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苏布尔嘎区域地震勘探资料属性一致性的研究及应用

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  【摘  要】地震资料一致性处理对于复杂地表条件下不同震源、检波器、采集方式地震资料的连接对比至关重要。为此,开展了地震勘探资料属性一致性的研究。在总结当前一致性处理方法的基础上,结合互均衡处理技术及苏布尔嘎区域地震地质条件,提出了确保苏布尔嘎区域地震勘探资料属性一致性方面的对策,并为以后提供借鉴。
  【关键词】地震资料;一致性;勘探;对策
  引言
  随着技术的发展,地震勘探的深度不断增加,面临的困难也不断增多。由于受不同地表条件的限制,在实际地震勘探资料采集中,需要采用不同的震源激发或不同的检波器接收或者两者兼有。由于震源和检波器的不同,特别是震源的不同,使得同一区块所得到的地震记录的子波存在一定的差异,同一条测线可能出现不同的记录面貌;同一地层在不同震源的衔接处,同相轴可能出现明显的不连续性,甚至由于频谱特点的不同可能会出现同相轴胖瘦的不一致以及振幅强弱的变化等。出于地震资料的连续对比分析和资料解释工作的需要,开展不同采集方式地震勘探资料的一致性处理就显得非常重要。
  1 互均衡处理方法原理
  互均衡处理技术主要包括以下三个环节:一致性处理、面元重置、一致性评价。面元重置也称共反射面元重组或空间校正,仅仅在野外采集数据网格不同时采用,主要目的是获得具有相同反射面元网格分布的数据。基本做法是设计一个插值算子作用于高空间采样率数据,使之与低空间采样率数据相匹配。最后,对重采样数据做空间去假频滤波,以消除空间重采样产生的空间假频。常用的方法包括线性插值方法、相关抽道法、加权插值法和频域插值法等。
  一致性评价是对互均衡处理后的数据用一定的标准进行分析、评价,目前并无统一的评价标准。最常用的方法是时间域求取2个数据体的振幅差。一般来说,经互均衡处理后,在时间域内2个数据体的差异将变小。除此之外,有时也采用基于频谱分析的频谱和能谱一致性标准、总能量差异最小标准以及相关性标准等。一致性处理或称互均衡处理包括振幅均衡、时移校正、相位均衡、频率带宽均衡和匹配滤波几个部分,主要目的是设法消除2次测量地震资料的振幅、时移、相位、带宽等的不一致。具体做法是利用2组数据设计一个或多个匹配滤波器,并用所设计的滤波器作用于其中一组数据体,使其与另一组数据体实现匹配。设时间域有2组数据体,x为输人地震道,y为目标地震道,则二经过匹配滤波器fm处理后变为y2,即:
  (1)
  式中分别代表振幅滤波算子、时移滤波算子、相位滤波算子和带宽滤波算子。其中,振幅滤波算子可以由2次测量数据均方根振幅极大值的比值来确定;时移滤波算子可以通过求取2次测量数据的互相关,并由互相关极值对应的时间来确定时间差异或校正算子;最为简单的频率带宽校正一般可通过带通滤波来实现。相位校正可以通过相位扫描来实现。考虑到2组数据的时间差异,实际上也是相位差异的一种表现形式,而且时间域中带宽和相位是藕合的,因此,包括振幅均衡在内,(1)式所描述的整个匹配滤波过程,可以直接利用一个匹配滤波器几,即最小平方意义下的维纳滤波器来实现。
  同样设x为输入地震道,y为目标地震道,则有:
  (2)
  式中,N为是滤波算子fm的长度,场为数据道二的自相关,场为数据道y与二的互相关。求解此方程组即可确定匹配滤波算子fm。如果这种匹配滤波是在2组数据间逐道进行的则称为局部匹配,如果是针对整个测线或数据体进行的则称为全局匹配或整体匹配。显然,互均衡处理技术不仅可以实现2次测量地震资料空间分布或面元分布的一致性,而且可以提高振幅、时移、相位、带宽等的一致性。
  2 苏布尔嘎区域地震地质条件
  2.1 区域地质特征
  苏布尔嘎位于伊旗西北部。北跨伊盟北部隆起,南跨伊陕斜坡北部,西接天环坳陷北端。鄂尔多斯盆地为I级构造单元,自中元古代沉积后开始抬升,直至早古生代才开始再次接受沉积。受加里东构造运动的影响,杭锦旗地区一直到晚古生代石炭纪中、晚期才自南而北在加里东侵蚀面之上开始接受一套海陆交互相的含煤碎屑岩、碳酸盐岩沉积组合。
  在太原组填平补齐沉积作用后,二叠纪早~中期本区接受了一套陆相扇三角洲背景下的河流体系含煤碎屑岩~碎屑岩沉积,其中二叠系下统山西组除公卡汗断块区及乌兰格尔凸起西段外均有发育,其沉积厚度不稳定,变化较大,中部、东南部沉积厚度较大,向东北、西北厚度减小。
  2.2表层地震地质条件
  平坦区:近地表覆盖厚度(1-5m)的沙土层,下覆红砂岩;
  丘陵+冲沟区:近地表覆盖厚度(1-5m)的沙土层,下覆红砂岩,其中分布多层厚度不等(多为1m左右)的砾石夹层;
  河道区:大部分区域近地表沉积有较厚的沙层,部分区域近地表有较厚(1-10m)的砾石夹层。
  对工区表层资料分析,该区低降速带变化较剧烈,低降速带厚度一般为0-25m,高速层一般为速度大于2200 m/s的红砂岩。
  2.3深层地震地质条件
  杭锦旗区域构造主体属鄂尔多斯盆地杭锦旗断阶,构造背景较单一,地层总体呈单斜展布。泊尔江海子断裂控制全区,沿泊尔江海子断裂带两侧分布一系列局部构造,形成近东西向展布的断裂构造带。泊尔江海子断裂以北地区发育上古生界石盒子组、山西组、太原组,缺失下古生界地层,上古生界地层以不同层位超覆于元古界和太古界基底之上;泊尔江海子断裂以南地区发育上、下古生界地层。地层总体呈东北高西南低的平缓单斜,基底埋深约2700~3200m。
  3 确保地震属性一致性措施
  (1)测量工作中对炮点和检波点进行精确定位,施工中严格按照测量的点位打井与放线,确保正点激发与接收;
  (2)在分线设计时,各地表类型激发井深和药量采用渐变的方式,实现平滑过渡,确保了全区激发能量和地震资料主频分布比较均匀,满足岩性勘探对地震属性一致性的要求;
  (3)检波器挖坑埋置,做到与大地耦合良好,并控制好检波器组合高差;
  (4)施工前做好检波器的检查测试,剔除坏线与反向道,避免检波器少串现象;
  (5)加强电子班报的检查,确保炮点准确。
  4 结束语
  文中结合互均衡处理技术与苏布尔嘎区域地质特征、表层地震地质条件、深层地震地质条件等,提出了确保此区域地震勘探资料属性一致性的施工技术措施,消除了勘探资料之间存在的不一致性,大大提高了不同地震资料的一致性。
  参考文献:
  [1]云美厚,丁伟,王开燕等. 地震资料一致性处理方法研究与初步应用[J]. 2006,45(1): 65~69
  [2]李蓉,胡天跃. 时移地震资料处理中的互均衡技术[J].石油地球物理勘探. 2004,39(4):424~427
  [3]丁伟. 互均衡处理技术的分析与应用[J].石油地球物理勘探.2007,42(1):17~23
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