在海洋地震资料处理中多次波识别与去除技术的应用探讨

陈耀

（安徽省勘查技术院，安徽合肥230031）

0 前言

多次波识别与去除技术方法较多，不同的技术适用于不同的海域与地震地质条件，目前还没有任何一种技术能够适用于所有的多次波类型，并对其进行有效的去除处理。多次波识别与去除技术一直是制约海洋地震资料处理精度的关键因素，因此，在处理海洋地震资料的过程中，如何合理匹配已有的多次波识别与去除技术，使其能够应用在最适合的范围当中，提升海洋地震资料处理效果具有极其重要的意义。

1 海洋地震资料多次波识别分析

1.1 深水区的多次波特征

多年来，在多个实际工作区域的海洋地震资料处理过程中，通过对多条测线的原始单炮记录进行多次波干扰分析，获得如表1所示深水区多次波的显示特征，其中典型测线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别对应深水区的浅层、中层与深层。能够发现海洋的深水区地震资料中，往往存在不同程度的海底全程多次波与绕射多次波，使中、深层的有效波反射能量变弱，严重影响构造真实形态的反映，进而对海洋油气勘探等工作造成严重干扰。进一步结合对应典型测线不同位置的CMP大道集与速度谱分析可以发现，深层低速区拥有较强的能量团，这也说明了深水区资料中存在海底全程多次波和绕射多次波。

表1 深水区资料多次波的特征显示Table 1. Characteristics of multiple waves of deep water data

1.2 浅水区的多次波特征

总结以往的处理经验会发现，海洋深水区与浅水区的数据处理过程存在较大差异，在处理浅水区地震资料的过程中，可采用二维测线，对比原始单炮与初叠加剖面，若测线所在位置存在明显的强能量，则说明该位置存在全程多次波、层间多次波、海底鸣震的干扰，这些干扰混淆在资料当中，将对相关识别与追踪勘探产生严重干扰，需要对其进行识别和去除处理，才能有效保证相应地震资料的有效成像[1]。

进一步采用原始单炮的增益显示，可以判断近偏移距位置上，是否存在鸣震和层间多次波的干扰；对相应单炮进行自相关分析，可以发现干扰具有明显的周期性和重复性特征，对这种特征进行有效总结，能够为后续的多次波去除处理，提供有效思路。

在分析原始资料的速度谱时，若发现一次有效波正常的能量团下，存在竖向形态的强能量团，则说明原始资料存在层间多次波干扰和鸣震干扰；分析原始资料的初叠加剖面，若在剖面图上观察到了有效波形成的同相轴以外的同相轴，且这些同相轴具有周期性和固定频率，则说明原始资料存在鸣震干扰。

2 多次波去除技术在海洋地震资料处理中的应用

在明确海洋地震资料中多次波干扰的基本特征后，分别对深水区资料与浅水区资料的不同类型的多次波进行去除处理，可验证和实践当前已有的多种多次波去除技术。

2.1 深水区地震资料多次波的去除处理

近年，我们在对我国某海域多个地区海洋地震资料进行处理解释时，应用多次波去除技术对资料进行了处理与分析。在分析深水区原始地震资料的过程中发现，全程多次波干扰与绕射多次波干扰较强，其中海底全程多次波主要位于资料的中、深层，而强能量的绕射多次波，则主要存在于原始地震资料的浅、中层，且这类多次波的频率特征十分明显。对深水区地震资料中的多次波进行去除处理，采用了多种方法（如表2 所示）。其中，SRME 技术在多次波处理当中的应用已经较为广泛，对于自由表面有关的多次波，能够起到很好的去除效果，在实际处理地震资料的过程中，对近偏移距位置的各种多次波的处理效果，尤其明显。而高精度拉东变换方法的应用，能够对中远偏移距位置的强能量的多次波，进行有效处理。利用这两种方法可以去除原始地震资料当中的大部分多次波干扰，其余绕射多次波与残余多次波，则采用其他方法进行去除处理，收效良好。

表2 深水区地震资料多次波去除处理方法Table 2. Multiple removal processing method for deep water seismic data

应用SRME 技术，在无法明确海底地质构造、地层速度与介质性质等信息时，同样可以利用数据驱动计算方法，且不需人工过多的参与；在处理过程中，也不需要了解多次波的周期性与特别频率等特征，只要处理对象的发育机理与自由表面有关，通过SRME技术都可得到显著的去除效果。但在实际应用过程中，SRME技术对多次波的去除效果，会在一定程度上受到地震资料中的假频、资料的各向异性、全偏移距的覆盖范围等限制和影响。

在海洋地震资料处理过程中，为进一步获取精准数据，去除与自由表面有关的多次波主要流程如下：①数据的重建，主要目的是去除噪音、近道差异与振幅；②建立多次波的模型；③结合原始数据进行自适应相减，并获得去除后的地震数据[2]。经过一系列的处理之后，有效了解了资料中深层位置接近于海底形态的多次波，并进行了处理，有效波的成像效果得到了极大改善。在此基础上，再采用高精度拉东变换方法，来处理中远偏移距位置的多次波干扰，对比多次波处理前后的单炮记录效果能够发现，中远偏移距位置的有效波的信息和特征得到了明显加强。

海洋地震资料处理过程中，强能量的绕射多次波干扰处理难度相对较大，这主要是因为这种多次波在速度与周期性上的规律不明显，所以常规的多次波去除技术很难得到理想效果。对此，可从另一个角度思考，借助其能量、频率、视速度与有效波之间的明显差异，采用FK 滤波、自动分频压噪等方法对其进行去除。需要注意的是，在去除绕射多次波的过程中，需要对有效波频率成分做好保护措施。经过总结与归纳，最终形成如表3所示的组合技术方案。

表3 深水区地震资料多次波去除的组合技术方案Table 3. Combined technical scheme for multiple removal for deep water seismic data

2.2 浅水区地震资料多次波的去除处理

通过上述分析能够了解到，浅水区的地震资料主要存在全程多次波、层间多次波与强能量的鸣震干扰，经过对比分析，层间多层次干扰和鸣震干扰的周期性更加明显，其发育集中在近偏移距的范围当中[3]。近年，在对我国黄海地区某海上地震资料进行处理解释时，首先采用TAU-P域反褶积法进行压制多次波处理；除此之外的全程多次波与残余多次波，以其在远偏移距位置与有效波之间的动校正时差特征为主要依据，采用高精度拉东变换技术方法进行去除。对比处理前后的地震资料成像效果，多次波去除的效果十分良好，有效突出了海底以下地质构造的真实形态。

图1 去除多次波前后的CMP道集对比Figure 1. Comparison of CMP channel sets before and after removal of multiple waves

图2 去除多次波前后的单炮对比Figure 2. Single shot comparison before and after removal of multiple waves

图3 去除多次波前后的速度谱分析Figure 3. Velocity spectral analysis before and after removal of multiple waves

图4 多种方法组合去除多次波前后的局部叠加剖面对比Figure 4. Local superposition profile comparison before and after multiple removal by multiple methods

图1～5 是某海域地区二维地震资料处理去除多次波前后的效果对比图。可以看到，图1、图2在去除多次波后，CMP道集、炮集的近、中、远偏移距上的强多次波都得到了良好的压制，且有效波的波形保真度良好；图3 在去除多次波后速度谱的反射能量团集中、速度分析质量明显改善；图4、图5 经过多种方法组合去除多次波后，叠加剖面上多次波衰减干净，残存多次波能量较弱，有效波组突出，地质构造清晰可辨，剖面信噪比有明显提高。

图5 多种方法组合去除多次波前后的局部叠加剖面对比Figure 5. Local superposition profile comparison before and after multiple removal by multiple methods

3 结束语

综上所述，虽然海洋地震资料的处理技术在不断发展，处理精度不断提高，但是多次波的压制技术仍然是海洋地震资料处理精度提高的一个难点。探究多次波识别与去除技术在海洋地震资料处理中的应用，对提升当前海洋油气勘探效率、提高准确性与安全性，具有重要意义。在实际海洋资料处理过程中，应针对不同的海洋环境下不同类型的多次波，通过对原始资料进行详细分析，结合使用多种多次波去除技术，做到取长补短、优势互补，形成组合应用方案，能够获得更好的应用效果。