黃土塬地區(qū)煤田三維地震綜合處理技術

黃土塬地區(qū)煤田三維地震綜合處理技術

0煤系三維地震數(shù)據(jù)處理技術地震數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量直接決定了地震數(shù)據(jù)解釋的準確性，但由于不同條件的限制，三維地震資料處理的結(jié)果是不令人滿意的。許多地震數(shù)據(jù)的解釋存在于真實的采礦暴露中，給礦山的安全生產(chǎn)帶來了隱患?，F(xiàn)在，基于三維地震勘探方法的地質(zhì)結(jié)構(gòu)的精度越來越高。一般來說，解釋的失敗是5m的小誤差和3m的斷點。事實上，三維地震勘探的結(jié)果是有限的，尤其是黃土梁地區(qū)地表地質(zhì)條件和施工條件的限制，且地震數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量較低。因此，在該地區(qū)的主要地質(zhì)條件下，必須應用各種地震數(shù)據(jù)處理技術來進行地震資料的處理。隨著煤田地質(zhì)勘探的發(fā)展,煤田三維地震勘探的數(shù)據(jù)處理技術也取得了不同程度的發(fā)展.不同的學者針對取得的地震數(shù)據(jù)特點采取了不同的處理進程,重點針對不同煤田各自的特點進行不同程度的嘗試.李振春等(2008)針對地震數(shù)據(jù)體中的地形變化大、低降速帶變化的特點提出了相位校正技術和方法;趙玉蓮等(2013)利用地震屬性質(zhì)量來分析地震數(shù)據(jù)處理中的處理措施的好壞,提出有效控制地震處理的質(zhì)量問題;馬義忠等(2008)曾針對復雜地表低信噪比地震數(shù)據(jù)處理流程進行了詳細研究.但這些處理技術還存在這某些不足,尤其是針對黃土塬地區(qū)的三維地震的數(shù)據(jù)采集特點,如何更為合理的安排處理流程尤為重要.常規(guī)的煤田三維地震數(shù)據(jù)處理技術與方法已基本成熟,針對黃土塬地區(qū)的極為復雜地形地表條件下,由于眾多面波、聲波、高低頻噪聲等各種干擾使得原始地震記錄信噪比較低,淺層干擾多,且地形的復雜使得野外地震記錄質(zhì)量較差,這些都成為地震數(shù)據(jù)處理中的難點,尋找適合該地區(qū)合理的地震數(shù)據(jù)處理技術成為關鍵.故此,在地震數(shù)據(jù)處理過程中除了常規(guī)地震數(shù)據(jù)處理外,重點采用炮偏校正方法建立準確的三維空間屬性,針對激發(fā)井深和檢波點的高程進行合適的炮點校正和檢波點校正,選用合適的靜校正模塊和參數(shù),進行靜校正;針對面波、聲波、短周期鳴震和多次波等干擾波,選用地表一致性預測反褶積和多道統(tǒng)計子波反褶積,對形成疊加剖面在利用藍色濾波技術,提高地震記錄的品質(zhì);野外靜校正后采用100m×100m網(wǎng)格進行第一次速度分析,地表一致性靜校正后采用50m×50m的網(wǎng)格進行第二次速度分析,剩余靜校正利用50m×50m的網(wǎng)格進行三次速度分析,得到全區(qū)的三維速度數(shù)據(jù)體;分析該區(qū)地震地質(zhì)構(gòu)造特征,選好偏移孔徑、偏移速度等參數(shù),進行三維地震一步法偏移工作.原始地震數(shù)據(jù)經(jīng)過上述處理后記錄品質(zhì)提高,有效提高了地震記錄的信噪比和分辨率.1地表復雜地表地震數(shù)據(jù)處理難點吳明俊和徐方泓(2014)曾對隴東巨厚黃土塬區(qū)地震勘探數(shù)據(jù)采集方法研究中,認為巨厚黃土塬區(qū)的地震數(shù)據(jù)由于表層地震激發(fā)和接收條件復雜多變,潛水面深,反射波衰減強烈,地震數(shù)據(jù)的信噪比極低.黃土塬區(qū)接收的地震數(shù)據(jù)主要表現(xiàn)以下幾方面:①地形復雜、險惡,地表高差變化大,對地震接收和激發(fā)點位的準確度形成誤差;②表層結(jié)構(gòu)復雜多變,地表巖性橫向變化大,使得地震記錄中的面波、聲波、線性干擾、50HZ工業(yè)電干擾、低頻干擾及高頻隨機噪聲等干擾非常嚴重;③煤層埋藏淺,干擾波影響淺層地震波信號強烈,使得地震波信噪比低;④地表的建筑物較多,地形變化劇烈地段的地震波激發(fā)和接收道距受到限制,原始地震炮集記錄初至起跳不干脆,野外靜校正的初至波拾取困難.黃土塬地區(qū)復雜的地震地質(zhì)條件給地震數(shù)據(jù)處理帶來以下難點:①疊前面波﹑規(guī)則干擾衰減消除,做好三維地表一致性振幅補償;②反褶積測試工作,在兼顧信噪比的前提下,盡最大限度提高地震資料的分辨率;③做好靜校正工作,徹底消除炮點﹑檢波點因地形變化等產(chǎn)生的靜校正量的影響;④做好常規(guī)速度分析和三維疊前時間偏移速度分析工作,扎實有效建立準確的三維疊前時間偏移速度場.2地震數(shù)據(jù)綜合處理技術地震數(shù)據(jù)處理的技術關鍵是如何提高地震記錄的分辨率、信噪比和地震記錄的品質(zhì),是在分析野外原始地震數(shù)據(jù)的基礎上通過合理和有效的處理方法,提高地震記錄的縱向、橫向分辨率.針對黃土塬地區(qū)的地震地質(zhì)特點和地震數(shù)據(jù)處理的難點,為更好提高處理后地震記錄的品質(zhì),在常規(guī)處理的基礎上,采用炮偏校正法建立精準三維空間屬性、迭代和圖形量化控制技術進行三維靜校正、地表一致性多道反褶積技術提高地震反射波分辨率、多次不同網(wǎng)度的精準速度分析技術進行偏移處理、優(yōu)勢頻率反褶積頻率補償技術提高偏移數(shù)據(jù)體分辨率.2.1提高了炮點和檢波點位置的質(zhì)量準確還原炮點和檢波點的空間信息是提高地震數(shù)據(jù)處理質(zhì)量的必要條件和基礎,不正確的炮點和檢波點空間信息常導致地質(zhì)構(gòu)造假象.黃土塬地區(qū)的地表高差變化大,溝壑縱橫交錯,施工中野外變觀頻繁,造成部分炮點、檢波點偏離了原設計位置,盡管施工時已做詳細記錄,但正確與否還需要在資料處理時進一步檢驗.利用偏移距曲線,給每一炮的接收線加上偏移距曲線,如果偏移距曲線與炮的初至發(fā)生錯位(圖1a),說明該炮檢關系不正確,需要反復調(diào)整,直到正確為止(圖1b).通過校正后的炮點和檢波點位置,利用偏移曲線進行位置調(diào)整,同時結(jié)合炮點和檢波點的疊合圖(圖2)進行炮偏校正的準確度和效果的檢驗標準,使得炮偏校正后的地震記錄中的起跳位置與實際相同(圖1b).通過炮偏校正后的地震記錄地表起跳時間恢復到實際的位置,使得中、深部位的地震記錄質(zhì)量得到改善.2.2靜校正處理好炮點和檢波點的靜校正量,保證炮點施工和施工放是黃土塬地區(qū)三維地震數(shù)據(jù)處理的核心,由于地表高程及地表低(降)速帶厚度、速度存在橫向變化的影響,使得地震波走時差會對信號的疊加效果產(chǎn)生一定的不利影響,致使反射波同相軸信噪比下降、頻率降低,它直接影響疊加效果,決定疊加剖面的信噪比和垂向分辨率,同時又影響疊加速度分析的質(zhì)量.需要選用合適的靜校正基準面,同時針對激發(fā)井深和檢波點的高程進行合適的炮點校正和檢波點校正,選用合適的靜校正模塊和參數(shù),確保疊加剖面的質(zhì)量.山西省某黃土塬地區(qū)的地震數(shù)據(jù)處理中,利用空間屬性,進行三維靜校正,采用迭代和圖形量化控制,徹底消除炮點﹑檢波點等產(chǎn)生的靜校正量.針對炮點高程和激發(fā)井深的變化,采用1400m的靜校正基準面,高差的變化為-180~+34m,炮點校正量為-11~15ms,檢波點校正量為-20~17ms,取得了良好的處理效果(圖3),表明校正后的地震記錄的信噪比、質(zhì)量均有提高.2.3藍色濾波技術選用適當?shù)姆瘩薹e方法和參數(shù),可以起到壓縮地震子波長度,提高分辨率的作用,而且可以由此進一步估計地下反射界面的反射系數(shù).選用地表一致性預測反褶積和多道統(tǒng)計子波反褶積,然后形成疊加剖面后采用藍色濾波技術.針對黃土塬地區(qū)的特點采用地表一致性預測反褶積可以改善地震子波的振幅譜,提高分辨率;同時采用多道統(tǒng)計子波反褶積使子波進一步統(tǒng)一,突出中深層反射波組特征;藍色濾波技術適當調(diào)整反射資料的主頻,優(yōu)化頻寬.在反褶積處理前(圖4a)地震疊加剖面的記錄品質(zhì)較差,同相軸一致性差,頻率低,頻帶寬度窄(圖5a);通過上述處理后(圖4b)反射波組的同相軸連續(xù)性變好,主頻提高,頻帶寬度增加(圖5b),同時突出了中、深反射波地震信號質(zhì)量.2.4高精度三維速度分析技術地震記錄的同相疊加是提高地震記錄信噪比的基礎,速度分析不準確或者方式不當,必然造成動校正量不準確及剩余靜校正量的統(tǒng)計困難,使地震記錄不能同相疊加,從而損失地震記錄的高頻成份,降低地震記錄的信噪比.所以,速度是地震資料處理的重要參數(shù),其精度直接影響著疊加時間剖面質(zhì)量,是決定地震數(shù)據(jù)處理質(zhì)量的可靠保障.由于黃土塬地區(qū)的特殊地形、地貌和地質(zhì)條件的限制,為提高速度譜解釋的精度,對野外原始的地震記錄,尤其是在干擾波較大、斷層發(fā)育、構(gòu)造復雜地段,采用交互速度分析工具進行疊加速度分析.重點通過速度掃描,由淺至深分析速度分布規(guī)律,以此為參考速度計算速度譜.為了提高疊加速度分析的準確度和精確度,選用合適的預測速度和偏移距計算速度譜,提高速度譜的質(zhì)量;采用先進的交互速度分析手段,對地震數(shù)據(jù)用100m×100m的網(wǎng)格進行第一次速度分析,地表一致性靜校正后采用50m×50m網(wǎng)格進行第二次速度分析,剩余靜校正后采用50m×50m網(wǎng)格進行三次速度分析,認真分析每個譜點的疊加能量團,前后左右多方面對比,利用疊加段、共中心道集,結(jié)合常速掃描來檢驗疊加速度是否準確,保證速度拾取的精確度.2.5剩余靜校正試驗三維剩余靜校正的目的是確定一組地表一致性時移即剩余校正量,以達到最佳的疊加效果,所以在共反射點道集(CMP)疊加之前,必須對剩余校正量進行估算和校正.經(jīng)過大量的參數(shù)試驗,確定了測線的標準層和傾角參數(shù),同時根據(jù)需要進行了剩余靜校正的多次迭代,逐步優(yōu)化了模型道,提高了速度譜的精度,拾取了精確的剩余靜校正量.由圖6可以看到,剩余靜校正后疊加剖面的信噪比有了很大提高,改善了疊加效果和同相軸的連續(xù)性.剩余靜校正量的好壞是通過剩余靜較正量對比圖進行控制(圖7).3反褶積步長預測針對山西省某黃土塬區(qū)的地震數(shù)據(jù),采用常規(guī)處理(圖8a)處理參數(shù)主要為:基準面1750m,替換速度2800m/s,預測反褶積步長16ms等參數(shù);而針對性處理后(圖8b)采用的參數(shù):基準面1400m,替換速度2400m/s,反褶積步長12ms、因子長度101ms,地表一致最大靜校正量15ms,三維剩余最大靜校正8ms,偏移孔徑500m,偏移速度V4地震數(shù)據(jù)處理技術4.1黃土塬地區(qū)的地震勘探中,由于各種條件的限制使得取得的野外地震數(shù)據(jù)信噪比極低,地震記錄品質(zhì)較差,如何通過精細地震數(shù)據(jù)處理手段提高地震記錄的信噪比,提高地震記錄的品質(zhì)極為重要.針對黃土塬地區(qū)的地震地質(zhì)條件特點和處理技術難點,疊前采用三維地表一致性振幅補償、初至折射靜校正、三維地表一致性反褶積、常速掃描、KIRCHHOFF三維疊前時間偏移,對偏移后地震數(shù)據(jù)采用優(yōu)勢頻率反褶積進行頻率補償.在保證信噪比前提下最大限度地提高了地震資料的分辨率,處理后的剖面質(zhì)量較好.4.2黃土塬地區(qū)三維地震數(shù)據(jù)處理的重點主要表現(xiàn)在:(1)采用疊前自適應面波壓制技術和偏移后的隨機噪聲衰減技術,使得面波等干擾波得到較好壓制,表現(xiàn)為地震時間剖面上反射波組突出、能量強、同相軸品