连片振幅一致性处理技术研究及应用

　　摘要:连片处理的关键技术就是一致性处理。然而，由于地震数据采集时间的大跨度和变化的采集方法，不同区块之间的能量、频率和相位存在不一致性，难以进行叠前时间偏移连片处理。因此，连片一致性处理的重要组成部分就是振幅、频率和相位的一致性处理。实际应用表明，根据不同区块原始数据特点，采用振幅均衡技术、球面扩散补偿方法和地表一致性振幅补偿方法，建立了适用于LG区块的连片振幅一致性处理流程，解决了研究区块不同三维工区间以及各区块内能量不均衡问题，提高了拼接带地震反射成像精度，准确落实地层的构造形态和接触关系，提高了区域整体三维地震解释精度及可靠性，提升了叠前时间偏移处理数据的准确性。

　　关键词:连片振幅;一致性处理;振幅均衡技术;频率;相位

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　　摘要：河道砂体储集体是预测油气储层的重要指标，地震波属性对含油气检测具有非常重要的研究意义。通过对不同地震属性的提取与分析，找出对河道砂体预测有效的参数，运用到含油气检测中。着重对相位、曲率、瞬时吸收系数Q属性进行分析，进而预测河道位置以及河道砂体发育等地质信息，同时判断河道砂体的沉积环境。分析结果证明了地震波属性在河道砂体储集区检测中的有效性。

　　0引言

　　油气勘探与开发程度的不断提高，以及对区域整体地质特征和结构规律认识的需求的不断增加，现有的一些不同时期、不同采集方法的“邮票式”小三维地震资料已经难以满足需要。通过连片数据处理将不同时间采集的小区块三维地震数据拼接在一起是最行之有效的方法。然而，不同数据采集的时间跨度相对较大，并且采集方法是多变的，导致不同区块间的能量、频率、相位等方面存在不一致性，给叠前时间偏移连片处理增加了难度。当前的偏移归位成像是在叠前数据内进行偏移的叠前时间(或深度)域偏移方法，这要求具有基本一致的采集网格、频率和相位，以及相对均衡的能量。否则，偏移成像容易出现假频，进而降低了地质结构以及岩性成像的真实性。

　　因此，连片处理的重要部分就是解决振幅、频率、相位的一致性。关于三维地震数据的一致性处理是将时间、地点、震源、检波器、地区、仪器等都不相同的三维地震数据进行共同处理。这些区域间没有共同性，特别是振幅、频率以及相位之间，并且这些区块每一块的面积有效部分很小，因而处理过后得到的剖面区域也很小，同时进行偏移后成像的边界很大，用这样的方式对地震进行解释将会有很大的误差。若是对这些地震数据的振幅、频率、相位等进行一致性处理，这样就能消除各个方面对这些地震数据引起的不同，同时还能增加它的有效面积，让地质人员能够更好地解读整体数据，得到更全面的关于地质情况以及对地震成因的知识，使其相关数据处理以及说明具有更高的精准度。

　　1连片振幅一致性处理技术原理

　　连片振幅一致性处理的作用就是为了消去种种原因对振幅在时间以及空间层面的不均衡问题，为了解决该问题，须做好振幅补偿处理。目前，振幅补偿的方法比较多，广泛采用的校正方法基本都是统计性方法，它们针对引起振幅改变的不同机制采用了不同的校正技术。根据处理的目的不同，校正手段上也存在差异，既有保真性的校正手段，也有针对构造形态成像的非保真性的实用校正方法。其中，常用的有单道振幅补偿技术[1]、球面扩散补偿技术[1-6]、地表一致性振幅补偿方法等。

　　1.1区域振幅均衡技术

　　区域振幅均衡技术是将各个区块地震资料的平均能量校正到同一个振幅级别上。具体方法是，首先计算出各区块地震资料的平均振幅，并且给定统一的振幅标准，然后根据这个标准，对各区块的地震资料进行振幅补偿[7]。

　　1.2球面扩散补偿技术

　　球面发散以及地层吸收等因素会影响野外采集到的地震数据的能量，这将导致地震波能量随时间的增加而衰减，这种类型的能量不会将地下介质的原始特征表现出来，另外还会对后面的处理产生一定的影响。首先，应使用球面扩散补偿的办法去削减球面的发射对振幅造成的影响作用。地震振幅的球面发散损耗也就是地震波进行发射过程中球状波的半径函数。而关于地震仪器记录的却是地震波的扩散时间，所以大多数时候是用速度和时间来表示，不会使用路程这个概念，球面发散损耗也可以说是关于速度和时间方面的函数[8]。每一种的性质无论是密度、还是速度等各方面都不一样，并且每层区域中的岩性各不相同。所以，其实地底物质并不是完全一样的物质，传播速度也各不相同[11]。

　　一般情况下，越深入地下，速度越快，同时也可能会有突变。在这种情况下，使地震波前面进一步的发散，随着深度的增加振幅也更快地衰减。若是将全部地下物质只用一种速度来表示，那么就可能出现2种情况:补偿不足或者过量补偿。这种方式得出的地震信息必定不再具有真实性，不会对分辨率等数值造成影响。那么，运用式(3)中的Dd来补偿相对于保持振幅处理的地震波振幅远远不能达到预期的结果。若是认为水平层状介质是构成地球的物质，而且认为速度和岩性在每一个地层中都不相同，那么，模型将更加真实、合理。

　　1.3地表一致性振幅补偿技术

　　将炮点、检波点以及各个不同区域采集的记录等进行有效消除，这就是连片地表一致性振幅补偿方法的宗旨。经过地表一致性振幅补偿处理后的同一物理点，在能量上炮点和检波点上的地震记录已经可以达到基本一致。既能消除振幅在横向上的不一致性，还能保持地震记录的信噪比。若是假定m炮中有大量的噪音，而n炮则含有大量的信号，并对其进行地表一致性振幅补偿方法处理，那么处理之后，在能量方面m炮中里的噪音、n炮里的信号大致上是能够处于同一级别范围内的。另外，影响地震记录能量的另外2个因素就是激发条件的不同和接收条件的不同。

　　1.3.1假设条件

　　在对地震数据进行地表一致性振幅补偿时，为了减少近地表的不均匀因素对地震记录造成的影响，一般需要满足基本的假设条件，进而使问题简单化。假设条件[13]如下:

　　(1)表层一致性假设。假设地表层的岩石性质对地震波的传播速度影响作用是一样的，换句话说，它和地震波的传导方向没有关系，同时假设振幅的其他方面也是地表一致性的，这就是表层一致性假设[14-15]。这样的假设认为，地表各方面对某个固定位置的影响是永远不变的，它与波的传播路径不相干。例如，某震源记录的不同检波器所接收的所有地震道只与震源强度的差异有关;同理，某检波器所接收的不同震源的所有地震道也只与检波器耦合效应的差异有关。谱分解数学物理模型的前提条件就是该假设，而褶积模型创建的前提条件输入波形与输出波形完全相同[16]。所以，由震源激发的地震波向所有方向传出的波形也要求完全统一，并且到达所有方向的接收波形也要求完全统一。这样的假设使得炮点位置与接收点位置的互换性得到了保证[17]。

　　(2)时间一致性假设。在表层一致性的假设条件即炮点位置与接收点位置互换性的前提下，通常都认为地震波自震源处激发开始往地下传出时，遇到反射物质反射传到检波器接收的整个流程中，关于地表以及其近层的影响如震源耦合、震源响应、检波器灵敏性和其耦合作用还有地表层部分的影响是一种常态，数值是固定的。时间一致性假设为谱分解时迭代计算给予了充足的时长，使得求解的精准度得到保证[7]。

　　(3)共反射点一致性假设。假设存在某个中心点相同的道集，即共中心点道集，它的全部地震道的共反射点信息是相同的，那么，这个道集中每个地震道的任何地下信息也都是一样的[7]。为使得真实的CMP道中的全部地震道进行计算时都能达到以上假设要求，将非地表原因对地震反射波造成的影响作用消除，需要先对地震数据展开静校正等方式处理，再进行地震数据的地表一致性振幅补偿处理。

　　1.3.2计算步骤

　　地表一致性振幅补偿方法包含3个方面:①拾取振幅;②分解振幅;③应用振幅补偿。(1)地表一致性振幅拾取。首先要统计某一时窗内的平均振幅，该时窗内拾取振幅的判别准则可以选择以下2种方式:均方根振幅(式(7))以及绝对平均振幅(式(8))。这2种准则都会用到下面的符号:t代表时窗起始时间;N代表时窗长度;样点j代表时刻t～t+N内的索引;a(j)代表样点j的振幅。

　　2连片处理效果分析

　　2.1区域振幅均衡技术实验效果分析

　　LG区块5个三维区块因地表各方面的不同以及激发和接收要求的不同，最终造成年代不一收集到的地震数据在能量上差异很大，很不利于连片处理。为了解决5个区块地震资料的一致性问题，在进行其他振幅补偿处理前，首先要将5个三维工区地震资料的能量统一到一个级别上。具体做法是，在各三维区块不同线束中抽样选取若干记录，统计其均方根振幅值，再求相应的均衡系数，将该系数应用到5个三维区块的数据上，达到5个三维区块资料振幅级别的一致性。区域振幅补偿前5个三维区块振幅差异较大，补偿后5个三维工区能量达到一个能量级，可以为后面的其他振幅补偿处理做好基础。

　　2.2球面扩散补偿技术实验效果分析

　　在对LG区块进行区域振幅均衡之后，再对LG区块进行球面扩散补偿，使其在时间方向上具有一致性。LG区块的球面扩散补偿处理首先利用测井速度对区域速度进行约束，然后利用优化的区域速度对区域振幅均衡技术调整过的地震数据进行球面扩散补偿。经过球面扩散补偿后，各三维工区单炮记录的中深层能量得到较好的补偿。

　　2.3地表一致性振幅补偿技术实验效果分析

　　在对LG区块进行区域振幅补偿以及球面扩散补偿之后，需要对LG区块进行地表一致性振幅补偿，使其在空间上具有一致性。LG区块5个三维工区炮点和接收点之间的振幅异常或者过度变化，会使多次覆盖的统计条件受到破坏，进而影响速度分析的精度以及叠加效果，从而使叠后偏移和叠前偏移产生划弧现象。地表一致性振幅补偿专门用于对付与近地表因素和激发接收条件有关的振幅异常。在经过地表一致性振幅补偿方法处理后，这5个三维区块的能量表现一致，5个三维区块单炮记录内部的各个地震道的能量差异得到了很好的均衡。

　　3结论

　　(1)通过连片振幅一致性处理，可以使反射振幅能量在时间和空间上基本一致，使每个三维区块内的能量得到恢复，缩小了各个不同三维区块间的能量差异。(2)建立了适用于LG区块的连片振幅一致性处理流程，解决了研究区块5个三维工区间以及各区块内能量不均衡问题，为后续叠前时间偏移处理奠定基础。(3)解决了不同三维区块单独处理的缺陷。如果针对单个目标区块进行处理，那么，由于不同三维区块是不同年度施工，采用的处理流程和参数也各不相同，解释后得到的就是小区块构造图，再加上各区块速度的影响，会导致区域精细综合评价存在一系列局限性。