的远场子波数据进行气枪子波反褶积。气枪子波反褶积前后的叠加剖面对比如图1所示,从叠加剖面可以看出,气枪子波反褶积后,同相轴的连续性变得更好。

2.2 tau-p域预测反褶积

本次处理采用tau-p域预测反褶积来进行多次波的压制,在t-x域中,多次波周期性会随着偏移距增大逐渐变差。但是将它变到tau-p域,在每一个p道上的多次波都具有较好的周期性,这样我们可以沿着p轴改变预测步长以达到衰减多次波的目的[2]。如图2所示。

Tau-p域预测反褶积压制多次波通过tau-p域正变换(TauPTransFwd)、tau-p域预测反褶积(TauPPrDecon)和taup域反变换(TauPTransInv)三个模块来完成,其流程可以描述为图3所示。

频域tau-p正变换(TauPTransFwd)模块实现的是将地震数据从t-x域转换到tau-p域。Tau-p域预测反褶积(TauPPrDecon)实现了在tau-p域压制“多次波”的过程,其原理与我们常用的预测反褶积原理大致相同。最后用频域T a u-P反变换(TauPTransInv)模块将进行完tau-p预测反褶积的数据反变换回t-x域,则完成了tau-p域压制多次波的过程。

从图4可以很清楚的看到tau-p域预测反褶积对于多次波的压制效果,图5通过叠加剖面的对比来说明方法的有效性。

2.3 地表一致性反褶积

在地震数据的采集过程中,由于激发、接收条件等的不同,导致了采集到的地震数据在振幅、地震子波等的方面存在差异,而地表一致性反褶积就是用于消除此差异的技术手段。实际上就是对地震波的一种滤波作用。其主要实现方式为：在频域内,用分解对数谱求各炮点、检波点和中心点位置以及与炮检距有关的反因子,然后与数据道进行褶积。

该方法由三个模块完成：首先是LogSpectrum模块,对输入的地震数据按时窗求取其对数功率谱(或复赛谱),然后进行三维地表一致性谱分解进行地表一致性分解,该步骤由模块(SCSpecDecom3D)完成。最后进行反褶积运算,应用模块(SCSpecDecon3D)进行三维地表一致性反褶积,求出各分量的反褶积算子并应用在地震道上[3]。

预测反褶积前后的单炮频谱分析对比如图6所示。图中可以看出,地表一致性反褶积之后的数据主频提高,频带变宽,分辨率也得到了一定的提高。

3 结语

对地震资料进行前期的处理的时候,仅用一种反褶积方法进行处理是不够的,一般情况下可采用多种方法对资料进行处理以提高资料的信噪比和分辨率。对海洋地震资料进行处理的时候,区别于陆地资料处理气枪子波反褶积是特定的步骤,利用气枪子波反褶积基本可以消除虚反射和气泡效应的影响,并将子波最小相位化。

[1] 雷光鹏.预测反褶积在陆上地震资料处理中的初步应用[J].石油物探,1984,(1)：89-94.

[2] 陈金海,王桂华,李国发.海上地震虚反射探讨[J].海洋石油,2000,(1)：22-27.

[3] 王红丽,等,震源子波反褶积在海洋地震资料处理中的应用[J].石油物探.2013,(1)：49-54.