数据规则化技术在三维地震老资料叠前偏移中的应用

李敏杰

（中国石化中原油田分公司物探研究院，河南 濮阳 457001）

数据规则化技术在三维地震老资料叠前偏移中的应用

李敏杰

（中国石化中原油田分公司物探研究院，河南 濮阳 457001）

数据规则化技术是地震资料处理中的重要技术，它对改善地震数据的面元属性，提高地震资料处理质量具有重要意义。进行叠前时间偏移处理时，更多关注的是偏移速度场精度及偏移参数对偏移成像效果的影响，忽视了不规则空间采样的叠前数据对叠前偏移成像效果的影响。文中在分析叠前数据规则化常用技术方法优缺点的基础上，研究了反假频傅里叶变换的叠前数据规则化方法，实现了陆地地震勘探资料不规则空间采样的叠前数据规则化，满足了叠前时间偏移技术对输入数据的要求，在济源后邓地区稀疏三维地震老资料重新处理中取得了较好的应用效果。

三维地震；数据规则化；稀疏采样；叠前时间偏移

0 引言

随着油气勘探开发程度的深入，地质、解释人员对地震资料的要求不断提高,常规叠后时间偏移资料已难以满足油气精细勘探的需要。叠前时间偏移［1-3］方法从理论上绕开了水平层状介质和剖面为自激自收记录的假设条件，与实际地质情况相符，偏移结果更加真实可靠，与叠前深度偏移［4］相比，速度模型的建立和修正相对简单,偏移结果对速度模型的依赖性较小，计算效率高，现已广泛应用于复杂构造偏移成像处理中［5］。但在该技术应用过程中发现，有些情况下即使进行了精细预处理，建立了较精确的偏移速度场，选取了最佳的偏移处理参数（如偏移孔径、偏移倾角和反假频参数），也难以取得满意的偏移成像效果，这在济源后邓地区三维地震老资料叠前偏移处理中得到了印证。

1 济源后邓地区地震资料概况

济源凹陷后邓地区三维地震资料是由中原油田于1989年冬—1990年春采集完成的。野外地震资料采集采用6线4炮线束状观测系统，仪器总道数240道，检波线距200 m，检波间距50 m；炮线距100 m，炮间距100 m；覆盖次数2×10，面元25 m×50 m。满覆盖面积84.7 km2，总炮数6 688炮，总道数550 400道。原始资料的特点是炮间距、检波间距、炮线距及检波线距较大，覆盖次数少（20次），空间采样稀疏。由于工区障碍物的存在，炮点、检波点位置偏离原来采集设计网格点的现象较多，导致偏移距分布、覆盖次数分布不均匀，振幅能量空间变化较大。利用这样的不规则数据进行叠前时间偏移处理，很容易产生偏移噪声（偏移画弧），致使偏移效果不好，振幅能量横向变化大，难以满足精细勘探的地质要求。通过对原始地震资料的空间属性分析，研究并应用叠前数据规则化技术，解决了该区上述问题，满足了叠前偏移对输入数据的要求，取得了较好的应用效果。

2 叠前数据规则化主要方法和技术

数据规则化技术最初是为了恢复空缺地震道记录、满足多道处理算法（多次波衰减、偏移等）的要求而提出来的。随着叠前时间偏移的广泛应用，数据规则化技术也日趋成熟。常用的叠前数据规则化技术主要有基于抛物线拉冬变换的数据规则化、DMO倾角时差校正的数据规则化、偏移距分布密度的数据规则化和傅里叶变换的数据规则化等。

2.1 基于抛物线拉冬变换的数据规则化方法

基于抛物线拉冬变换的数据规则化方法的特点，都是基于CMP道集的双曲线走时，采用双曲线或抛物线拉冬正反变换、多次迭代来实现叠前数据规则化。该方法计算量比较大，而且远偏移距道的数据重构效果不理想［6-10］。此外，这种方法是在假设水平层状介质的情况下进行的，当地下有倾斜地层时，共面元内的各道不再满足抛物线时距关系，经过数据规则化的叠前数据精度受到怀疑。

2.2 基于DMO倾角时差校正的数据规则化方法

该方法是根据DMO运算可逆的这一特点来实现的。DMO倾角时差校正本来是用来消除地层倾角对叠加成像影响的，但是，它的实现是以波场的传播理论为基础，其运算是可逆的，即DMO的效应可以通过反DMO（即DMO-1）来予以消除，利用这一特点便可以实现地震数据的规则化。由于DMO既可以在时间-空间域实现，也可以在频率-波数域实现，因此，地震数据规则化也就可以在这2个域里实现。前者因采用积分法，在积分过程中由于数据拉伸容易产生假频，后者虽然可以避免假频，但要求规则的观测系统。

1991年，D.Hale［11］通过在DMO积分运算中引入抗假频滤波器，有效避免了积分过程中产生的假频现象。1993年，J.L.Black等［12］提出的保幅DMO算子修正了1984年D.Hale提出的F-K域DMO算子，实现了保幅反DMO，为叠前数据规则化的振幅保持奠定了良好基础。2002年，辛可锋等［13］在借鉴1996年A.Canning等［14］提出的利用DMO实现三维地震数据的规则化和1998年B.Biondi等［15］提出的三维地震数据方位角校正的基础上，从方位角校正的角度入手，利用DMO和反DMO相结合的方法，即采用抗假频的积分法DMO，并在F-K域实现反DMO，对叠前数据进行规则化，目前该方法具有抗假频和振幅保持，以及运算效率高等特点。

2.3 基于偏移距分布密度的数据规则化方法

该方法根据叠前数据每个偏移距的空间分布密度，确定适当的振幅比例因子，对所有的共偏移距数据进行振幅加权处理，即对分布密度大的偏移距数据的振幅乘以较小的比例因子，分布密度小的偏移距数据的振幅乘以较大的比例因子，从而实现地震数据振幅一致性处理［16］。该方法的特点就是消除由于偏移距分布不均而造成的振幅能量差异，叠前数据量在规则化前后没有发生任何改变，适合空间高密度采样的地震数据规则化。

2.4 基于傅里叶变换的数据规则化方法

法国CGG公司GEOVATION 6200地震处理系统中基于二维傅里叶重建的数据规则化方法，是沿着三维数据的InLine和CrossLine两个方向，利用二维正、反傅里叶变换来实现三维叠前数据规则化。步骤为：首先，利用二维傅里叶分解法对输入数据进行变换（输入数据的位置不发生改变）；然后，进行傅里叶反变换把数据投影到一个规则的网格上。该方法采用标准傅里叶变换和去假频傅里叶变换，可以按照不同数据集（炮集、检波点集、偏移距域、CMP道集等）对不同类型的数据（陆地地震数据、海洋地震数据、海底电缆OBC数据、多分量数据等）进行规则化处理。本文就是采用这种方法对叠前不规则偏移距数据进行规则化。

3 应用效果

济源后邓三维工区内村庄、道路、工业区分布密集，这些地面障碍物的存在使得炮点和检波点位置不能按照采集设计中的规则网格布设（见图1），表现为炮点（图中蓝色）、检波点（图中草绿色）空间位置分布不均匀，导致了最小、最大偏移距（见图2），覆盖次数（见图3）和地下CMP点空间位置（见图4）分布不均匀。采用反假频二维傅里叶正反变换，实现叠前数据规则化，使野外跨越障碍物而导致的近偏移距资料缺失的现象得到一定改善，面元内各反射点处于面元中心位置，覆盖次数均匀，振幅能量得到统一。经过叠前时间偏移处理后，偏移画弧现象得以消除，地震反射波振幅属性趋于一致。

图5为数据规则化后的地下CMP点空间位置分布，可以看出数据规则化后地下CMP面元分布均匀。图6为数据规则化前、后偏移距组（500～600 m）内的CMP面元空间分布，可以看出规则化后数据空洞现象得以较好消除。

图7a、图7b分别为数据规则化前、后的CMP道集，规则化后的CMP道集数据反射波同相轴双曲线特征更加清楚，信噪比得到提高。图8为数据规则化前、后的频谱分析，数据规则化前、后频谱形态基本没有改变，说明该方法具有较高的保真性。

图7 CMP道集

图8 数据规则化前、后频谱

图9为数据规则化前、后的叠前时间偏移纯波剖面，通过叠前数据规则化处理后，较好地消除了由于偏移距分布不均造成的振幅强弱变化明显的假象。与数据规则化前的叠前时间偏移剖面相比，数据规则化后的偏移剖面断面波得到较好收敛，断层更加清楚，角度不整合等地质现象更加明显；反射波同相轴连续性增强，振幅能量基本趋于一致，剖面上振幅条带状变化的现象得以消除。成果资料满足了地震解释、综合地质研究和储层预测对地震资料的要求。

图9 叠前时间偏移纯波剖面

4 结束语

在分析总结常用的叠前数据规则化方法优缺点的基础上，研究并应用了反假频傅里叶变换叠前数据规则化方法，较好地解决了不规则陆地地震勘探资料的数据规则化难题，满足了叠前偏移方法对输入数据空间均匀采样的要求，取得了较好的应用效果。此方法不仅可以解决陆地地震勘探数据不规则化问题，而且对海洋地震资料处理也有借鉴作用。

［1］ 曹延军，游洪文，林玉英，等.叠前时间偏移技术及应用［J］.断块油气田，2004，11（5）：21-22.

［2］ 杨春梅，颜军，陈天铸，等.克希霍夫叠前时间偏移技术及应用［J］.断块油气田，2007，14（6）：21-23.

［3］ 朱武.西非深海地区Kirchhoff偏移技术的研究与应用［J］.断块油气田，2008，15（2）：37-39.

［4］ 林明玉，匡斌.叠前深度偏移中的旅行时并行计算技术［J］.断块油气田，2003，10（4）：12-14.

［5］ 郭朝斌，侯春丽，曾红，等.高精度三维深度域成像技术在文卫濮结合部的应用［J］.断块油气田，2002，9（4）：23-25.

［6］ Nurul Kabir M M，Verschuur D J.应用“抛物线Radon变换”恢复空缺道记录：上［J］.赵希刚，译.国外地质勘探技术，1996（4）：5-10.

［7］ Nurul Kabir M M，Verschuur D J.应用“抛物线Radon变换”恢复空缺道记录：下［J］.赵希刚，译.国外地质勘探技术，1996（5）：6-11.

［8］ 王维红，高红伟，刘洪道.均衡抛物线Radon变换法地震道重建［J］.石油地球物理勘探，2005，40（5）：518-522，560.

［9］ 王维红，刘洪.抛物Radon变换法近偏移距波场外推［J］.地球物理学进展，2005，2（2）：289-293.

［10］王维红，裴江云，张剑锋.加权抛物Radon变换叠前地震数据重建［J］.地球物理学报，2007，50（3）：851-859.

［11］Hale D.A nonaliases integral method for dipmoveout［J］.Geophysics，1991，56（6）：795-805.

［12］Black J L，Schleicher K L，Zhang L.True-amplitude imaging and dip moveout［J］.Geophysics，1993，58（1）：47-66.

［13］辛可锋，王华忠，王成礼，等.叠前地震数据的规则化［J］.石油地球物理勘探，2002，37（4）：311-317.

［14］Canning A，Gerald G H F.Regularizing 3-D data sets with DMO［J］. Geophysics，1996，61（4）：1103-1114.

［15］Biondi B，Fomel S，Chemingui N.Azimuth moveout for 3-D perstack imaging［J］.Geophysics，1998，63（5）：574-588.

［16］王棣，马秀红，崔兴福，等.偏移距规则化技术在叠前时间偏移中的应用［J］.勘探地球物理进展，2009，32（1）：44-47.

(编辑 朱丽)

Application of data regularization in prestack migration of old 3D seismic data

Li Minjie
(Geophysical Research Institute,Zhongyuan Oilfield Company,SINOPEC,Puyang 457001,China)

Data regularization is a key technology in seismic data processing which has great importance to improve the attribute of bin size and to enhance the processing quality of seismic data.Technician pay more attention to the effect of migration velocity field accuracy and migration parameters on migration imaging result when prestack time migration is carried on,but the effect of prestack data on prestack migration imaging result in irregular space sampling is neglected.Based on the analysis of the advantages and disadvantages of common prestack data regularization technology,the prestack data regularization method of anti-aliasing Fourier transform is studied and the prestack data regularization of irregular space sampling in land seismic exploration is realized,which meets the requirement of prestack time migration on input data and obtains a good application result in the reprocessing of old 3D seismic data in Houdeng Area of Jiyuan.

3D seismics;data regularization;sparse sampling;prestack time migration

TE132.1；P631.4+43

A

10.6056/dkyqt201204006

2012-02-15；改回日期：2012-05-19。

李敏杰，男，1964年生，高级工程师，1988年毕业于石油大学（华东）物探专业，长期从事地震资料处理方法研究及应用工作。E-mail：zycclmj@163.com。

李敏杰.数据规则化技术在三维地震老资料叠前偏移中的应用［J］.断块油气田，2012，19（4）：430-433.

Li Minjie.Application of data regularization in prestack migration of old 3D seismic data［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2012，19（4）：430-433.