一种压制陆上地震资料多次波干扰的方法

摘要

本发明是一种压制陆上地震资料多次波干扰的方法，将预处理的地震数据道集按照CMP、偏移距排序划分区带，按成像速度叠加和偏移获得剖面，在多次波优势区带以外的区域确定一次波优势区带的范围，在产生多次波的强反射层时间段和多次波出现时间段选取相同长度的时窗进行互相关，计算每道零相位振幅值，根据振幅值大小进行加权，实现压制陆上地震资料多次波干扰。进行时间方向差异化，实现压制陆上地震资料多次波干扰。本发明降低了目前常用域变换压制多次波方法对速度精度和多次波与一次波动校正时差门槛的要求，具有更强的实际操作性和更高的应用成功率。

说明书

技术领域

本发明涉及石油地震勘探的数据处理技术，是一种压制陆上地震资料多 次波干扰的方法。

技术背景

地震勘探是寻找和勘探石油天然气的主要方法。主要工作包括地震数据 采集、处理和解释三个步骤。地震数据处理主要为地震资料解释提供资料成 果，地震数据处理的内容很多，主要有去噪、反褶积、动静校正、速度分析、 叠加、偏移和反演等。为了提高信噪比，去噪成为地震资料处理必不可少的 工作。地震资料中包含的噪声繁多，多次波干扰就是其中一种，压制多次波 也就成为资料处理中重要的处理技术。陆上资料处理压制多次波主要就是基 于多次波与一次波速度差异进行压制，常用的方法有radon变换、τp变换 等，通过变换使多次波与一次波在速度时间域分离，然后在速度时间域保留 有效波区域，在把多次波区域的数值置为零，最后反变换到时间空间域获得 压制多次波后的地震资料。

速度时间域的压制方法对速度准确度依赖性大，而且要求多次波与一次 波动校正具有足够大的时差。但是对于成因复杂的多次波，特别是陆上地震 资料，产生多次波的强反射层受上覆地层物性变化（速度、表层条件、地表 一致性、岩性、波动学特征等）影响，使其速度在空间上随之变化，这种速 度的不确定性，以及同时伴生的各种层间多次波、混合多次波等因素影响， 导致其产生的多次波特征与一次波混叠在一起，在速度时间域依然很难找到 明确的分界，从而影响信噪分离效果，往往在压制多次波的同时，使有效波 损失严重，特别对于信噪比非常低的弱反射信号损害严重，这种损害将直接 影响到压制多次波的成败，这也是目前陆上地震资料压制多次波方法很难取 得理想效果的一个重要原因。

发明内容

本发明目的在于提供一种提高地震资料成果的信噪比的压制陆上地震资 料多次波干扰的方法。

本发明通过以下步骤实现：

1）采集地震数据，预处理的标准记录格式的二维、三维地震数据，以及 叠加或偏移成像速度数据；

所述的预处理包括：定义观测系统、建立炮检关系及设置成像面元网格 的规格；计算、应用野外静校正；叠前道集去噪、振幅处理、子波处理；

所述的预处理的地震数据是按照炮点文件、偏移距或者CMP、偏移距索引 顺序排序的道集数据。

所述的叠加成像速度是以经过预处理的地震数据为基础，经过CMP道集 叠加速度分析和剩余静校正迭代处理，拾取的一个以目标目的层成像为目的 的速度，该速度具有一定CMP空间间隔的离散的文本速度数据，基于最终基 准面或基于CMP基准面。

所述的偏移成像速度是以叠加成像速度乘以70%-100%的加权比例作为初 始速度进行叠前偏移速度分析迭代，获得的以目标目的层偏移成像为目的的 速度，该速度为CRP控制点离散速度和偏移速度体形式。

所述的偏移速度体通过CRP控制点离散速度经过内插、平滑处理方法获 得，该速度体具有与地震数据采样间隔对应的地震数据格式的均方根速度体， 基于最终基准面或基于CMP基准面。

2）将预处理的地震数据道集按照CMP、偏移距索引顺序排序，将道集按 照偏移距顺序从小到大划分成一个以上的区带，对各区带地震数据按照步骤 1）的成像速度分别进行叠加和偏移成像处理获得成像剖面，以成像剖面的波 组出现多次波特征变化作为分辨多次波与一次波优势区带分界点的依据；

迭代以上过程，进一步细分区带，直到可量化确定一次波与多次波的优 势区带分界点，从零偏移距到该分界点之间的区带即为多次波主要作用的优 势区带范围；

所述区带是指地震数据的偏移距范围，最小区带宽度不小于500米。

所述的优势区带是指区带成像剖面中目标波组典型特征表现为主要特征 的区带。

所述的区带的分界点为不等间隔。

所述的多次波特征是：多次波在成像剖面上表现为与其上覆产生多次波 的强反射层具有相同的形态和波组特征，而且在出现的时间上表现为倍数或 者近似倍数关系，特征能量强则表示该区带为多次波发育区，反之则反。

3）在多次波优势区带以外的区域确定一次波优势区带的范围；

所述的多次波优势区带和一次波优势区带接触的分界是200-400米过渡 范围；

4）在产生多次波的强反射层时间段和多次波出现时间段选取相同长度的 时窗进行互相关，然后计算每道零相位振幅值，根据振幅值大小进行加权， 振幅大的地震道将其样点振幅乘以小的权值，震幅小的地震道将其样点振幅 乘以大的权值，实现压制陆上地震资料多次波干扰；

所述的选取相同时窗长度为200ms-500ms。

所述的计算是指在给定相同长度时窗内对各道样点振幅进行的均方根求 和。

所述的权值范围0-1之间。

5）在一次波优势区带范围内，在多次波影响区目标目的层段位置选取时 窗进行信噪比分析，根据信噪比高低差异加权，信噪比高的地震道将其样点 振幅值乘以大的权值，信噪比低的地震道将其样点乘以小的权值，实现压制 陆上地震资料多次波干扰；

所述的选取时窗为200ms-500ms。

所述的信噪比分析是指叠后成果信噪比统计分析。

所述的权值范围1-50之间。

6）在步骤4）或步骤5）处理后再进行时间方向差异化，或空间上存在 区带之间的能量突变台阶，则进行区带之间的边界处理，实现压制陆上地震 资料多次波干扰。

所述的差异化是指在时间方向上浅层与深层采用不同的处理方式。

所述的能量突变台阶是指能量发生非连续性改变。

所述的边界处理是：

在时间方向，对深层多次波作用区域与浅层多次波非作用区域之间的边 界，边界以上浅层多次波非作用区域，应用百分比为0%，边界以下的深层多 次波作用区域，应用百分比为100%，边界内通过应用百分比线性渐变方法实 现浅层到深层的过渡；

所述的深层多次波作用区域与浅层多次波非作用区域之间的边界是宽度 为100—200ms的时间范围。

在空间方向，对一次波与多次波优势区带之间的边界，边界内采用加权 系数线性平滑方法实现两区带之间的过渡。

所述的一次波与多次波优势区带之间的边界是宽度为200m-400m的区域；

所述一次波与多次波优势区带之间的边界内加权系数权值范围1-10。所 述的时间方向应用百分比ɑ与随时间t变化的关系为：

$\alpha =\frac{t-t_{\min }}{t_{\max }-t_{\min }}\times 100\%$

式中，边界最小时间为t_min、最大时间为t_max。

本发明提出的基于多次波与一次波对不同埋深反射层的地震反射响应在 炮检距上的差异性分离压制多次波的方法，降低了目前常用域变换压制多次 波方法对速度精度和多次波与一次波动校正时差门槛的要求，具有更强的实 际可操作性和更高的应用成功率。针对沙漠区的深层多次波问题，应用本发 明提出的方法进行了验证，经过处理后的道集信噪比明显改善，被多次波掩 盖的有效波信息在速度分析能量谱上凸显出来（如图3压制多次波前（左） 后（右）速度谱），改善了速度分析条件，提高了速度分析迭代收敛的速度和 可靠性，本发明对深层多次波干扰区有效反射信噪比的提高，使该资料深层 目的层内幕弱反射偏移成像的信息从无到有实现了突破（如图4老资料连片 3D（上）与目标测线（下）叠前偏移剖面），经过两口钻井资料标定验证，成 像成果吻合较好，验证了该发明应用效果的确定性。

附图说明

图1优势区带调查分析图。图中的数字表示偏移距区带范围，下面是相 应偏移距区带的叠前偏移剖面。

图2道集加权处理前（左）后（右）对比图。图中所称道集为叠前CMP 道集，横坐标表示偏移距，纵坐标表示时间。

图3压制多次波前（左）后（右）速度谱。图中所称速度谱为叠前偏移 速度谱，横坐标表示偏移速度，纵坐标表示时间。

图4老资料连片3D（上）与目标测线（下）叠前偏移剖面。图中老资料 连片3D叠前时间偏移剖面为该区2009年重新连片处理的三维数据体中抽出 的与对比处理测线相同位置的成果剖面。上图箭头为目的层对比位置指示； 下图白框和灰框为深层资料明显改善区域。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本发明。

1）数据准备。所述数据分两类：采集地震数据和叠加或偏移成像速度数 据，其中采集地震数据为标准记录格式如SEGD、SEGY格式的经过预处理的二 维、三维地震数据；

所述的预处理包括：定义观测系统、建立炮检关系及设置成像面元网格 的规格；计算、应用野外静校正；叠前道集去噪、振幅处理、子波处理；

所述的预处理的地震数据是按照炮点文件、偏移距或者CMP、偏移距索引 顺序排序的道集数据。

所述的叠加成像速度是以经过预处理的地震数据为基础，经过CMP道集 叠加速度分析和剩余静校正迭代处理，拾取的一个以目标目的层成像为目的 的速度，该速度具有一定CMP空间间隔的离散的文本速度数据，基于最终基 准面或基于CMP基准面。

所述的偏移成像速度是以叠加成像速度乘以70%-100%的加权比例作为初 始速度进行叠前偏移速度分析迭代，获得的以目标目的层偏移成像为目的的 速度，该速度为CRP控制点离散速度和偏移速度体形式。

所述的偏移速度体通过CRP控制点离散速度经过内插、平滑处理方法获 得，该速度体具有与地震数据采样间隔对应的地震数据格式的均方根速度体， 基于最终基准面或基于CMP基准面。

2）将预处理的地震数据道集按照CMP、偏移距索引顺序排序，将道集按 照偏移距顺序从小到大划分成一个以上的区带，对各区带地震数据按照步骤 1）的成像速度分别进行叠加和偏移成像处理获得成像剖面，以成像剖面的波 组出现多次波特征变化作为分辨多次波与一次波优势区带分界点的依据；

迭代以上过程，进一步细分区带，直到可量化确定一次波与多次波的优 势区带分界点，从零偏移距到该分界点之间的区带即为多次波主要作用的优 势区带范围，如图1优势区带调查分析图所示，实例中目标数据最大偏移距 8000米，所以首先以偏移距4000米为分界点一分为二，然后依次再以2000m、 6000m为分界点将数据划分为0-2000米、2001-4000米、4000-6000米、 6000-8000米四个偏移距区带，对四个区带分别以步骤1）获得的偏移速度偏 移成像，分析后发现除0-2000m区带具有明显多次波特征以外，2001-4000米 区带也有明显的多次波特征，进一步将2001-4000m区带向小偏移距以500米 为单位拆分该分段做偏移成像处理分析，发现2001-2500米偏移距段深层具 有明显多次波特征，而2501-4000米偏移距段多次波成像特征消失，因此将 多次波主要作用的优势区带范围修正为0-2500米。

所述区带是指地震数据的偏移距范围，最小区带宽度不小于500米。

所述的优势区带是指区带成像剖面中目标波组典型特征表现为主要特征 的区带。

所述的区带的分界点为不等间隔。

所述的多次波特征是：多次波在成像剖面上表现为与其上覆产生多次波 的强反射层具有相同的形态和波组特征，而且在出现的时间上表现为倍数或 者近似倍数关系，特征能量强则表示该区带为多次波发育区，反之则反。

3）在多次波优势区带以外的区域确定一次波优势区带的范围；在图1优 势区带调查分析图所示实例中，一次波优势区带的范围为2501-8000m。

4）在产生多次波的强反射层时间段和多次波出现时间段选取相同长度的时窗 进行互相关，然后计算每道零相位振幅值，根据振幅值大小进行加权，振幅 大的地震道将其样点振幅乘以小的权值，震幅小的地震道将其样点振幅乘以 大的权值，如图2道集加权处理前（左）后（右）对比图中实例所示在0-2500m 多次波优势区带中，由于多次波影响与偏移距呈负相关关系，经过加权处理 最小偏移距也是多次波最强区域的振幅样点值被压制为原来的10%，而最大偏 移距2500m处则为原始样点值的100%，改变了该区带内能量在空间上的比例 关系；（创新技术）。

所述的选取相同时窗长度为200ms-500ms。

所述的计算是指在给定相同长度时窗内对各道样点振幅进行的均方根求 和。

所述的权值范围0-1之间。

所述负相关是指偏移距增加，多次波影响减弱，反之则反。

5）在一次波优势区带范围内，在多次波影响区目标目的层段位置选取时 窗进行信噪比分析，根据信噪比高低差异加权，信噪比高的地震道将其样点 振幅值乘以大的权值，信噪比低的地震道将其样点乘以小的权值，如图2道 集加权处理前（左）后（右）对比图中实例中在2500-8000m的一次波优势区 带中，一次波信噪比最高的2750-5000m范围数据的振幅样点得到了最高的加 权值，而信噪比降低的位置加权值随之降低，提高了该区带有效波能量的比 重；（创新技术）。

所述的选取时窗为200ms-500ms。

所述的信噪比分析是指叠后成果信噪比统计分析。

所述的权值范围1-50之间。

6）如在4）、5）过程处理后需要时间方向差异化处理，或者空间上存在 区带之间的能量突变台阶，则需要进行区带之间的边界处理。

所述的差异化处理是指在时间方向上浅层与深层采用不同的处理方式；

所述的能量突变台阶是指能量变化发生非连续性改变；

所述的边界处理是：

在时间方向，对深层多次波作用区域与浅层多次波非作用区域之间的边 界，边界以上浅层多次波非作用区域，应用百分比为0%，不做加权处理，边 界以下的深层多次波作用区域，应用百分比为100%，边界内通过应用百分比 线性渐变方法实现浅层到深层的过渡，避免加权区带与非加权区带之间在时 间方向上能量的突变；

所述的深层多次波作用区域与浅层多次波非作用区域之间的边界是宽度 为100—200ms的时间范围；

在空间方向，对一次波与多次波优势区带之间的边界，边界内采用加权 系数线性平滑方法实现两区带之间的过渡，避免一次波与多次波优势区带之 间在空间方向上能量的突变；

所述的一次波与多次波优势区带之间的边界是宽度为200m-400m的区域；

所述一次波与多次波优势区带之间的边界内加权系数权值范围1-10。

所述的时间方向应用应用百分比ɑ与随时间t变化的关系为：

$\alpha =\frac{t-t_{\min }}{t_{\max }-t_{\min }}\times 100\%$

式中，边界最小时间为t_min、最大时间为t_max。

通过以上六步处理，获得的新道集多次波与一次波在目标目的层段的能 量相对变化差异最大达到500倍（最强多次波区域能量减少10倍，一次波最 高信噪比区域能量增加50倍），这种能量关系的改变间接实现了压制多次波、 提高道集目的层信噪比，改善成像品质的目标。

本发明利用不同埋深的地震反射波对不同偏移距的能量响应存在明显的 差异性，将某埋藏深度反射波组在偏移距上能量响应最强的区带定义为一次 反射波优势区带，这个一次反射波优势区带与反射目的层深度存在一定正相 关关系，而多次波反射对不同偏移距的能量响应也存在明显差异性，主要集 中在近偏移距一定范围内，将这个多次波能量较集中的范围定义为“多次波 优势区带”。本发明正是利用多次波与一次波对偏移距能量响应在空间分布上 的差异性对二者进行分离、压制处理，达到压制多次波的目的。不同资料的 区带范围随着目的层埋深、速度，多次波特征变化而变化，实际资料的区带 边界必须通过相应的区带调查方法来分析获得。