CN103913767A - 多块三维地震数据叠前融合处理能量不均的解决方法 - Google Patents

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张高成
商建立
孔剑冰
姚振方
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Geophysical Research Institute of Sinopec Henan Oilfield Branch Co
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Abstract

本发明涉及多块三维地震数据叠前融合处理能量不均的解决方法，首先对叠前CMP道集进行动校正和切除，并计算信噪比和统计每一个CMP面元的有效覆盖次数，根据信噪比和有效覆盖次数的相关函数计算能量调整因子，然后对能量调整因子进行平滑滤波，最后将能量调整因子应用到CMP道集中进行能量调整，最终实施叠前偏移处理。解决了现有技术不能完好解决多块三维地震数据融合处理能量不均造成的偏移划弧问题。

Description

多块三维地震数据叠前融合处理能量不均的解决方法
技术领域
本发明涉及石油天然气地震勘探领域，具体涉及一种多块三维地震数据叠前融合处理能量不均的解决方法。
背景技术
叠前时间（或深度）偏移技术已成为复杂地区地震勘探的关键处理技术。当进行多块三维地震数据融合处理时，由于工区局部覆盖次数相差悬殊、能量严重不均，造成叠前偏移成像处理时出现画弧现象。这种假象对地质构造的真实性有着严重的影响。
近几年来，为了解决多块三维地震数据融合处理时由于能量不均引起的偏移划弧问题，通常采用区域振幅均衡、局部能量标定、地震道插值等方法解决能量差异问题。这些方法的缺点在于资料处理过程中人为地改变了数据的振幅相对关系，成果数据的保真度变差，这种解决办法特别是在岩性勘探和高精度勘探中属于慎重使用的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种多块三维地震数据叠前融合处理能量不均的解决方法，用以解决现有技术不能完好解决多块三维地震数据融合处理能量不均造成的偏移划弧问题。
为实现上述目的，本发明的方案是：一种多块三维地震数据叠前融合处理能量不均的解决方法，包括如下步骤：
（1）对完成叠前预处理的多块三维地震数据的CMP道集进行动校正和动校拉伸切除，在动校拉伸切除后的CMP道集上，计算地震数据的信噪比SNR，对经过动校拉伸切除后的CMP道集进行纯波叠加，并提取每一个CMP面元的覆盖次数Nm；
（2）根据步骤（1）中得到的覆盖次数和信噪比，计算基于覆盖次数和信噪比的实际能量调整因子Yms，其中，Yms=Gm/SNR，SNR为信噪比，Gm为基于覆盖次数的能量调整因子，Bm是第m个面元的均方根振幅，M为振幅级别5000。
（3）对步骤（2）中得到的能量调整因子Yms进行平滑，去除异常跳跃值，提取光滑的能量调整因子Gms；
（4）对平滑后得到的能量调整因子Gms进行指数化处理,得到最终的能量调整因子G，并在叠前CMP道集上施加该能量调整因子G,对地震数据叠前道集进行能量调整，其中，
（5）用经过能量调整后的多块三维地震数据进行叠前时间偏移或深度偏移。
步骤（1）中计算地震数据的信噪比SNR的公式为：As为有效信号频带范围内的均方根振幅，A为全频带信号均方根振幅。
步骤（2）中第m个面元的均方根振幅Bm的计算方法为：其中i=1，2，3,…,L，L是某一地震道分析时窗内的总样点数，Xi是该地震道分析时窗内第i个样点的振幅值，m是第m个面元序号。
步骤（3）中对能量调整因子Yms进行平滑的公式为：Gms=aYms+(1-a)G(ms-1)，其中，Gms为第m个面元的平滑值,G(ms-1)为第m-1个面元的平滑值,a为平滑系数,a的取值范围为[0，1]。
本发明达到的有益效果：本发明通过动校正和动校拉伸切除，去除拉伸畸变引起的能量异常，并通过计算信噪比和覆盖次数能量调整因子，对能量调整因子进行平滑滤波，并将该能量调整因子应用到CMP道集中，对CMP道集进行了基于信噪比和覆盖次数的能量调整，使得能量分布更加均匀，最后对能量调整后的多块三维地震数据实施叠前偏移处理，消除了多块三维地震数据融合处理时由于覆盖次数不均以及偏移距不规则导致能量不均引起的偏移划弧现象，该方法极大地降低了石油地震勘探的成本，提高了工作效率。
附图说明
图1是为动校正后CMP道集切除；
图2a为能量调整前数据体能量图；
图2b为能量调整后数据体能量图；
图3a为地震数据能量调整前偏移图；
图3b为地震数据能量调整后偏移图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
本发明的具体方案如下：
（1）动校正和切除
在做完叠前去噪、静校正、反褶积等精细预处理的多块三维地震数据的CMP（共反射点）道集上，首先对道集采用准确的叠加速度进行动校正，然后对道集进行动校拉伸切除，去除拉伸畸变引起的能量异常，消除异常能量引起的统计误差。
如图1所示，图中下方的标记线为合适的切除，相对上方的标记线比较去除动校拉伸畸变频率要彻底。
（2）计算数据的覆盖次数
对叠前CMP（共反射点）道集进行纯波叠加，在纯波叠加数据体道头中提取每一个CMP（共反射点）面元的覆盖次数Nm。
（3）基于覆盖次数的能量均衡
将覆盖次数的能量因子用于叠加数据体，根据覆盖次数进行能量调整。设A0为未作能量调整前的纯波叠加数据体的某一CMP面元的能量，Am为根据覆盖次数进行能量调整后的叠加数据体上某一CMP面元的能量，按公式Am=A0/Nm对叠加数据体进行能量调整，其中Nm为覆盖次数。
如图2(a)，能量调整前，能量分布差异大；如图2(b)，能量调整后,能量分布均匀。
（4）计算统计时窗内的能量调整因子
对做完基于覆盖次数能量调整后的纯波叠加数据体进行均方根振幅统计。首先修改纯波叠加数据体道头信息，将炮号修改成inline号，检波点道头修改成inline+crossline的组合号，然后在定义时窗内，计算第m个面元的均方根振幅，其中i=1，2，3，…，L；L是某一地震道分析时窗内的总样点数；Xi是该地震道分析时窗内第i个样点的振幅值；m是第m个面元序号；Bm是第m个CMP面元的均方根振幅。对每个输入CMP面元地震道，以M=5000为振幅级别，给定一个以dB为单位的增益因子，计算公式为Gm是统计时窗内基于覆盖次数的能量调整因子。
（5）计算统计时窗内的地震数据的信噪比
在动校切除后的CMP（共反射点）道集上，采用能量比值法计算信噪比。在给定的时窗内，先计算有效信号频带范围内的均方根振幅AS，再计算全频带信号均方根振幅A，则信噪比可以表示为
（6）计算与信噪比有关的能量调整因子
根据得到的基于覆盖次数的能量调整因子Gm，计算基于覆盖次数和信噪比的能量调整因子Yms，计算公式为Yms=Gm/SNR，由该公式可知：信噪比高则相对能量因子要变小，信噪比低则变高。
（7）平滑能量调整因子
对能量因子进行平滑，去除异常值，得到光滑的能量调整因子。采用指数平滑方式对振幅因子进行平滑，平滑公式：Gms=aYms+(1-a)G(ms-1)，其中Gms为第m个面元的平滑值,G(ms-1)为第m-1个面元的平滑值,a为平滑系数,起取值范围为[0，1]，Yms为进行平滑处理前基于覆盖次数和信噪比的能量调整因子。
（8）地震数据叠前道集能量调整
对叠前道集进行能量调整，在叠前CMP道集上施加能量调整因子，其中Gms为步骤（7）中对Yms进行平滑得到的能量调整因子。
（9）叠前时间偏移或深度偏移
用经过能量调整后的多块三维地震数进行叠前时间偏移或深度偏移，解决多块三维地震数据融合处理时由于覆盖次数不均以及偏移距不规则导致能量不均引起的偏移划弧问题。
如图3(a)，能量调整前，有偏移画弧现象；如图3(b)，能量调整后，消除画弧现象，还原地质构造的真实性。

Claims (5)

1.一种多块三维地震数据叠前融合处理能量不均的解决方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）对完成叠前预处理的多块三维地震数据的CMP道集进行动校正和动校拉伸切除，计算地震数据的信噪比SNR；对经过动校拉伸切除后的CMP道集进行纯波叠加，提取每一个CMP面元的覆盖次数Nm；
（2）根据覆盖次数对经过纯波叠加的数据体进行基于覆盖次数的能量调整，根据信噪比计算实际能量调整因子Yms，其中，Yms=Gm/SNR，SNR为信噪比，Gm为基于覆盖次数的能量调整因子，Bm是第m个面元的均方根振幅，M为振幅级别5000；
（3）对步骤（2）中得到的能量调整因子Yms进行平滑，去除异常跳跃值，提取光滑的能量调整因子Gms；
（4）对平滑后得到的能量调整因子Gms进行指数化处理,得到最终的能量调整因子G，并在叠前CMP道集上施加该能量调整因子G,对地震数据叠前道集进行能量调整，其中，
（5）用经过能量调整后的多块三维地震数据进行叠前时间偏移或深度偏移。
2.根据权利要求1所述的多块三维地震数据叠前融合处理能量不均的解决方法，其特征在于，步骤（1）中计算地震数据的信噪比SNR的公式为：As为有效信号频带范围内的均方根振幅，A为全频带信号均方根振幅。
3.根据权利要求1所述的多块三维地震数据叠前融合处理能量不均的解决方法，其特征在于，步骤（2）中，根据公式Am=A0/Nm对经过纯波叠加的数据体进行能量调整，其中，Nm为一个CMP面元的覆盖次数，A0为未作能量调整前的纯波叠加数据体中一个CMP面元的能量，Am为进行能量调整后的纯波叠加数据体中一个CMP面元的能量。
4.根据权利要求1所述的多块三维地震数据叠前融合处理能量不均的解决方法，其特征在于，步骤（2）中第m个面元的均方根振幅Bm的计算方法为：其中i=1，2，3,…,L，L是某一地震道分析时窗内的总样点数，Xi是该地震道分析时窗内第i个样点的振幅值，m是第m个面元序号。
5.根据权利要求1所述的多块三维地震数据叠前融合处理能量不均的解决方法，其特征在于，步骤（3）中对能量调整因子Yms进行平滑的公式为：Gms=aYms+(1-a)G(ms-1)，其中，Gms为第m个面元的平滑值,G(ms-1)为第m-1个面元的平滑值,a为平滑系数,a的取值范围为[0，1]。
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