基于二維疊前深度偏移的海洋寬線成像技術(shù)

基于二維疊前深度偏移的海洋寬線成像技術(shù)

寬線地震勘探技術(shù)首先由法國ggc提出，并在世界各地廣泛應(yīng)用。1地震觀測系統(tǒng)和土壤下方元定義1.1不同寬線地震勘探觀測系統(tǒng)單、單、雙從南海北部灣盆地以雙源三纜采集的三維地震數(shù)據(jù)中選取一條航海線作為本次試驗數(shù)據(jù),用于模擬常規(guī)二維(單源單纜)和不同寬線地震勘探觀測系統(tǒng)(單源雙纜、單源三纜、雙源雙纜、雙源三纜)情況。采集基本參數(shù):纜間距100m,纜長6000m,纜沉放深度為7m,每纜480道,道間距12.5m,最小偏移距165m;震源深度為6m,雙源交替放炮,炮點間隔25m。采集面元6.25m×25m,三維面元名義覆蓋次數(shù)為60。1.2海洋寬線、cdp線數(shù)據(jù)處理對于二維海洋拖纜地震資料,處理時一般不考慮炮點和檢波點位置的漂移,把它們假定放在理想的直線上進行偏移距和CMP點計算。對于三維海洋地震資料,根據(jù)每個接收道的炮點和檢波點的實際坐標(biāo)進行地下面元劃分,每個面元滿足一定的覆蓋次數(shù),保證在三維偏移處理孔徑范圍內(nèi),有足夠的縱向和橫向道數(shù)據(jù)。海洋寬線是介于海洋二維地震與三維地震之間,縱向上與二維一致,但橫向上具有極有限的道數(shù)據(jù)。顯然,海洋寬線地震資料處理不能直接沿用二維或三維地震數(shù)據(jù)處理流程。對于寬線地下面元劃分,我們先按照三維觀測系統(tǒng)進行地下面元定義,處理面元大小定義為12.5m×25m。對于CDP線方向的定義,由于羽角的影響,各道CDP點偏離采集方位,遠偏移距道偏離較大。采用了兩種方案,一種是按整塊三維采集方位角定義CDP線方向,另一種是根據(jù)本航海線實際炮點坐標(biāo)直線擬合結(jié)果定義CDP線方向,兩者略有差異,但后者可以確保大部分近道CDP點分布在該線上。在處理流程與參數(shù)一致的條件下,兩種方式的偏移結(jié)果見圖1和圖2。第二種線方向定義方式更合理,在淺部偏移成像效果更好。按照此網(wǎng)格參數(shù)進行地震-導(dǎo)航合并以及地下面元劃分處理后,各接收道具有精確的炮點、檢波點坐標(biāo)、偏移距以及線道信息。2重疊前深度偏移和寬線地震數(shù)據(jù)的研究2.1寬線法偏移成像剖面的偏移距與常規(guī)二維偏移處理的比較,主要表現(xiàn)為采用二維Kirchhoff積分法疊前深度偏移算法,進行兩組試驗。試驗一:基于一源二纜地震數(shù)據(jù),采用二維Kirchhoff積分法疊前深度偏移算法進行兩種不同流程的試驗。流程1:對一源二纜所獲得的兩條CDP線,分別進行二維疊前深度偏移處理,然后再進行疊加。流程2:兩條CDP線數(shù)據(jù)合并在一起直接進行二維疊前深度偏移成像。圖3是兩種流程的偏移成像剖面,其成像結(jié)果一致。這里需要說明的是寬線處理的偏移距取值不同于常規(guī)二維處理。常規(guī)二維偏移的偏移距一般是根據(jù)道間距與最小偏移距按直線推算出來的。本次處理是根據(jù)炮點與接收點的位置計算得到的真實準確偏移距值。兩者計算出的地下反射點和旅行時存在較大差異,且這種差異隨著拖纜長度的增加而增大。準確的偏移距有利于PSDM處理旅行時的正確計算。試驗二:不斷增加輸入數(shù)據(jù)量,從一源一纜單線(60次覆蓋)增加到二源三纜寬線(360次覆蓋),來自不同源纜的數(shù)據(jù)合并在一起進行二維深度偏移處理,以考察疊加次數(shù)對成像結(jié)果的影響。輸入數(shù)據(jù):一源一纜(S1C1),一源二纜(S1C2),一源三纜(S1C3),二源二纜(S2C2),二源三纜(S2C3)。不同輸入數(shù)據(jù)量的二維成像結(jié)果(圖4)顯示:隨著輸入疊加次數(shù)的增加,剖面信噪比越來越高,反射界面(包括基底)與斷層成像越來越清晰。信噪比曲線(圖5)也可以看出,成像結(jié)果的信噪比隨著輸入疊加次數(shù)的增加而增加,二源二纜及以上數(shù)據(jù)量的成像結(jié)果信噪比改善明顯。本試驗顯示成倍增加覆蓋次數(shù)可以改善剖面質(zhì)量,這一定程度上反映了海洋寬線的有效性。2.2輸出多點共成像點/cip線方式采用三維Kirchhoff積分法疊前深度偏移算法,設(shè)置兩組試驗(試驗三、試驗四)。試驗三:輸入同樣的一源二纜寬線地震道集,采用三維疊前深度偏移算法,按大小網(wǎng)格參數(shù)進行成像輸出。參數(shù)一:按三維處理網(wǎng)格參數(shù)(12.5m×25m),輸出多條共成像點(CIP)單線再疊加。參數(shù)二:考慮到拖纜的漂移,按宏面元參數(shù)(12.5m×600m),輸出一條成像線。圖6是兩種輸出方式三維偏移成像剖面。顯而易見,按宏面元輸出到一條CIP線在淺層產(chǎn)生假頻噪音,深層的成像效果也不夠理想。試驗四:輸入不同數(shù)據(jù)量,從單源雙纜到雙源三纜數(shù)據(jù)逐步增加,按正常三維網(wǎng)格參數(shù)(12.5m×25m)輸出多條CIP線,然后將它們疊加形成寬線成像結(jié)果。目的是考查不同輸入數(shù)據(jù)量對三維偏移結(jié)果的影響。圖7、圖8分別是四組不同輸入數(shù)據(jù)三維寬線成像剖面及其對應(yīng)的信噪比曲線。對比這些圖件可以得出與二維疊前深度偏移處理試驗相似的結(jié)論,即隨著輸入數(shù)據(jù)量的增加,信噪比越來越高,整體成像效果越來越好,顯示海洋寬線與陸地寬線一樣可以通過成倍增加覆蓋次數(shù)改善數(shù)據(jù)質(zhì)量。2.3維疊前深度偏移成像剖面的對比試驗五:輸入二源三纜地震數(shù)據(jù),對比二維與三維疊前深度偏移處理的成像結(jié)果。二維處理:來自不同源和纜的數(shù)據(jù)合并在一起進行二維疊前深度偏移處理。三維處理:按小網(wǎng)格參數(shù)進行三維偏移處理,輸出多條CIP線,然后再疊加,形成寬線成像剖面。圖9、圖10、圖11分別是兩種處理的結(jié)果剖面、相應(yīng)的信噪比曲線以及頻譜圖。從剖面上看,兩者成像效果比較接近,三維疊前深度偏移處理剖面上在一些局部看起來稍清晰,但從信噪比曲線上看,二維疊前深度偏移成像結(jié)果更高。綜合以上試驗,在海洋寬線成像處理中,選取二維疊前深度偏移處理結(jié)果優(yōu)于三維處理結(jié)果,宏面元輸出的三維疊前深度偏移處理結(jié)果欠佳。3維kirchhoff成像處理南海北部灣盆地以往采集的區(qū)域二維地震資料大多數(shù)信噪比較低,地震資料質(zhì)量難以滿足區(qū)域地質(zhì)條件研究的需要。2013年在北部灣盆地實施了“一源雙纜”海洋寬線地震資料采集。圖12是采用前述的二維Kirchhoff積分法疊前深度偏移處理進行成像處理的結(jié)果。對比相同位置疊前時間偏移老資料(圖13),可以看出寬線處理結(jié)果在三個方面改善明顯:(1)信噪比明顯提高,不論從剖面對比還是從定量信噪比分析圖(圖14)上都顯示出寬線結(jié)果的信噪比改善明顯,尤其是小于15Hz低頻段;(2)中深層有效反射能量增強,同相軸連續(xù)性變好,波組特征清晰;(3)成像效果改善明顯,斷點歸位效果好,斷層清楚,基底成像清晰。從頻譜對比圖(圖14)上可以看出寬線結(jié)果振幅譜帶寬明顯高于以往資料。4海洋寬線三維深度偏移處理考慮到洋流引起的纜線漂移,根據(jù)實際炮點位置進行直線擬合是確定寬線地震資料CDP面元線方向的一種有效而合理的方式。在海洋寬線成像處理中,選取二維Kirchhoff疊前深度偏移是適合海洋寬線地