一种方位差异三维地震叠前融合处理方法和系统

摘要

本发明涉及一种方位差异三维地震叠前融合处理方法和系统，包括以下步骤：S1对同一区块不同期次、不同采集参数的地震资料通过井地联合进行融合前处理；S2将经过融合前处理的地震资料进行DMO处理；S3将经过DMO处理的地震资料进行叠前融合处理；S4将经过叠前融合处理的地震资料经过反DMO处理重新抽回到CMP道集，从而获得偏移成像。其能够充分保留各期次地震资料的优势，弥补各期次地震资料的缺陷，获得高信噪比、高分辨率、高保真偏移成像。

说明书

技术领域

本发明涉及一种方位差异三维地震叠前融合处理方法和系统，属于地震信号处理技术领域。

背景技术

在利用反射波地震勘探过程中，会根据不同时期的勘探需求，设计不同的地震采集观测系统，以获得不同时期的地震资料，解决不同勘探时期的地质任务，各时期的地震采集设计存在一定程度的缺陷，随着油气勘探开发程度的不断深入，各时期的地震资料成果难以满足勘探开发需求。因此，需要充分发挥各时期的地震资料的优势,获得高品质的地震处理成果,需要对各时期采集的地震资料进行融合处理。多期三维叠前地震资料融合处理已成为地震勘探领域探索应用的关键技术。

众所周知，高密度、高覆盖、高精度全方位地震采集的三维地震资料是利于地震波在地下地质介质传播信息的完整性，但这种观测系统采集成本很高，特别是在海洋地震资料采集实现上特别昂贵，因此各期次的地震资料融合处理更能在经济性、时效性、可行性上更好地服务油田的勘探可开发进程。

目前三维叠前地震资料分块成果存在各期次采集带来的先天性缺陷，难以充分融合不同期次资料的优势，对地震资料解释和地质认识带来困难，需要发明一种针对方位差异三维地震叠前融合处理方法。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种方位差异三维地震叠前融合处理方法和系统，其能够充分保留各期次地震资料的优势，弥补各期次地震资料的缺陷，获得高信噪比、高分辨率、高保真偏移成像。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种方位差异三维地震叠前融合处理方法，包括以下步骤：S1对同一区块不同期次、不同采集参数的地震资料通过井地联合进行融合前处理；S2将经过融合前处理的地震资料进行DMO(叠前部分偏移)处理；S3将经过DMO处理的地震资料进行叠前融合处理；S4将经过叠前融合处理的地震资料经过反DMO处理重新抽回到CMP道集(Common Middle Point共中心点道集)，从而获得偏移成像。

进一步，S1中的井地联合包括以下步骤：S1.1输入原始地震数据并对其采集方式、采集方位和原始资料品质进行分析；S1.2根据S1.1的分析结果有针对性的进行融合前处理，使不同期次的地震资料趋于一致。

进一步，步骤S1中的融合前处理包括：信噪比特征预处理、保幅频率预处理和一致性预处理。

进一步，信噪比特征预处理为通过浅水多次波衰减技术、三维SRME自由表面多次波衰减技术和高精度Radon变换多次波衰减技术相结合来提高地震资料的信噪比；保幅频率预处理为通过上下波场分离的自适应鬼波压制技术分别对检波点鬼波和炮点鬼波进行鬼波压制，以实现保幅频率；一致性预处理为采用井控真振幅恢复技术和空间地表一致性振幅技术，使不同期次的地震数据空间能量相当。

进一步，步骤S2中采用DMO处理，消除地层倾角和采集方位角对地震资料的影响，并采用经过DMO处理的地震资料，消除地层倾角对叠前融合处理中的融合算子进行提取。

进一步，步骤3中，叠前融合处理步骤如下：S3.1选取标准块，以标准块为目标进行融合；S3.2在标准块的资料基础上，对地震数据进行定性定量融合。

进一步，步骤S3中的叠前融合处理包括：时差特征融合处理、相位频率特征融合处理、能量特征融合处理和统一面元融合处理。

进一步，时差融合处理为根据整个区域地震数据的时差分析统计，以标准块为基准进行时差的融合调整；相位频率特征融合处理为以标准块为基准，采用互相关法得到不同期次地震资料的子波，根据不同的融合参数，通过对比试验来进行融合算子的选择，从而定性定量进行子波融合处理；能量特征融合处理为以标准块为基准，通过空间振幅统计，计算不同期次地震资料的空间剩余振幅比例因子，进行不同期次地震数据的剩余振幅补偿，做到不同期次的地震数据的融合；统一面元融合为以标准块为基准，统一网格，通过计算不同期次资料于目标中心点不同距离道的相关系数来选取融合的数据道，最大限度地融合各期次之间的优势数据。

本发明还公开了一种方位差异三维地震叠前融合处理系统，包括：前处理模块，用于对同一区块不同期次、不同采集参数的地震资料通过井地联合进行融合前处理；DMO处理模块，用于将经过融合前处理的地震资料进行DMO处理；叠前融合模块，用于将经过DMO处理的地震资料进行叠前融合处理；反DMO处理模块，用于将经过叠前融合处理的地震资料经过反DMO处理重新抽回到CMP道集，从而获得偏移成像。

进一步，融合前处理包括：信噪比特征预处理、保幅频率预处理和一致性预处理。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明可应用于不同期次采集的三维地震资料处理，通过不同期次的融合处理，能在融合成像过程中获得高信噪比，高分辨率的图像，保留不同期次地震资料优势成分的地震偏移结果。2、本发明得到的偏移图像能指示地下构造形态、构造断裂部位和地层沉积样式，对确定有利生、储油构造和有利油气储层有重要应用价值。3、本发明通过对不同时期采集的地震资料进行精细化井控处理基础上，对不同期次的地震资料在时差、相位、频率、能量、面元、方位和速度方面进行融合处理，形成融合处理流程，以充分保留各期次地震资料的优势，弥补各期次地震资料的缺陷，在最后的处理成果上以获得高信噪比、高分辨率、高保真偏移成像。这一方法可获得地震成果资料，从而能更好地服务于地震资料解释技术。

附图说明

图1是本发明一实施例中方位差异三维地震叠前融合处理方法的流程图；

图2是本发明一实施例中单源单缆拖缆采集方式采集的三维初始叠加剖面图；

图3是本发明一实施例中单源双缆双检OBC方式采集的三维初始叠加剖面图；

图4是本发明一实施例中经过前处理的拖缆方式采集的三维叠加剖面图；

图5是本发明一实施例中经过前处理的OBC方式采集的三维叠加剖面图；

图6是本发明一实施例中不同期次拖缆采集和OBC方式采集的三维测线融合处理参数获得的三维叠加剖面图的对比图，其中，图6(a)是处理参数为差异距离：25m，数据使用率：100％，相关系数：0.50时获得的三维叠加剖面图；图6(b)是处理参数为差异距离：15m，数据使用率：50％，相关系数：0.60时获得的三维叠加剖面图；图6(c)是处理参数为差异距离：10m，数据使用率：25％，相关系数：0.68时获得的三维叠加剖面图；图6(d)是处理参数为差异距离：5m，数据使用率：10％，相关系数：0.75时获得的三维叠加剖面图；

图7是本发明一实施例中根据最优参数进行融合处理后的覆盖次数对比图，图7(a)是1987年拖缆方式获得地震资料初始的覆盖次数图；图7(b)是2003年采集的近东西向OBC方式采集的地震资料的覆盖次数图；图7(c)是融合处理后的覆盖次数图；

图8是本发明一实施例中未做融合处理和经过融合处理获得的偏移对比图，图8(a)是未做融合处理的偏移图；图8(b)是经过融合处理的偏移图；

图9是本发明一实施例中未做融合处理的拖缆方式获得地震资料和做融合处理获得的偏移对比图，图9(a)是未做融合处理的拖缆方式获得地震资料的偏移图；图9(b)是经过融合处理的偏移图；

图10是本发明一实施例中未做融合处理的OBC方式获得地震资料和做融合处理获得的偏移对比图，图10(a)是未做融合处理的OBC方式获得地震资料的偏移图；图10(b)是经过融合处理的偏移图；

图11是本发明一实施例中未做融合处理的OBC方式获得地震资料的偏移振幅图和经过融合处理的偏移振幅图，图11(a)是未做融合处理的OBC方式获得地震资料的偏移振幅图；图11(b)是经过融合处理的偏移振幅图；

图12是本发明一实施例中未做融合处理的OBC方式获得地震资料的相干属性图；

图13是本发明一实施例中经过融合处理的OBC方式获得地震资料的偏移振幅图；

图14是本发明一实施例中未做融合处理的OBC方式获得地震资料的井震对比图和经过融合处理的偏移振幅图，图14(a)是未做融合处理的OBC方式获得地震资料的井震对比图；图14(b)是经过融合处理的偏移振幅图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方向，通过具体实施例对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，具体实施方式的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，所用到的术语仅仅是用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一

由于不同勘探时期的勘探需求不一样，因此同一区块不同期次的地震数据采集方式和参数存在差异，因而获得的原始地震资料品质也各不相同，所含的地震信息也不一样，需要在融合处理前采用井地联合处理思路和技术手段分别进行处理，以消除融合处理以外的影响因素，尽量做到资料的一致性和统一性，为后续的融合处理打下良好的资料基础。

本实施例公开了一种方位差异三维地震叠前融合处理方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1对同一区块不同期次、不同采集参数的地震资料通过井地联合进行融合前处理。

S1中的井地联合包括以下步骤：

S1.1输入原始地震数据并对其采集方式、采集方位和原始资料品质进行分析；

S1.2根据S1.1的分析结果有针对性的进行融合前处理，使不同期次的地震资料趋于一致。

步骤S1中的融合前处理包括：信噪比特征预处理、保幅频率预处理和一致性预处理。

以绥中36融合处理为例，融合处理需要融合1987年单源单缆拖缆方式沿着构造方向采集拖缆的三维测线和2004年度海底电缆地震采集(OBC)方式垂直构造方向采集的三维测线。融合处理前需要分别对两个不同期次三维测线进行融合前处理，由于采集方式不一样，前期处理需要针对不同的采集特点、资料特征进行针对性处理。

在提高信噪比方面，对于拖缆方式采集的地震资料，主要通过分频异常振幅衰减技术、确定水层的浅水多次波衰减技术、三维自由表面多次波压制(SRME)自由表面多次波衰减技术和高精度拉东变换(Radon变换)多次波衰减技术相结合来提高拖缆资料的信噪比。对于OBC方式采集的地震资料，存在水、陆两种检波器，水检信噪比高，陆检信噪比低，在水陆检合并前，需要通过分频的异常振幅衰减技术、三维随机噪音压制技术和相干噪音压制技术结合，提高陆检的信噪比，然后通过双检(水检、陆检)合并技术，对水陆检波数据进行合并，压制检波器鬼波；通过确定水层的浅水多次波衰减技术、三维SRME自由表面多次波衰减技术和高精度Radon变换技术多次波衰减相结合来压制多次波，进而提高OBC方式采集的地震资料的信噪比。通过针对分期次的三维数据信噪比特征，采用针对性的叠前的信噪比提高技术手段，使不同期次的信噪比趋于一致，为融合处理做好信噪比基础。

在频率特征方面，对于拖缆方式采集的地震资料，前处理首先包括进行鬼波的压制以消除鬼波对有效信号的限频压制，通过上下波场分离的自适应鬼波压制技术分别对检波点鬼波和炮点鬼波进行鬼波压制，压制后的地震记录的鬼波旁瓣会得到明显的压制，主相位突出，炮检点的鬼波引起的限频效应也会得到很好的消除，频带拓宽；其次包括通过井控Q补偿和串联反褶积处理，进一步压制子波旁瓣，压缩子波，提高分辨率。对于OBC方式采集的地震资料，水陆检合并技术消除了检波点鬼波，进一步需要采用上下波场分离的自适应鬼波压制技术进行炮点鬼波的压制，提高资料频带，同样采用井控Q补偿和井控串联反褶积技术压缩子波，突出主相位，拓宽频率。在保幅分辨率提高处理方面，注重井控参数的应用，不同期次资料，采用不用的参数，井控保幅处理，最大限度的保持不同期次资料的波组特征、频率特征一致性。

在一致性方面，不同期次的地震资料需要在空间能量一致性和空间采样一致性上进行融合前处理。空间能量一致性上，采用井控真振幅恢复技术和空间地表一致性振幅技术，使不同期次的地震数据空间能量大致相当。不同期次的地震数据在空间采样上存在空间采样不均，需采用防假频的数据规则化处理进行补偿空间的采样不均。

S2将经过融合前处理的地震资料进行倾角时差校正(DMO)处理。经过前处理后，不同期次的地震数据在信噪比上、子波特征上和空间一致性上有较好的统一特征，但由于不同采集方位的影响，在平行构造和垂向构造上地层倾角不一致，需要进行融合前的DMO校正，消除地层倾角因素的影响。

S3将经过DMO处理的地震资料进行叠前融合处理。包括以下步骤：

S3.1选取标准块，以标准块为目标进行融合；

S3.2在标准块的资料基础上，对地震数据进行定性定量融合。

步骤S3中的叠前融合处理包括：时差特征融合处理、相位频率特征融合处理、能量特征融合处理和统一面元融合处理。

时差融合处理为根据整个区域地震数据的时差分析统计，以标准块为基准进行时差的融合调整；

相位频率特征融合处理为以标准块为基准，采用互相关法得到不同期次地震资料的子波，根据不同的融合参数，通过对比试验来进行融合算子的选择，从而定性定量进行子波融合处理；

能量特征融合处理为以标准块为基准，通过空间振幅统计，计算不同期次地震资料的空间剩余振幅比例因子，进行不同期次地震数据的剩余振幅补偿，做到不同期次的地震数据的融合；

统一面元融合为以标准块为基准，统一网格，通过计算不同期次资料于目标中心点不同距离道的相关系数来选取融合的数据道，最大限度地融合各期次之间的优势数据。

S4将经过叠前融合处理的地震资料经过反DMO处理重新抽回到CMP道集，并对CMP道集进行后续的数据规则化和偏移处理，从而获得偏移成像。

通过上述技术方案描述可知，本实施例的核心有三点：一是不同期次资料的融合前一致性处理，从不同采集方式和不同原始地震资料的品质出发，采用针对性的井控处理流程与井控参数，最大限度消除不同期次资料在信噪比、子波一致性和空间能量一致性的差异，为后续融合处理提供可靠的数据基础；二是融合算子统计需要在DMO后数据集来统计，由于不同期次资料会不同的采集方位影响，平行构造方向和垂直构造方向的明显不同，融合算子需要在消除地层倾角影响后提取。三是定性定量的融合处理，通过不同的融合参数试验，定性定量优化融合参数。

实施例二

基于相同的发明构思，本实施例公开了一种方位差异三维地震叠前融合处理系统，包括：

前处理模块，用于对同一区块不同期次、不同采集参数的地震资料通过井地联合进行融合前处理；

DMO处理模块，用于将经过融合前处理的地震资料进行DMO处理；

叠前融合模块，用于将经过DMO处理的地震资料进行叠前融合处理；

反DMO处理模块，用于将经过叠前融合处理的地震资料经过反DMO处理重新抽回到CMP道集，从而获得偏移成像。

其中，融合前处理包括：信噪比特征预处理、保幅频率预处理和一致性预处理。

实施例三

为了更好的说明本发明的技术方法，本实施例以渤海区域SZ36地区1987年拖缆方式采集的地震资料和OBC方式采集的地震资料为例进行说明。

首先输入同一区块不同期次，不同采集的三维原始地震资料，通过采用井地联合进行叠前融合前的处理，使各资料达到较高的信噪比。

图2是单源单缆拖缆采集方式采集的三维初始叠加剖面图，其特点为：数据采集空道较多，数据缺失严重，多次波发育严重，信噪比较低，整体频率较低。

图3是单源双缆双检OBC方式采集的三维初始叠加剖面图，其特点是：陆检资料信噪比低，鬼波发育，资料波组特征差。

图4是经过前处理的拖缆方式采集的三维叠加剖面图，如图4所示，通过前期处理后，叠加剖面图中信噪比明显提高，多次波得到有效衰减，鬼波得到有效压制。叠加剖面图的波组特征得到明显改善，通过前期处理，子波得到有效压缩，子波旁瓣明显得到压制，特征突出。通过数据规则化处理后，空道数据得到有效补齐。从信噪比、波组特征与经OBC采集的三维初始叠加剖面图相近，为后续融合处理提供好的基础资料。

图5是经过前处理的OBC方式采集的三维叠加剖面图。如图5所示，通过前期处理后，叠加剖面图中信噪比明显提高，水陆检合并合理，鬼波得到有效压制。叠加剖面图的波组特征得到明显改善，通过前期处理，子波得到有效压缩，子波旁瓣明显得到压制，特征突出。通过数据规则化处理后，空道数据得到有效补齐。从信噪比、波组特征与经拖缆方式采集的三维初始叠加剖面图相近，为后续融合处理提供好的基础资料。

根据不同期次资料的采集方向，进行DMO处理，消除地层倾角对融合处理的影响。

根据前期处理后的叠前资料情况，通过不同融合参数试验，进而定性定量地进行三维地震资料的叠前融合处理。

图6是不同期次拖缆采集和OBC方式采集的三维测线融合处理参数获得的三维叠加剖面图的对比图，其中，图6(a)是处理参数为差异距离：25m，数据使用率：100％，相关系数：0.50时获得的三维叠加剖面图；图6(b)是处理参数为差异距离：15m，数据使用率：50％，相关系数：0.60时获得的三维叠加剖面图；图6(c)是处理参数为差异距离：10m，数据使用率：25％，相关系数：0.68时获得的三维叠加剖面图；图6(d)是处理参数为差异距离：5m，数据使用率：10％，相关系数：0.75时获得的三维叠加剖面图。如图6所示，通过不同处理参数获得的三维叠加剖面图进行对比，经过定性定量分析，发现最优的参数为差异距离d为5m,数据使用率为10％，其相关系数高达0.75。

图7是根据上述最优参数进行融合处理后的覆盖次数对比图，图7(a)是1987年拖缆方式获得地震资料初始的覆盖次数图，拖缆采集为近南北向，覆盖次数极其不均匀，覆盖次数较低，30-40次。图7(b)是2003年采集的近东西向OBC方式采集的地震资料的覆盖次数图，覆盖次数较拖缆方式获得的地震资料高，为50-60次。图7(c)是融合处理后的覆盖次数图。如图7所示，通过对比，可以发现经过融合处理后，覆盖次数图的覆盖次数提高到65次，且空间分布均匀。

图8是未做融合处理和经过融合处理获得的偏移对比图，图8(a)是未做融合处理的偏移图；图8(b)是经过融合处理的偏移图。如图8所示，经过融合处理的叠前时间偏移剖面具有更高的信噪比、突出的波组特征和归位合理的断裂成像。

图9是中未做融合处理的拖缆方式获得地震资料和做融合处理获得的偏移对比图，图9(a)是未做融合处理的拖缆方式获得地震资料的偏移图；图9(b)是经过融合处理的偏移图。如图9所示，经过融合处理后的偏移成果较拖缆原处理成果在信噪比提高、资料连续性、断裂成像归为等方面有质的飞跃。

图10是中未做融合处理的OBC方式获得地震资料和做融合处理获得的偏移对比图，图10(a)是未做融合处理的OBC方式获得地震资料的偏移图；图10(b)是经过融合处理的偏移图。如图10所示，经过融合处理后的偏移成果较OBC原处理成果在信噪比提高、资料连续性、断裂成像归为等方面较大提升。

图11是未做融合处理的OBC方式获得地震资料的偏移振幅图和经过融合处理的偏移振幅图，图11(a)是未做融合处理的OBC方式获得地震资料的偏移振幅图；图11(b)是经过融合处理的偏移振幅图。如图11所示，融合处理后，地震振幅属性更加自然合理，无明显的采集脚印。

图12是未做融合处理的OBC方式获得地震资料的相干属性图；图13是经过融合处理的偏移振幅图。如图12、图13所示，经过融合处理后，地震相干属性更加自然合理，断裂系统更加清楚，无明显采集脚印，能有效识别假断层。

图14是未做融合处理的OBC方式获得地震资料的井震对比图和经过融合处理的偏移振幅图，图14(a)是未做融合处理的OBC方式获得地震资料的井震对比图；图14(b)是经过融合处理的偏移振幅图。如图14所示，经过融合处理后，与井的匹配度更高，资料保真度提高。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。上述内容仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。