地震数据精细处理技术在澄合矿区的应用

肖 俊，孙永亮，王江平，雷敏刚，师 坤

（1.陕西澄合山阳煤矿有限公司，陕西 渭南；2.中煤科工西安研究院（集团）有限公司，陕西 西安）

引言

黄土塬地区沟壑纵横，低降速带横向差异较大，地震波抖动剧烈，产生严重的静校正问题。由于厚黄土的衰减吸收作用，地震波能量损失严重，记录中面波、声波、线性干扰以及随机噪声发育，对地震数据的处理、地质构造解释造成了严重的影响[1-3]。

本文首先分析了澄合矿区地震资料特征，提出了黄土塬区复杂条件下低信噪比资料处理对策，重点讨论了层析静校正、噪声压制、叠后提频等关键技术及效果，最后进行了数据处理成果对比分析。结果表明，针对性的精细处理技术提高了该区地震资料的信噪比和分辨率，提高了资料的可解释性。

1 地震资料特征及处理难点

研究区澄合矿区位于渭北石炭二叠纪煤田中部，勘探区内总的地貌特征为黄土塬地形特征，金水沟从勘探区中部穿过，两测树枝状沟壑发育，相对高差较大，海拔标高635～775 m，相对高差达140 m。从典型单炮可以看出，初至波抖动剧烈，分层严重，反射波双曲线特征被打乱，静校正问题突出。

图1 为应用静校正后的单炮及频谱，可以看出单炮整体频率较低，主要煤层反射波位于300～400 ms之间。噪声主要有面波、线性噪声、异常振幅及随机干扰，干扰波影响严重，地震数据信噪比较低。

图1 应用静校正后单炮及频谱分析

本次处理的难点如下：

（1） 勘探区地表起伏较大，低降速带变化剧烈，初至波分层严重，静校正处理难度大。

（2） 地表覆盖厚黄土，地震数据频率低频带窄，数据分辨率较低，不利于小断层的识别。

（3） 在黄土中激发和接收，数据中面波、线性干扰及随机噪声较为发育，信噪比较低。

2 处理对策及关键技术

通过对原始地震资料分析，根据处理难点采取以下针对性的措施：采用精细化人工初至拾取，选用层析反演静校正方法，解决地表起伏大、横向变化剧烈造成的静校正问题；选择保幅性能较好的提频方法，精细测试参数，在保持信噪比的同时提高数据的分辨率；针对性地测试各种噪声衰减的方法和力度，在保证小断层成像效果的基础上提高资料的信噪比。

2.1 带约束条件的层析静校正技术

静校正是消除地表高程和低降速带厚度与速度变化等因素对地震波旅行时的影响，确保反射波同相叠加的基础处理技术，目前最常用的静校正方法有折射静校正和层析静校正。折射静校正适用于地下有一稳定的折射界面的情况，本区地表起伏大，沟壑纵横，通过初至拾取发现没有全区稳定的折射层，所以折射静校正应用受限。层析静校正[4-5]是通过射线追踪算法，计算得到近地表速度结构，从而求取静校正量的一种静校正方法，不受折射层是否稳定、初至波是否分层的影响。本次处理中针对数据中初至波分层严重的现象，采用人工初至拾取手段，保证了初至拾取的可靠性。将初至信息进行层析反演，并根据钻孔和巷道揭露了信息对反演结果进行约束，从而得到了精确的近地表速度结构。通过静校正前后单炮对比可以看出，静校正后单炮的初至波变平滑，反射波双曲线特征得到恢复，同相轴连续性得到了改善（见图2）。

图2 静校正前单炮（a）后单炮（b）

2.2 综合去噪技术

本区地震资料噪声主要为面波、线性噪声以及异常振幅，这些噪声会严重影响后续反褶积、速度分析、偏移等处理，对处理成果的信噪比和连续性影响较大，噪声衰减是本次处理的重点环节。面波是本次数据处理中能量最强噪声，具有频率低、规则性强和可预测的特点，因此使用自适应面波衰减技术，可以对面波进行有效压制；本区地震单炮存在的能量较强的线性干扰，主要为初至波多次鸣震，通过测试，使用中值滤波技术对其进行有效压制；单炮中存在的尖脉冲等异常振幅，应用异常振幅衰减技术进行了有效压制。图3 为噪声衰减前后单炮对比，可以看出面波、线性干扰、异常振幅等干扰波得到了有效压制，有效波的连续性得到改善，单炮的信噪比有了显著提高。

图3 噪声衰减前后单炮对比

2.3 叠后提频技术

高频补偿前后剖面对比如图4 所示。

图4 高频补偿前后剖面对比

本勘探区地表条件复杂，黄土较厚，高频成分衰减严重，处理得到的叠加剖面频率较低，不利于小断层解释，需要对高频成分进行补偿。通过研究使用谱比法分别拾取标志地层的频谱衰减曲线，估算Q 值，对资料进行高频补偿，消除频率差异，弥补高频成分的损失。从图4 可以看出，数据主频得到了较大的提升，数据分辨率得到了明显提升。

3 处理成果对比

应用上述处理技术，新处理资料的信噪比和分辨率得到提高。图5 为原处理成果与新处理成果的对比，与原处理成果相比，新处理成果煤层反射波的上相位保持不变，下相位能量得到加强，反射波组起伏特征更加明显，对于地层起伏、地质异常及小断层的解释更有指导意义。

图5 精细处理前后时间剖面波组对比

4 结论

通过对本黄土塬区地震数据的精细处理，取得以下几点结论：

（1） 研究区黄土塬地质条件导致地震资料静校正问题突出、信噪比低、煤层反射波信号弱，频率低，为小构造的解释带来了严峻挑战。

（2） 本次精细处理通过层析静校正技术、综合噪声压制技术、叠前叠后提频技术，提高了地震成果的信噪比和分辨率，取得了良好处理效果，为构造解释打下坚实基础。