地震处理技术攻关及应用效果

针对南华北、周口、江汉等区域大，3个不同地质单元的构造跨度大、波场复杂、速度横向变化比较大的特点，开展地震处理技术攻关。

（一）处理难点分析及对策

1.处理难点分析

本书涉及的地震大剖面覆盖范围大，地质单元类型多，构造复杂。加上地表地震地质条件多变，地震采集施工的年代、施工方法、采集装备等不同，资料品质差异较大，给资料处理带来诸多问题和困难。经过对原始资料的认真分析，认为本次资料处理的主要难点是：

（1）低信噪比资料的处理方法

造成资料信噪比低的原因主要有两种，一是地下地震地质层位反射特征比较清楚，上下地层界面阻抗值较大，具有较强的反射能量，但地表采集条件复杂，激发和接收条件较差，来自地下内部和地表外部的干扰噪声较为严重，导致资料信噪比低，如江汉簰洲湾地区。二是地下地震地质层位反射特征不清楚，上下地层界面阻抗值较小，反射能量较弱，尽管地表激发和接收条件很好，也接收不到有效反射信号，导致资料信噪比低，如江汉盆地SA测线两端和LH测线两端古生界出露区和大同湖地区、信阳盆地南部山区。对于第一种情况，只要选择的处理方法正确，仍可以获得较好的剖面效果，但第二种情况难度较大。

（2）地震资料振幅、频率相位一致性处理

由于大剖面测线跨度大，地质构造类型多，地表激发和接收条件复杂多变，在统一采集因素下施工，测线各段间或各炮间的原始单炮记录能量、频率存在着较大的非一致性问题，直接影响处理的剖面效果，如使用的震源不同、激发接收的岩性不同等。

（3）野外静校正处理

涉及野外静校正问题的测线主要是江汉SA和LH测线。由于这些静校正问题突出的线段地下地质结构复杂，形态不清，加之资料品质均很差，给处理带来很大难度。

（4）复杂构造叠前偏移成像

由于地震大剖面用于区域地质勘探，涉及的地质构造单元类型多，大断裂多，地层埋深相差也很大，例如在LH测线中，志留系最浅处出露地表，最深处达6000m左右。建立偏移地质模型和求取偏移速度难度很大。

2.对策

根据上述难点，为处理好地震大剖面采取了以下对策：

a.以提高剖面信噪比为原则，同时确保资料的可信度；

b.认真做好噪声分析，采用针对性的噪声压制和去除方法，最大限度的压制噪声干扰，提高资料信噪比；

c.采用地表一致性振幅处理和地表一致性反褶积等地表一致性处理方法，消除地震资料能量和频率等的差异，解决地表一致性问题；

d.采用高程校正、折射波静校正、层析反演静校正等方法，努力提高静校正叠加效果；

e.认真做好速度分析，采用常速扫描和精细速度谱相结合提高叠加速度的拾取精度，在构造复杂地段适当加密纵横向速度分析点，通过精细的速度分析，提高叠加成像效果；

f.做好处理、解释人员的结合，建立相对准确的地质模型和速度模型，努力提高偏移成像精度。

（二）处理关键技术——叠前深度偏移技术

叠前深度偏移方法主要包括克希霍夫积分法叠前深度偏移、波动方程叠前深度偏移等。克希霍夫叠前深度偏移运算速度较快，偏移精度较高，但因其存在不同程度的近似和方法上有些局限性(如多走时路径、假频问题和振幅处理等)，成像效果受到很大影响。与克希霍夫叠前深度偏移相比，波动方程偏移不用考虑走时和振幅，通过波场延拓来实现，可以处理各种复杂的波动传播，能正确自动处理屏蔽区和相移等，实现起来反而相对简单。同时成像结果不再敏感于速度的高频误差，速度趋势比速度细节更重要，从而使准确深度成像更容易。波动方程叠前深度偏移是目前地震资料处理最昂贵、最耗时的算法，近几年来随着PC集群并行系统的出现，硬件价格出现大幅度的下降，也使波动方程叠前深度偏移成为可能，它已成为目前全球地震成像研究的热点、前沿和发展方向，代表着最新一代的地震成像技术。由于叠前深度偏移方法上的优势，对于盐丘成像、古潜山成像、逆掩推覆构造及陡倾角构造的成像、复杂构造下的横向位置都比其他偏移算法要准确得多，在搞清构造的位置并进一步认识构造的形态上具有非常重要的意义。

本书采用MARVEL软件，其提供的叠前成像方法包括：

1）Kirchhoff叠前时间偏移

-直射线叠前时间偏移

-弯曲射线叠前时间偏移

-基于浮动基准面的弯曲射线双速叠前时间偏移

-基于真地表面的弯曲射线双速叠前时间偏移

2）Kirchhoff叠前深度偏移

-基于浮动基准面的叠前深度偏移

-基于真地表面的叠前深度偏移

3）广角有限差分波动方程叠前深度偏移

4）双程波动方程叠前深度偏移

本次处理采用高精度Kirchhoff叠前深度域偏移成像方法。

（三）处理效果分析

1.南华北NHB-07大剖面

从处理的南华北测线剖面看（图3-42）：古生界寒武-奥陶系、石炭-二叠系反身波组能量较强，特征较清楚，横向上连续性好，能量稳定；倪丘集凹陷、鹿邑凹陷古生界连片分布，构造接触关系清晰，断裂及构造形态清楚，基本上可以在全区追踪对比。

倪丘集凹陷，总体反射特征明显，层间关系清晰，新近系底面T_N的反射，连续性较好，可以连续追踪。古近系底部T_E的反射，连续性一般，在倪丘集凹陷内可以断续追踪。中生界底部T_Mz反射，连续性一般，可以追踪，石炭系底部T_C的反射，连续性较好，可以连续追踪。古生界底部T_PZ的反射连续性一般，可以追踪。

鹿邑凹陷区可见该凹陷的古近系为不整合接触关系，新近系底面T_pz的反射，同相轴连续性较好，能量较强，信噪比较高，可以连续追踪。古近系底部T_E的反射，连续性一般，在鹿邑凹陷内可以追踪。石炭系底部T_C和古生界底部T_PZ同相轴连续性较好，可以连续追踪。

阜阳凹陷、临泉凹陷、太和凸起、郸城凸起目的层埋深较浅，反射时间在0.4s左右，目的层内同相轴连续性较好，信噪比较高，古生界底部的反射可连续追踪。

长山隆起-信阳盆地位于NHB-07测线南端。从以往老资料来看，长山隆起新近系之下没有较好的地震反射，寒武系和奥陶系保存不全，个别凹陷地方有保存，凸起地方剥蚀现象较严重，是以老地层为主的隆起区，该区没有上寒武统，只有中下寒武统。

从整体剖面处理效果看：与老资料相比，长山隆起与信阳盆地以断裂接触关系较为清楚，构造形态可靠，波组特征清晰。整个长山隆起构造平缓，寒武系和奥陶系保存不全，凸起区剥蚀较严重，其南端资料品质较差。

2.江汉平原2006-LH、SA大剖面

图3-42 NHB-07测线本次叠前深度偏移处理与原处理剖面效果对比（整体）

临湘-黄陂（2006-LH）测线整体看信噪比较低，其中柯理、簰洲构造地震反射波组较强，特征清楚，层次较全。测线两端江南造山带和秦岭－大别造山带受地表和地下地质条件复杂影响，资料信噪比较低，品质较差。簰洲构造局部剖面，从新老剖面段对比可以看出：新剖面的波组特征、反射层成像效果以及资料的信噪比和老剖面相比有所提高（图3-43）。

松滋-安陆（2006-SA）测线整体看信噪比较低，其中荆州－大冶对冲干涉带资料品质较好，地震反射层次齐全，易于对比解释，测线两端湘鄂西褶皱带和秦岭－大别造山带受地表和地下地质条件复杂影响，资料信噪比较低，品质较差。从新老剖面段（钟祥弧形褶冲带局部）对比可以看出：新剖面的波组特征、断裂结构、深层成像效果和老剖面相比有所改善（图3-44）。

（四）对处理措施的建议

通过对二维剖面的叠前道集处理和叠前深度偏移处理，在资料的处理方面有如下的建议：

a.地震资料处理做好前期分析、落实处理重点和需要解决的地质问题，在此基础上确定采取的处理流程，有针对性地开展各项处理方法和参数试验。因此，处理过程中与地质解释的结合对于资料处理至关重要。

b.对于跨度大的二维资料处理做好表层静校正非常重要，因此建议在表层校正量统一求取上做好工作，微测井采集和后期基于地震数据的表层校正量拾取配合应用，能够有效改善复杂山地的信噪比。

c.叠前道集处理中的振幅、相位、频率等子波的地表一致性处理尤其是不同年度、不同观测系统、不同激发接收因素的资料拼接处理，首先要做好区块间的子波整形和地表一致性处理，才能保证最终的成像真实可靠。

d.针对大剖面横向跨度大，部分构造凹陷地层埋藏深、能量弱的特点，以及断阶部位地层倾角大、横向速度变化大的特点，开展叠前深度域成像处理，对进一步改善构造复杂部位及深层构造成像可以起到关键的作用。先进的叠前深度偏移成像技术无论是在二维处理还是三维处理中都是最佳的成像方法选择。采用克希霍夫积分法叠前深度偏移，或者更加保真保幅算法的波动方程叠前深度偏移，能够最大限度地实现复杂构造的正确成像。叠前深度偏移能够有效解决速度存在横向变化时复杂构造的成像问题。经过叠前深度偏移后的地震数据，不仅进行了准确的空间上的归位，同时还提供了可靠的速度场信息。与时间偏移剖面相比，深度偏移剖面具有地下构造真实、直观、便于解释等特点。