東沙海區(qū)淺層剖面資料的改進(jìn)處理.docx

1、文章編號(hào)：1001-1986(2013)03-0072-03東沙海區(qū)淺層剖面資料的改進(jìn)處理薛花，文鵬飛(國土資源部海底礦產(chǎn)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局，廣東廣州510760)摘要：針對淺地層剖面儀在東沙海區(qū)采集的淺層剖面資料中出現(xiàn)的隨機(jī)干擾、大值干擾等問題，通過去噪處理手段進(jìn)行了有效的壓制，消除了干擾波對原始資料的污染；針對由于間隔性采集和處理對原始資料造成的時(shí)間延退現(xiàn)象，通過時(shí)移校正方法進(jìn)行了處理；針對剖面中炮號(hào)與相應(yīng)導(dǎo)航文件中的FIX號(hào)不存在對應(yīng)關(guān)系的情況，通過提取道頭時(shí)間、導(dǎo)航時(shí)間并在FOCUS模塊中編寫相應(yīng)程序，將剖面中炮號(hào)與FIX號(hào)的關(guān)系建立起來.改進(jìn)處理后的淺層割面資料為地質(zhì)

2、分析與解釋提供了較好的基礎(chǔ)資料.關(guān)鍵詞：淺層剖面；去噪；延時(shí)校正；割面連接中圖分類號(hào)：P631文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI:10.3969/j.issn.l001-1986.2013.03.017ShallowsectiondataprocessinginDongshaareaXUEHua,WENPengfei(KeyLaboratoryofMarineMineralResources,MinistryofLandandResourcesGuangzhouMarineGeologicalSurvey,Guangzhou510760,China)Abstract:Inthispaper,shallows

3、ectiondatainDongshaareahavebeenprocessedandstudied.Randomandbiginterferenceswereeffectivelysuppressedthroughprocessing.Thecontaminationofinterferencewavetooriginaldatawaseliminated.Themainproblemssolvedinprocessingweredelaycorrection,thecorrelationofanchorpointandeachtrace,profileconnectionetc.,prov

4、idingbasisforsubsequentgeologicalanalysisandinterpretationofshallowstratigraphicprofiledata.Keywords:shallowsection;noisesuppression;delaycorrection;profileconnection收稿日期：2012-02-07作者簡介：薛花(1985-),女，湖北荊門人，碩上，助理工程師，從事海洋地震資料處理及波動(dòng)方程偏移成像研究目前，針對海上單道、多道地震資料的處理研究較多，鮮見對淺層剖面資料處理方法的報(bào)道。以往的淺地層剖面資料沒有記錄過原始數(shù)據(jù)，因此也沒有

5、進(jìn)行過處理，只能對紙質(zhì)剖面進(jìn)行解釋。廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局引進(jìn)德國ATLAS公司生產(chǎn)的ParasoundP70全海域參量淺地層剖面儀并應(yīng)用于正式生產(chǎn)。該設(shè)備采用了差頻技術(shù)，具有波束窄、穿透強(qiáng)和分辨率高等特點(diǎn)，其換能器固定安裝在海洋六號(hào)船底，可用于海洋區(qū)域淺地層結(jié)構(gòu)、淺層氣和淺地層斷裂發(fā)育情況的調(diào)查，對海底沉積物分層結(jié)構(gòu)進(jìn)行連續(xù)探測，從而獲得高分辨的淺地層剖面。但是，該儀器采集到的淺層剖面資料也存在隨機(jī)干擾和大值干擾、原始資料時(shí)間延遲、剖面中炮號(hào)與相應(yīng)導(dǎo)航文件中的FIX號(hào)不存在對應(yīng)關(guān)系等問題,給資料解釋帶來一些困難。因此本文借鑒前人單道地震資料的處理方法，對淺層剖面資料進(jìn)行了改進(jìn)處理，為地質(zhì)分析與解

6、釋提供了較好的基礎(chǔ)資料。1淺地層剖面儀性能概述淺地層剖面儀是在超寬頻海底剖面儀基礎(chǔ)上改進(jìn)的，可對海洋、江河、湖泊底部地層進(jìn)行剖面顯示。該儀器的地層分辨率較高，可以任意選擇掃頻信號(hào)組合，現(xiàn)場實(shí)時(shí)設(shè)計(jì)、調(diào)整工作參量，可在淺層海洋地質(zhì)調(diào)查、地球物理勘探和海洋工程等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。工作時(shí)，設(shè)置在探測船上或其拖曳體上的換能器向水下發(fā)射大功率低頻脈沖聲波；接收回波信號(hào)的時(shí)間和強(qiáng)度，通過對回波信號(hào)的放大和濾波等處理后，送入記錄器，就可以在移動(dòng)的干式記錄紙上顯現(xiàn)不同灰度的點(diǎn)組成的地層剖面。相比淺層地震和地質(zhì)雷達(dá)而言3勺，淺地層剖面儀穿透地層的深度偏小，但是縱向分辨率較高，可達(dá)1530cm,特別適合海洋地質(zhì)調(diào)查。

7、該儀器能對海底沉積物分層結(jié)構(gòu)進(jìn)行連續(xù)探測，從而能獲得高分辨的淺地層剖面。2淺層剖面的處理難點(diǎn)東沙海區(qū)淺層剖面資料的分辨率相當(dāng)高，有效波頻帶范圍在20006000Hz,主頻約為4500Hz,按1/4波長計(jì)算，分辨率可達(dá)620cm。以低頻涌浪干擾、大值干擾為主要干擾。根據(jù)工區(qū)地質(zhì)條件，結(jié)合以往地震調(diào)查資料處理經(jīng)驗(yàn)，其資料處理難點(diǎn)主要有:a. 海洋環(huán)境噪音涌浪噪音、外源干擾等多種海洋環(huán)境噪音干擾對資料的信噪比造成很大的影響，而有效壓制各種噪音干擾.提高資料信噪比是資料處理的關(guān)鍵問題之一。b. 大值干擾由于海況或其他儀器同時(shí)施工引起的大值異常很大程度上影響r淺剖面資料的信噪比，選取合適的去大值的處理方

8、法是解決淺剖資料大值異常問題的關(guān)鍵。C.時(shí)間延遲的影響由于間隔性采集以及量程等原因，往往對野外采集數(shù)據(jù)進(jìn)行了延時(shí)記錄，使得在監(jiān)視剖面上不能正確反映反射波的深度與時(shí)間，這樣不利于后續(xù)資料的處理和解釋。因此，有必要對野外采集數(shù)據(jù)進(jìn)行延時(shí)校正,消除由于上述原因?qū)υ假Y料造成的時(shí)間延退現(xiàn)象。d. 定位點(diǎn)FIX號(hào)與各道的對應(yīng)關(guān)系在淺剖面定位數(shù)據(jù)上，-般是按FIX號(hào)來確定當(dāng)時(shí)的具體位置的。由于SEGY數(shù)據(jù)沒有記錄FIX號(hào)，因此處理后得到的剖面無法與實(shí)際目標(biāo)區(qū)域的位置坐標(biāo)相對應(yīng)，不便于后續(xù)資料解釋，這就需要建立FIX號(hào)與各道的關(guān)系。e. 剖面連接由于儀器本身的原因，每小時(shí)需要更換文件名記錄.所以一條測線往往

9、由幾個(gè)數(shù)據(jù)文件組成。大多數(shù)情況下每條測線由3個(gè)數(shù)據(jù)文件組成，少數(shù)測線由4個(gè)甚至5個(gè)數(shù)據(jù)文件組成，在處理時(shí)需要對這些文件進(jìn)行連接。3淺地層剖面資料的改進(jìn)處理方法3.1噪音壓制頻率濾波的對消除有效波頻帶外的干擾頻率效果明顯。圖1是原始資料頻譜圖，可以看出有效波的高裁頻在52005500Hz、低截頻在2300-2500Hz,確定淺層剖面數(shù)據(jù)資料的有效頻帶范圍23002500Hz和52005500Hz。圖2是涌浪干擾壓制前后的對比圖，經(jīng)過濾波后隨機(jī)噪音被有效壓制。對于大值異常干擾則采用對一定空間內(nèi)振幅求中值的方法，該方法適合本區(qū)的大值特點(diǎn)。圖3是大值干擾壓制前后的對比圖。圖1原始資料頻譜圖Fig.lS

10、pectrumoforiginaldata2500500075001000012500頂率/Hz()(b)圖2涌浪干擾壓制前(a)后(b)對比圖Fig.2Comparisonbefore(a)andafter(b)wavesinterferencesuppression圖3大值干擾壓制前(a)后(b)對比圖Fig.3Comparisonbefore(a)andafter(b)suppressionofbiginterferencevalue3.2延時(shí)校正野外淺層剖面儀記錄的數(shù)據(jù)，由于是間隔性采集和量程等原因，往往對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行了延時(shí)i己錄,使得在監(jiān)視剖面上不能正確反映反射波的深度與時(shí)間，不利于

11、后續(xù)資料的處理和解釋。因此有必要對野外采集數(shù)據(jù)進(jìn)行延時(shí)校正，消除原始資料的時(shí)間延遲現(xiàn)象。利用Focus5.4地震資料處理系統(tǒng)中的STATIC模塊，可以消除時(shí)間延遲的影響，改善記錄初至的扭曲、錯(cuò)斷現(xiàn)象。圖4為延時(shí)校正處理前后的對比圖。地弓圖4延時(shí)校正前(a)后(b)對比圖Fig.4Comparisonbefore(a)andafter(b)delaycorrection3.3確定FIX號(hào)與各道的對應(yīng)關(guān)系在淺剖定位數(shù)據(jù)上，一般是按FIX號(hào)來確定當(dāng)時(shí)的具體位置。由于SEGY數(shù)據(jù)沒有記錄FIX號(hào)，這樣在進(jìn)行處理后得到的剖面無法與實(shí)際目標(biāo)區(qū)域的坐標(biāo)相對應(yīng)，不便于后續(xù)資料解釋。因此需要建立FIX號(hào)與各道的

12、關(guān)系。利用Focus5.4地震資料處理系統(tǒng)編寫模塊程序提取每條剖面的地震道頭時(shí)間和相對應(yīng)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)時(shí)間，利用Focus5.4地震資料處理系統(tǒng)編寫特殊處理程序，最終形成一個(gè)記錄道與FIX號(hào)相對應(yīng)的關(guān)系表。由于每個(gè)FIX號(hào)對應(yīng)多個(gè)記錄道，且對應(yīng)道數(shù)不盡相同，因此在實(shí)際工作中還需對FIX號(hào)乘某個(gè)系數(shù)，使其能與記錄道號(hào)一一對應(yīng)。圖5a是原始測線的剖面圖，圖5b是定位后測線的剖面圖。3.4剖面連接淺剖記錄的每條測線往往由幾個(gè)數(shù)據(jù)文件組成，大多數(shù)情況下每條測線由3個(gè)數(shù)據(jù)文件組成，少數(shù)測線由4個(gè)甚至5個(gè)數(shù)據(jù)文件組成，在處理時(shí)需要對這些文件進(jìn)行連接。由于一條測線中各個(gè)數(shù)據(jù)文件的起始道號(hào)相同，所以不能用道號(hào)直接

13、對各個(gè)數(shù)據(jù)文件進(jìn)行連接，只有經(jīng)過賦FIX號(hào)后利用FIX號(hào)與道號(hào)建立的對應(yīng)關(guān)系，使用具有唯一性的FIX號(hào)對這些數(shù)據(jù)文件進(jìn)行連接。在Focus5.4地震資料處理系統(tǒng)中，編寫對應(yīng)的模塊程序，將已賦FIX號(hào)的分段測線有效的連接起來，便于后續(xù)地質(zhì)分析解釋。圖6a為原始測線分段剖面圖，對分段數(shù)據(jù)分別進(jìn)行交互處理，并賦FIX號(hào)后，將分段數(shù)據(jù)進(jìn)行連接，圖6b為處理并連接后的剖面圖。4結(jié)語淺層剖面資料經(jīng)過改進(jìn)處理后，成像效果更直觀清晰，這對進(jìn)行地質(zhì)分析及解釋具有重要意義。利用淺層剖面資料可識(shí)別天然氣水合物層、天然氣滲漏或擴(kuò)散引起的沉積物聲學(xué)異常特征（如聲混濁、空白帶、炮號(hào)炮號(hào)0=圖4?蕓V叵您0鑒怫1.721.

14、741.761.781.80修掾掾提盤二0二61906609.6I爵S00E6-P寸699“_9號(hào)-及W-31卜8_0L2S號(hào)9W炮圖6原始測線分段剖面圖(a)和分段數(shù)據(jù)處理并連接后的剖面圖(b)Fig.6Theoriginallinesegment(a)andsectionafterprocessingandconnectionofsegmenteddata(b)(下轉(zhuǎn)第78頁)又剛好與異常體在地表的投影對應(yīng)。而圖2中的異常響應(yīng)中心變成了圖3、圖5的梯度帶，可見圖3、圖5相對于圖2對異常體的圈定更加清晰、明確。從圖2執(zhí)行X方向二次求導(dǎo)和拉普拉斯算子后得到的圖4、圖6中可以看出，梯度帶變得更加

15、集中緊密，異常中心的邊緣得到了顯著的增強(qiáng)?？梢?，通過執(zhí)行一次求導(dǎo)和梯度算子得到的異常響應(yīng)對圈定異常范圍有很明顯的幫助，而通過執(zhí)行二次求導(dǎo)和拉普拉斯算子更有利于異常中心的確定。3結(jié)語當(dāng)?shù)叵麓嬖谂c圍巖電阻率有一定差別的異常體時(shí)，地表所觀測到的總電位分布是不均勻的，其輪廓模糊不清，異常體中心位置無法準(zhǔn)確判斷。當(dāng)沿等值線梯度變化劇烈的方向求一次導(dǎo)數(shù)和梯度算子，異常響應(yīng)范圍的邊緣更加清晰，這對其異常響應(yīng)圈定和異常范圍的判斷很有利，而通過執(zhí)行二次求導(dǎo)和拉普拉斯算子更有利于異常中心的確定。通過對電法勘探中異常響應(yīng)沿等值線梯度變化劇烈的方向求一次導(dǎo)數(shù)、二次導(dǎo)數(shù)以及執(zhí)行梯度算子、拉普拉斯算子可以達(dá)到快速、準(zhǔn)確地

16、確定異常的中心位置以及圈定異常的范圍，這對提高地質(zhì)解釋的正確度和精確度起到了積極的作用。參考文獻(xiàn)黃仲良.石油重磁電法勘探ML東營：石油大學(xué)出版社，1999.1 HATANAKAH,AONOT,MIZUNAGAH,etal.Three-DimensionalModelingandInversionofthemise-a-la-massedatausingasteelcasingborehole(C/InProceedingsWorldGeothermalCongress.AntalyaTurkey:s.n.,2005.2 趙立文，常棟櫻.電位法井間測試技術(shù)在稠油蒸汽孰中的應(yīng)用一以遼河油區(qū)小洼油田

17、為例J.特種油氣藏，2005,12(5)：46-48.3 USHUIMAK,MIZUNAGAH,TANAKAT.Reservoirmonitoringbya4-DelectricaltechniqueJ.TheLeadingEdge,1999,18(12)：1422-1424.4 張?zhí)靷悾瑥埌琢?采用鉆井套管作電極的非無窮遠(yuǎn)三極剖面法尋找剩余油幾西南石油學(xué)院學(xué)報(bào)，1999,21(1)：35-40.5 凌明友，郝新武，程同軍，等.井-地電位成像技術(shù)研究剩余油分布J.斷塊油氣田，2003,10(4)：55-58.6 馬捷，馮德山，劉海飛，等.井地電位法中變物性參數(shù)異常響應(yīng)的模擬和分析J.物探化探計(jì)

18、算技術(shù)，2010,32(1)：1-6.7 徐凱軍，李桐林.垂直有限線源三維地電場有限差分正演研究J.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：地球科學(xué)版，2006,36(1)：137-141.8 王志剛，何展翔，魏文博.井地直流電法三維數(shù)值模擬中若干向題研究J.物探化探計(jì)算技術(shù)，2006,28(4)：322-327.101王志剛，何展翔，劉昱.井地直流電法三維數(shù)值模擬及異常規(guī)律研究J.工程地球物理學(xué)報(bào)，2006.3(2)：87-92.11 湯井田，張繼鋒，馮兵.井地電阻率法歧離率確定高阻油氣藏邊界J.地球物理學(xué)報(bào)，2007,(3)：926-931.12 戴前偉，陳德鵬，熊健奎，等.垂直線源井地電位探測地下動(dòng)態(tài)導(dǎo)體的三維有限元數(shù)值模擬【幾工程地球物理學(xué)報(bào)，2008,5(6)：643-647.13 陸基孟.地震勘探原理MJ.北京：石油大學(xué)出版社，1993.14 數(shù)學(xué)手冊編寫組.數(shù)學(xué)手冊(M).驚：高等教育出版社，1979.15 ABRAHAMS.CalculusandanalyticgeometryM.3rded.NewYork:Holt,RinehartandWinston,1974.16 劉海飛，陳德鵬，戴前偉，等.連續(xù)電性介質(zhì)線源井-地電位三維有限元數(shù)值模擬J.桂林理I.大學(xué)學(xué)報(bào)，2011,31(1)：28-38.17 戴前偉，陳德鵬，熊建奎，