TCI 320-2024 深海寬頻地震成像技術(shù)規(guī)范

深海寬頻地震成像技術(shù)規(guī)范2024-04-08發(fā)布2024-04-08實施中國國際科技促進會發(fā)布IT/CI320-2024 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語及定義 14深海資料保幅處理 25深海變深度纜波場延拓校正 46變深度纜鬼波壓制 5T/CI320-2024本文件按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)則起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由中國石油大學（華東）提出。本文件由中國國際科技促進會歸口。本文件主要起草單位：中國石油大學（華東）、中海油研究總院有限責任公司、中國地質(zhì)大學（武漢）、中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所、中海油田服務(wù)股份有限公司物探事業(yè)部。本文件主要起草?：符力耘、葉云飛、顧漢明、劉暢、麻志國、李卿卿、焦振華、孫雷鳴、魏偉、杜啟振。本文件為首次發(fā)布。1T/CI320-2024深海寬頻地震成像技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了深海寬頻地震成像的技術(shù)要求、技術(shù)參數(shù)和技術(shù)指標，包括深海寬頻資料處理、波動方程延拓校正、波動方程鬼波壓制等技術(shù)環(huán)節(jié)。擬制訂的標準包括規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義。本文件適用于海洋地質(zhì)、資源、環(huán)境調(diào)查三維地震數(shù)據(jù)成像，其他目的的海上三維地震數(shù)據(jù)處理可參照使用。2規(guī)范性引用文件本文件沒有規(guī)范性引用文件。3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1深海deepsea深海（或稱深水通常由深海相關(guān)行業(yè)根據(jù)行業(yè)特點和技術(shù)水平做出定義。海洋油氣勘探定義水深從300m至1500m的海洋為深海，1500m以深為超深海。3.2寬頻broadband本標準寬頻指可達5個倍頻程地震信號。3.3鬼波ghostwave又稱虛反射，是指水中激發(fā)或來自深部的上行波，經(jīng)海平面反射，水聽器接收到的聲波信號。3.4變深度纜variable-depthstreamer拖纜上各水聽器沉放深度不同。3.5鏡像道集mirrorgather是指通過鏡像波場延拓，將地震數(shù)據(jù)延拓到鏡像纜位置生成的道集。3.6偏移孔徑migrationaperture偏移孔徑是地震成像領(lǐng)域中的重要概念，是指偏移算子計算的最大空間范圍。3.72T/CI320-2024空間采樣spatialsampling空間采樣是指在進行地震勘探等地球物理領(lǐng)域?qū)嶒灮驕y量時，對地質(zhì)模型進行離散化采樣的過程。3.8疊前時間偏移prestacktimemigration疊前時間偏移是指根據(jù)地震波在地下不同速度介質(zhì)中傳播的特性，對疊前地震數(shù)據(jù)進行時間域偏移成像，實現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造空間歸位的過程。3.9疊前深度偏移prestackdepthmigration疊前深度偏移是指根據(jù)地震波在地下不同速度介質(zhì)中傳播的特性，對疊前地震數(shù)據(jù)進行深度域偏移成像，實現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造空間歸位的過程。3.10邊界元法boundaryelementmethod一種繼有限元法之后發(fā)展起來的一種新數(shù)值方法，與有限元法在連續(xù)體域內(nèi)劃分單元的基本思想不同，邊界元法是只在定義域的邊界上劃分單元，用滿足控制方程的函數(shù)去逼近邊界條件。3.11Tau-p變換Tau-ptransformTau-p變換是一種線性變換，是對時空域的地震數(shù)據(jù)按不同的斜率p和截距時間Tau作切線，然后傾斜疊加，形成Tau-p域數(shù)據(jù)。3.12拉東變換radontransform一個積分變換，它將定義在二維平面上的一個函數(shù)f(x,y)沿著平面上的任意一條直線做線積分，相當于對函數(shù)f(x,y)做CT掃描。4深海資料保幅處理4.1數(shù)據(jù)預處理包括如下內(nèi)容/要求：a)地震資料與導航資料合并：完成數(shù)據(jù)的解編、加載，并核對導航文件與觀測系統(tǒng)，通過首道疊加剖面、全疊加剖面、覆蓋次數(shù)屬性圖、最大最小偏移距屬性圖、水深屬性圖等多種途徑檢查數(shù)據(jù)完整性和正確性，建立處理工區(qū)。b)球面擴散振幅補償：對地震資料進行球面擴散振幅補償，提升深層反射信號能量，使淺、中、深層的信號能量均衡。3T/CI320-2024c)去氣泡及子波零相位化：對深海地震數(shù)據(jù)進行去氣泡處理，消除原始震源子波主脈沖后續(xù)的氣泡效應，改善資料信噪比；對資料進行零相位化處理，滿足地震資料定量解釋的要求。4.2噪音衰減包括如下內(nèi)容/要求：a)涌浪噪音壓制:涌浪噪音是由于海上采集過程中海水不平靜造成的，尤其是電纜拖拉過程中海浪的影響。通常涌浪噪音有特定的分布時窗，可根據(jù)給定時窗內(nèi)的振幅差異來壓制。計算時窗內(nèi)振幅與周圍地震道平均振幅之間的差異，依據(jù)給定的門檻值判斷振幅是否異常。要求采用多道統(tǒng)計和門檻值測試，避免損傷有效信號，達到相對保幅。b)線性噪音衰減：直達波、側(cè)面線性干擾、面波等都屬于線性噪音，其視速度與反射波視速度存在差異。當原始炮集中存在比較嚴重的線性干擾時，要求進行單炮分析，找出線性噪音的主要頻率分布以及視速度特征，利用其與反射波的差異壓制線性噪音。c)外源干擾噪音壓制：海上鉆探活動或地震采集船船只航行導致外源聲波噪音，干擾深部地震反射。外源干擾一般在單炮內(nèi)相關(guān)，在炮間不存在相關(guān)性。當原始炮集中存在比較嚴重的外源干擾時，要求進行頻率域空間預測誤差濾波，壓制外源干擾。4.3多次波壓制包括如下內(nèi)容/要求：a)海底多次波壓制：要求基于模型驅(qū)動壓制深海環(huán)境的海底多次波，突出有效信號。b)海面多次波壓制：要求基于數(shù)據(jù)驅(qū)動壓制海面多次波，適用于寬方位、窄方位等各種數(shù)據(jù)類型。c)剩余多次波壓制：對于多次波發(fā)育地區(qū)，要求根據(jù)偏移成像道集和剖面，確定剩余多次波的分布，采用高分辨拉東變換，疊前進一步壓制多次波。4.4時間域速度建模與疊前時間偏移處理包括如下內(nèi)容/要求：a)目標線偏移速度分析：建立初始速度模型。b)高密度偏移速度分析：加密主測線、聯(lián)絡(luò)測線速度分析點的密度，對成像道集進行精細處理，提升速度譜的精度，細化速度模型。c)多輪次偏移速度分析：進行三次以上的疊前時間偏移速度分析，保證速度拾取的精細程度，校正速度誤差，更新速度模型。d)各向異性參數(shù)分析：選取不同偏移孔徑開展各向異性參數(shù)分析，建立時間域各向異性速度模型。e)各向異性時間偏移：通過各向異性疊前時間偏移，提升斷層及構(gòu)造歸位精度。f)偏移后噪音壓制，根據(jù)噪音類型制定針對性的方案進行噪音壓制，去除時間偏成像道集上的殘余噪聲。4T/CI320-20244.5深度域速度建模與疊前深度偏移處理包括如下內(nèi)容/要求：a)淺層偏移速度建模：通過初至波走時層析，引入合適的正則化項，提升淺層速度反演結(jié)果的穩(wěn)定性。b)中深層各向異性速度建模：進行反射波波動方程層析，提高速度分析的分辨率和精度，改善小斷裂成像精度。c)各向異性疊前深度偏移：提升地下構(gòu)造的成像精度，是高分辨率、高精度處理的關(guān)鍵步驟。d)疊前深度逆時偏移：提升復雜高陡構(gòu)造成像能力，顯著改善成像質(zhì)量，提高復雜斷裂、高陡地層成像精度。e)偏移后處理：使用反Q濾波提高偏移后疊加剖面的分辨率，進行精細的道集切除，得到高質(zhì)量剖面。5深海變深度纜波場延拓校正5.1纜深漂移校正洋流和海浪導致電纜漂移，引起地震波走時擾動，影響鬼波壓制效果，需要進行纜深漂移校正，要求準確識別電纜漂移量。包括如下內(nèi)容/要求：a)建立水層速度模型：結(jié)合導航文件和海洋聲速測量數(shù)據(jù)等資料建立合理的水層速度模型，描述地震波在水體中的傳播特性。b)纜深漂移校正：根據(jù)SPS文件，校正深海采集過程中各個水聽器的位置誤差，消除其空間位置變化產(chǎn)生的走時擾動，實現(xiàn)三維地震數(shù)據(jù)相位和振幅的一致性處理。5.2崎嶇海底波場時差校正崎嶇海底引起地震波走時擾動，明顯改變地震數(shù)據(jù)的陷波特征，需要進行波場時差校正，要求精確刻畫任意不規(guī)則海底地形。包括如下內(nèi)容/要求：a)建立海底地形模型：根據(jù)聲吶數(shù)據(jù)或海底反射數(shù)據(jù)成像，建立海底地形模型。b)計算時差校正參數(shù)：通過波動方程計算海底起伏引起的波場時差。c)應用校正參數(shù)：根據(jù)計算得到的時差校正參數(shù)，對觀測數(shù)據(jù)進行相應的時差校正處理，將不同位置的地震波到達時間校正到一個統(tǒng)一的水平面上。5.3變深度纜邊界元法保幅波場延拓波數(shù)域或Tau-p域的鬼波壓制均要求纜是水平的，需要斜纜到平纜的波場延拓校正，常規(guī)幾何射線靜校正誤差很大，高精度的保幅波場解析延拓要求精確刻畫任意不規(guī)則形狀拖纜。包括如下內(nèi)容/要求：a)建立變深度纜水層速度模型：以變深度纜面為底邊界，建立水層速度模型。b)波場法向梯度計算：變深度纜接收波場沿纜面求法向?qū)?shù)，得到波場法向梯度。5T/CI320-2024c)波動方程波場延拓：利用頻率域邊界元法，通過邊界積分公式回代將變深度纜波場延拓到水面下平纜波場，在延拓過程中，需要對纜的兩端進行衰減處理，消除邊界截斷對波場延拓的影響。6變深度纜鬼波壓制目前用于深海寬頻變深度拖纜采集數(shù)據(jù)鬼波壓制的方法包括高效低精度的鏡像道集聯(lián)合反褶積、低效高精度的Tau-p域最小二乘迭代反演和高效高精度的Born序列逼近波數(shù)域波動方程延拓等方法，三種方法的技術(shù)規(guī)范流程及要求如下。6.1鏡像道集聯(lián)合反褶積鬼波壓制該方法計算效率高，但要求準確估算鬼波時間延遲量。包括如下內(nèi)容/要求：a)鏡像道集生成：通過變深度纜鏡像延拓將地震數(shù)據(jù)延拓到鏡像纜的位置，生成鏡像道集。b)鬼波時間延遲估計：基于原始道集和鏡像道集分別估計最小/最大相位算子，據(jù)此反演鬼波延遲時差。c)時空域聯(lián)合反褶積：根據(jù)鬼波延遲時差進行時空域反褶積，得到壓制鬼波后的一次波信號，進而聯(lián)合原始數(shù)據(jù)，估計鬼波記錄。d)鬼波延遲時差校正：根據(jù)一次波和鬼波記錄，估計更準確的鬼波延遲時差，重新進行聯(lián)合反褶積，壓制鬼波。6.2高精度Tau-p域最小二乘迭代反演鬼波壓制該方法將入射角引入鬼波延遲時差計算，明顯改善估算精度，但鬼波算子在陷波頻率附近存在奇異性，導致數(shù)值不穩(wěn)定和很強的數(shù)值噪音，最小二乘迭代反演改善鬼波壓制精度，但降低了計算效率。包括如下內(nèi)容/要求：a)數(shù)據(jù)Tau-p變換：將原始地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到Tau-p域，其中Tau表示時間，p表示傾角。b)Tau-p域鬼波時差估計：通過纜深和水速，估計不同傾角平面波的鬼波延遲時差。c)Tau-p域鬼波壓制：根據(jù)鬼波延遲時差，在Tau-p域進行最小二乘迭代反演壓制鬼波，反演過程中引入正則化項解決數(shù)值穩(wěn)定問題。6.3Born序列逼近波數(shù)域波動方程延拓自適應鬼波壓制通過鬼波算子Born序列逼近來規(guī)避數(shù)值奇