复杂地表单点检波器成像处理技术探讨

屈 元， 刁永波， 李睿宁,2， 张明柱， 宋继胜

(1.东方地球物理勘探有限公司 西南物探研究院，成都 610213；2.东方地球物理勘探有限公司 西南物探分公司，成都 610213)

0 引言

近年，随着经济形势下行压力增大，石油行业上游勘探投资日趋缩紧。物探市场竞争日益激烈且项目要求越来越高，石油物探是集技术密集型与劳动密集型于一体的勘探上游行业。降本增效精细勘探成为地震勘探新常态。

地震勘探检波器组合法是利用干扰波与有效波在传播方向上的差别提出。检波器组合作为组合的一种重要形式，在压制干扰波提高资料信噪比起着重要作用，但是由于检波器组合往往需要一定组合基距，且要求一定组合个数。这就使得在地表复杂工区中，由于地表高程、地表岩性不一致造成同一组检波器每一只接收的地震起跳时间有差异，每只检波器的耦合性也不同，加之受不同检波器的灵敏度的误差等原因，检波器组合方式体现出局限性[2-3]。静校正误差的各个时差值实际上造成了一种滤波作用，并造成各叠加道子波的相位特性的不一致(子波的波形不一致)，使水平叠加中不能实现“同相叠加”。单只高精度检波器则规避了上述局限，在复杂地表山地地区适用性更强，但噪声发育更严重。

研究区域位于塔里木盆地KP地区，为首块在塔里木盆地山地地表开展的单检接收的地震采集区。工区地表高程范围变化大，山体区地形切割大，局部高差最大达840 m(图1)。

图1 KP地区高程截面图Fig.1 The height of cross section figure of KP area

由于单检具有噪声发育更重且时常与复杂地表共生的施工放样特点。为此，如何针对复杂地表条件下的单点检波器接受的室内资料处理是地震资料处理人员面临的新问题。

1 针对性处理措施

针对性处理措施包含以下3个技术手段：

1.1 小网格层析静校正技术

静校正处理在地震资料成像处理中扮演着重要角色，是做好地震资料成像处理的基础。

勘探实践表明层析静校正对地形复杂，地表岩性变化剧烈的工区适应能力更强，在塔西南高难山体区常采用层析反演静校正。

层析反演中网格大小决定反演模型分辨率的高低，一定限度内，模型分辨率越高，能够解决的资料高频静校正问题就越强。为了满足覆盖次数及分辨率需要，野外采集高精度单点检波器与小道距接收方式相伴而生。

在室内静校正处理中，通过对不同网格层析反演对比，小网格反演在刻画低降速层上更准，利于资料处理人员精细更加精细地表层层析模型建立。

在层析模型的建立中，通过对不同网格大小层析反演的计算和应用对比(图2)。由图2可以看出，较小网格反演层析模型对资料低降速层刻画更清晰。资料成像效果更佳(图3)。

在单检小道距采集的室内成像处理中，应在确保迭代收敛和反演结果合理的前提下，尽量选择小的网格。

1.2 反向滤波思路的非规则观测系统噪声压制

山地地震资料由于地表起伏剧烈，单炮资料噪声线性规律受到破坏，且起伏地表落差大，丢道现象普遍，造成观测系统不规则。在高难山地地震资料去噪处理中，首先应对资料的规则噪声进行线性规律恢复，在噪声压制前，对资料进行静校正处理,如图4所示。对比图4可知，单炮静校正处理后FK谱噪声特性得到较好恢复，利于后期线性噪声压制。

图2 不同网格层析模型对比Fig.2 The contrast of tomographic model in different grid(a)30m*30m;(b)7.5m*7.5m

图3 不同网格层析叠加对比Fig.3 The contrast of tomographic stack in different grid(a)30m*30m;(b)7.5m*7.5m

图4 静校正应用前后单炮及FK谱对比Fig.4 Static correction of shot and FK spectrum comparison before and after application(a)静校正应用前单炮;(b)静校正应用后单炮;(c)静校正应用前FK谱;(d)静校正应用后FK谱

图5 NUCNS去噪与FXCN噪声压制效果对比Fig.5 The noise suppression effect compare between NUCNS and FXCN(a)FXCN噪后单炮;(b)NUCNS噪后单炮

在山地单点检波器采集资料的去噪处理中，采用omega新去噪模块NUCNS，它是趋于真实坐标信息驱动，对不规则采集系统在防假频处理中效果更佳。常规FXCN去噪高陡山地资料的非规则采样单炮进行噪声压制易产生空间假频率。NUCNS模块在噪声压制中能够较好地控制假频的产生，特别是在丢道较多的区域，效果更甚(图5)。

图6 反向滤波去噪处理路程框图Fig.6 The inverse filtering denoising block diagram

除此之外，由于单检在组合压噪方面的存在缺失，资料噪声普遍较“串”接收方式更重。资料处理人员在低信噪区地震资料去噪处理中，往往采用较为强化的噪声压制参数进行噪声压制。但是，这种强化的压噪方法往往会造成对资料有效信号的更大伤害，如何进行有效地信噪分离是一个难点。在处理此类区域噪声压制中，采用“反向滤波”的思路(图6)，对噪声资料输出一侧反向通过DIP滤掉低角度信息，再利用不含有低角度的噪声信息与原始数据进行取差，从而达到对有效信息的保护(图7)。

图7 反向滤波去噪处理单炮对比Fig.7 Inverse filtering denoising shot comparison(a)noise1;(b)noise2；(c)差值

1.3 复杂起伏地表CMP小圆滑面成像技术

在复杂起伏地表工区，基于地震波垂直上下传播的条件不成立 ，其共深度点时距曲线也不可以近似地认为是双曲线，为此引入浮动基准面就是为了满足在地表复杂工区，静校正的计算[7-8]，浮动基准面的选取是在一段或相临几个CMP道集的炮点和接收点所涉及的范围内，确定一个时间域的地形平均面。在这个面上，时距曲线可以近似地认为是双曲线，从而进行速度分析、动校正与CMP叠加。

单点检波器的应用是为了配合野外高难度探区的采集施工放样，可以说单检的应用与复杂地表是共生的。在山地地震资料处理中，由于地形起伏大且丢道现象频发，因此在地形起伏大或炮检距较大的情况下，试验合理的平滑参数，选择合适的浮动平滑时间地形面(CMP叠加参考面)显得十分必要。常规圆滑浮动面的计算方法，是对基于同一CMP道集内所有炮检点信息均参与平均、圆滑。然而，由于山地探区地表复杂，造成资料丢道多，特别是在构造主体，地形起伏大，野外施工条件恶劣，地震资料近道有效信息少，远偏移距成像，基于OMEGA系统自动算取的CMP面存在异常，易造成成像虚假。为此采用人工分解方法从新计算CMP浮动面，在计算CMP浮动面中，按一定搜索范围统计相关炮、检点高程信息进行平滑，避免了软件自动按共中心点道集搜取信息在丢道较多区域造成浮动面与地形时间线时差过大，造成时间域构造假象的问题。通过对比，人工计算CMP浮动面后的地震资料超道集成像质量得到进一步改善(图8)，叠加剖面时间域成像可靠性更高(图9)。值得注意的是人工计算CMP面搜索半径的确定，既要一定范围的圆滑，又要尽量保持与地形线接近。通过新老资料对比(图10)，新资料在信噪比和分辨率上都较老资料有较大提升，特别是在构造主体部位新处理资料同相轴连续性更好，成像可靠性更高。

图8 基于人工分解CMP面与自动分解CMP面对资料速度拾取道集的影响Fig.8 The influence of velocity pick gathers between automatic decomposition and artificial decomposition of CMP surface(a)自动计算；(b)人工计算

图9 基于人工分解CMP面与自动分解CMP面成像效果对比Fig.9 The imaging contrast effect between automatic decomposition and artificial decomposition of CMP surface(a)自动分解；(b)人工分解

图10 KP地区地震资料新老剖面对比Fig.10 The contrast of new and old section of seismic data in KP area(a)老资料；(b)新资料

2 结论与认识

通过本次研究得到以下认识：

1)针对单点检波器往往具有小面元高密度放样特点，采用小面元层析反演静校正计算能够较好解决资料低频成像问题。

2)针对单点检波器具有噪声发育的特点，采用分步、分域的反向滤波非规则噪声压制保幅去噪手段。

3)针对山地单检与复杂地表共生的特点采用了基于人工分解的CMP小圆滑面成像技术等室内处理针对性措施，能够较好地恢复地层真实信息，为地震资料处理后期基于起伏地表偏移打下好的基础。