海洋地震数据处理技术探讨

本文从分析海洋地震数据的特点出发，认为海洋地震数据处理必须十分重视以下问题：子波处理和修正、反褶积技术的应用、多次波的压制、长排列资料的速度分析、剩余静校正及三维资料的面元均化等。在此基础上着重探讨了子波处理和多次波压制技术。子波处理有两种情况：其一，在野外提供远场子波情况下，可利用远场子波提取反子波，进行反褶积，从而很好地消除地震数据中的仪器响应、虚反射及气泡的影响；其二，在没有采集远场子波信号时，可直接由原始地震数据提取地震子波，利用此子波的逆求反子波，也能获得较好的反褶积效果。至于海洋多次波的压制，现今有很多很好的方法可供选择，关键在于分析本区的多次波特征，选用有针对性的多次波压制方法。     

激发井深选择的优化技术

炸药震源是陆上地震勘探使用最广泛的激发方式。针对虚反射界面对其激发出的子波所产生的影响，从频率和振幅2个方面进行了分析。经过野外实地试验，确定利用虚反射调查和激发子波监测的定量分析技术可较准确地选择激发井的深度。尤其在深层地震勘探中，将激发深度选择在虚反射界面1／4波长处，可获得能量较强的激发子波，有利于提高深层的反射能量，改善地震剖面的整体品质。     

气枪阵列远场子波模拟与应用

 在野外采集中考察气枪阵列的稳定性以及进行确定性子波反褶积，都要求能够获得气枪阵列的实时远场子波。目前海上地震勘探所用的气枪阵列均由单枪与相干枪组成，因此需要按照相干情况下远场子波合成原理，首先记录阵列单元（所有单枪与相干枪）上的近场子波，进而利用软件模拟计算远场子波。通过对气枪阵列每次激发的远场子波进行自相关或互相关处理，评估阵列的稳定性；在地震数据处理时，利用远场子波求取较为准确的反子波算子，进而实现确定性反褶积处理。文中用实例介绍了利用获得的远场子波进行气枪稳定性评估以及地震资料反褶积处理的效果。     

子波一致性校正方法在地震资料处理中的应用——以伊朗Kashan区块为例

在地表条件复杂多变地区的地震勘探中，由于表层结构横向变化大，野外地震资料采集通常采用多种震源的交互施工方式，造成不同震源激发的原始单炮资料品质差异较大。为消除差异，常规处理多采用频率匹配、振幅匹配和反褶积等方法来调整不同震源单炮资料的频率和相位关系，但这种处理方式效率很低，甚至会影响叠前处理的效果。为此，对利用子波一致性校正消除不同震源原始单炮资料品质差异的方法进行了探讨。阐述了子波一致性校正方法的基本原理，即以振幅一致性校正为基础，根据反射系数一致性原理，利用Robinson褶积模型，通过相同位置接收不同震源激发得到的2种原始单炮资料的内在关系，设计匹配子波滤波器。伊朗Kas—han区块勘探程度较低，地表条件复杂多变，野外采集采用了可控震源和炸药震源激发方式。在资料处理中，采用了子波一致性校正方法，较好地解决了炸药震源与可控震源激发单炮资料品质差异大的问题。     

从海洋地震资料直达波提取震源子波

震源信号在地震偏移成像、正演模拟、全波形反演、多次波压制等处理中起重要作用,其关键是获取震源信号子波。本文通过推导直达波时距曲线,考虑了震源和接收系统组合效应,结合气泡振荡理论,得到直达波与震源信号之间的关系式,并给出了频率域利用直达波计算震源信号远场子波的解析解。当地震数据接收位置满足震源组合阵列远场条件时,可利用直达波计算震源信号远场子波。即避开地层反射信息对地震子波提取的影响,先从地震数据中分离出直达波,再利用直达波以精确的解析解公式计算震源信号远场子波。合成数据计算和实际地震处理的结果均表明,本文方法经济实用、精度高。     

利用提取的子波压制气泡效应及影响因素分析

在绝大部分情况下，远场子波是理论子波，与实际采集的气枪子波差别较大，因此基于远场子波的气泡效应压制结果存在明显的气泡残余。为此，提出了一种数据驱动的气泡效应压制方法，即利用数据的自相关提取子波，基于提取的子波和不含气泡效应的期望子波求取气泡压制算子，进而压制数据中的气泡效应。此外，分析了影响基于提取子波压制气泡效应方法效果的两个因素：①气泡压制算子长度，影响气泡压制效果，由数据中的气泡延续时间决定；②白噪系数，影响虚反射陷波效应，且随着白噪系数增加，会人为增强虚反射的陷波效应，影响虚反射压制效果，即求取气泡压制算子时宜采用尽可能小的白噪系数。实际数据应用结果表明：基于提取子波压制气泡效应方法克服了基于远场子波气泡效应压制方法中的模拟远场子波没有考虑实际采集条件对子波影响的问题，能更好地压制气泡效应，提高数据信噪比和分辨率，同时能更好地保持数据保真度。     

利用相关系数法优选激发因素

在野外地震数据采集参数试验中,激发因素的选择主要通过分频扫描、能量、信噪比或频谱等单一因素的定性或定量分析来实现,但这种分析的结论往往因人而异。本文基于同一震点激发、同排列接收、不同炮激发子波相位相同的假设,利用相关原理,对试验点不同激发因素获得的地震数据进行相关分析,再依据相关系数和叠加相关系数的大小,判别、确定最佳激发因素。文章最后给出的应用实例验证了该方法的应用效果。     

海洋空气枪点震源阵列优化组合设计与应用

应用气枪震源子波模拟软件,通过不同气枪阵列组合的震源子波模拟试算进行海上宽方位地震数据采集的点震源阵列设计。阐述了阵列组合对于点震源阵列优化设计的意义;分析了阵列间距和沉放深度对子波模拟结果的影响;针对渤海某工区海底复杂断裂带中、深层目的层成像问题,并结合BH518震源船的实际生产条件,设计了四子阵非对称分布点震源阵列并选出其最优阵列参数,使得其激发的远场子波在子波性能、频谱质量和能谱分布上达到各方面兼顾。将此点震源阵列应用于研究工区的地震采集试验,所获资料的最终成像效果得到显著改善,表明所设计的四子阵非对称分布点震源阵列是适用于实际宽方位地震资料采集作业的较优点震源阵列。     

基于确定性子波处理的鬼波压制方法

鬼波干扰是海洋地震勘探中始终存在的难题,长期没有得到根本的解决,严重制约了地震勘探技术的进步。目前多数压制方法一般仅针对电缆鬼波,无法很好地压制震源鬼波。本文提出了一种基于确定性子波处理的鬼波压制方法,先获取远场子波,再由远场子波获得3种类型的地震子波,并求取子波之间的匹配算子,然后将算子应用于实际地震数据,最终获得压制鬼波的结果。该方法要求地震采集过程中气枪震源子波相对稳定,通过各种方法获得的子波与实际子波基本接近。理论模型测试结果表明,本文方法能够同时压制电缆鬼波和震源鬼波,即使受地层吸收衰减的影响,依然能够获得较为准确的结果。实际资料应用效果表明,使用本文方法进行鬼波压制处理后,地震资料剖面波组特征清晰,反射同相轴单一,有利于构造解释工作;地震资料频谱频带宽,高低频能量丰富,无明显陷频点,有利于储层反演工作。     

VSP近波场采集方法研究

为了从零偏VSP初至波变化中 ,提取更多的有用地球物理信息 ,首先应该消除因震源子波不同而造成的影响。解决这一问题的办法是在震源附近设置一震源监视检波器 ,利用监视检波器记录的子波对每道记录作震源子波整形处理。如何获取真实、可靠的震源监视子波呢 ?本文通过近波场子波观测系统试验 ,对不同参数的记录和频谱进行对比、分析 ,得到VSP近波场最佳震检距。结合已测VSP资料 ,对影响子波主要因素———表层结构的影响进行研究 ,总结得出VSP近波场子波的最佳采集方法     

陆上地震激发因素的选择方法探讨

对于陆上地震采集而言，不同的地表条件，采用的激发因素是有差别的。如何选择最佳激发因素，获得最佳品质的单炮记录，是提高地震剖面质量的关键。从激发的虚反射效应、激发岩性与炸药类型的耦合关系以及子波品质等方面，研究不同地表条件下的激发因素，探讨了最佳激发因素的选择途径．并且通过试验资料来证明理论分析的合理性。     

羌塘盆地地震资料采集检波器组合方法研究

羌塘盆地前期地震勘探取得的叠加剖面中反射波能量较弱,波组连续性较差,有效波特征不明显,单炮记录上相干噪声、散射噪声较强。对前期勘探单炮记录的特点以及采集参数进行分析后,从提高单炮记录反射波组连续性,压制相干噪声及散射噪声的目的出发,提出了5种改进的检波器组合方式。通过对各方案的理论和实际资料分析,优选有利的检波器组合方式,地震资料采集取得了信噪比相对较高的单炮记录和叠加剖面。     

海上地震勘探气枪阵列子波方向性分析

海上地震勘探大多使用气枪或气枪阵列作为震源激发地震波。气枪阵列是由多条气枪组合而成的,具有一定的长度和宽度,同时由于数据采集现场条件的限制,所设计的气枪阵列很难达到严格的圆对称空间布局,从而使得气枪阵列不满足点震源的假设,其激发子波的能量随传播方向的变化而变化。本文依据气枪阵列远场子波合成原理,引入三维极坐标系,综合考虑气枪阵列的空间布局及虚反射的影响,推导出气枪阵列子波方向性的计算方法;基于实际气枪阵列,利用该方法针对气枪阵列子波与水平方位角和垂直方位角的关系,以及子波能量在三维空间中的分布情形等进行了细致分析。     

客户定制反射子波的可控震源地震勘探方法

可控震源作为一种对环境友好、使用高效、方便控制的地震波激励源近70年来在油气地震勘探中得到了广泛应用。绿色油气勘探理念、"两宽一高"地震数据采集技术和FWI地震波反演成像技术为可控震源地震勘探带来了新的机遇和新的问题。高密度地震勘探的真正内涵是炮点和炮线密度的提高,若干可控震源同时激发引出的高效采集技术可以对冲巨量炮点激发带来的采集效率降低和成本上升。陆上宽带地震勘探的核心是震源激发且检波器接收到宽带的反射子波,理论上可控震源能提供客户定制的宽带反射子波。实践表明可控震源能够提供低至2～3Hz的地震数据,这为FWI技术的成功应用奠定了数据基础。陆上高精度地震勘探中可控震源技术起到了关键作用。为此,重点讨论与分析了当前可控震源地震勘探面临的问题,包括高效地震数据采集方案、可控震源激发的噪声波场、混叠数据的解混叠、压缩感知理论下的高效采集等问题,并提出了相应的对策。重点阐述了客户定制反射子波的地震勘探理念,提出可控震源地震勘探技术未来发展应注重:①建立可控震源子波设计中扫描信号的单频时长与单频能量之间的关系;②实际地震数据采集过程中应通过自适应地下介质变化反过来优化扫描信号;③采集中尽量使用一组不同的震源组合进行编码扫描;④应在最优化理论控制下,以预定的宽带反射子波作为目标,用接收到的地震反射子波与预定的宽带反射子波之间的差异作为反馈量,修正扫描信号。据此开发出一套高效采集软件控制系统进行最佳高效采集,能够促进可控震源地震勘探技术在石油工业及相关领域的广泛应用。     

小药量单井多次激发组合叠加方法试验与效果分析

为了提高沙漠区低信噪比地震资料的品质,从优化野外资料采集的激发方式出发,开展了小药量单井多次激发组合叠加方法试验。根据地质任务要求、工区表层结构条件和激发信号的优势频带宽度,通过多种激发因素的野外试验综合确定小药量单井激发的合理药量;针对克服小药量单炮能量不足,同时又利于压制干扰波的要求,对野外主炮点上小药量单井组合参数与井位布设进行合理的设计,并在后续的室内组合叠加处理时优选最佳炮数的小药量资料;通过小药量单井资料的组合叠加处理与分析,获得不同地表条件下一个主炮点上小药量单井多次激发应布设的最佳井数(激发次数)。方法试验和试生产的应用效果表明,小药量单井多次激发组合叠加技术较好地提高了沙漠区地震资料信噪比和分辨率。     

基于近场测量的气枪阵列模拟远场子波

气枪阵列远场子波是衡量气枪阵列优劣以及进行海上地震资料处理的重要参数，因此能够随着气枪激发而实时获得阵列远场子波这一手段逐渐受到地球物理界的重视。但是在水深只有几十米的极浅海海域，无法满足记录远场子波的要求。勾此，我们在渤海湾海域进行了实验，在海上记录下气枪近场子波，随后在计算机上模拟计算阵列远场子波，计算结果与PGS—Nucleus软件系统模拟子波吻合得较好，从而证明了本方法切实可行。这为实时获取阵列远场子波提供了可能。     

Experiment on array stack with multi-shooting records by small-charge explosive in single borehol

为了提高沙漠区低信噪比地震资料的品质，从优化野外资料采集的激发方式出发，开展了小药量单井多次激发组合叠加方法试验。根据地质任务要求、工区表层结构条件和激发信号的优势频带宽度，通过多种激发因素的野外试验综合确定小药量单井激发的合理药量；针对克服小药量单炮能量不足,同时又利于压制干扰波的要求，对野外主炮点上小药量单井组合参数与井位布设进行合理的设计，并在后续的室内组合叠加处理时优选最佳炮数的小药量资料；通过小药量单井资料的组合叠加处理与分析，获得不同地表条件下一个主炮点上小药量单井多次激发应布设的最佳井数（激发次数）。方法试验和试生产的应用效果表明，小药量单井多次激发组合叠加技术较好地提高了沙漠区地震资料信噪比和分辨率。     

基于近场测量气枪阵列远场子波模拟软件研发

气枪阵列的远场子波是考察气枪阵列优劣的重要指标,同时气枪阵列远场子波也是后续地震资料处理的重要参数之一[1].即使稳定性极好的气枪阵列,在实际生产中,由于海水的浓度、温度、流速等因素的变化,其子波都会有一定程度的改变.能够在生产中随着气枪激发而实时获取阵列子波越来越受到重视.而极浅海海域水深较浅(一般在几十米以内),无法满足记录远场子波的要求,解决的途径是实时记录阵列中各单元的近场子波,而后利用计算机模拟计算出整个阵列的远场子波.本文主要研究基于近场测量气枪阵列远场子波模拟软件的研发.文章围绕如何读取近场子波数据,如何去除虚反射,如何利用近场子波合成远场子波进行了深入研究,提出了相应的技术措施,完成了远场子波模拟的全过程.     

井口仿真测试工具的开发与应用

地震勘探仪器的同步精度、同步稳定性、同步一致性和井口时间是地震勘探作业时用于表征数据采集和炮点激发的重要检验指标。在实际生产过程中,需要将同步精度调整到规定的要求,即通过调整电台参数使钟TB和验证TB同步,保证采集数据的起始时刻和炮点的激发时刻的一致性。同时,还需要对同步稳定性、同步一致性和井口时间进行验证,确保地震采集资料的品质。为了获得准确的参数,一般通过使用示波器或者井口仿真器等设备来检测,但在国际项目运作时存在测试所需设备数量不充足、调拨不方便等原因。因此,本文介绍一种自主井口仿真测试工具的设计、制作和测试方法,并通过了Sercel的e SGA软件实际应用效果检测,为野外测试提供技术借鉴。     

面向地质目标的地震采集设计优化方法

 本文简要回顾了济阳拗陷三维地震采集观测系统的发展历程，从济阳拗陷的地震地质条件出发，进行了面向地质目标的地震采集优化设计方法研究，并获得以下认识：①薄层模型单炮正演模拟表明，只有较高的地震子波主频才能分辨薄层，且随着炮检距增大，将发生薄层干涉现象，并导致地震子波主频降低。因此一定要充分利用中、近炮检距信息研究薄层，并进行分炮检距处理。②通过对缓坡带、洼陷带、中央断裂背斜构造带、潜山披覆构造、陡坡带等地质模型的二维、三维正演模拟认识到：无论激发点位置如何，地下复杂界面反射的有效接收范围都集中在反射段正上方；对于复杂构造，宜采用小炮距、小接收线距、适中的排列片长度和宽度，以确保观测波场的连续性。③面向地质目标的地震采集设计优化的关键技术是建立符合实际的三维地震地质模型，并针对目的层段进行正演模拟，分析不同观测方案的CRP覆盖次数分布，以优选观测系统。CG油田三维地震采集优化设计实例表明，文中方法对具有复杂构造的陆相断陷盆地的地震采集优化设计具有借鉴意义。