《深海寬頻地震成像技術(shù)規(guī)范》

ICS75.020

CCSE90/99

T

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CIXXX-2023

深海寬頻地震成像技術(shù)規(guī)范

Technicalspecificationfordeep-seabroadbandseismicimaging

（征求意見(jiàn)稿）

2023-X-X發(fā)布2023-X-X實(shí)施

中國(guó)國(guó)際科技促進(jìn)會(huì)?發(fā)布

深海寬頻地震成像技術(shù)規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了深海變深度拖纜地震采集裝備的主要構(gòu)成、技術(shù)要求和性能指標(biāo)，以及三

維采集參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的技術(shù)規(guī)范、施工參數(shù)和性能指標(biāo)。擬制訂的標(biāo)準(zhǔn)由范圍、規(guī)范性引用

文件、術(shù)語(yǔ)和定義、深海變深度拖纜地震采集裝備、深海變深度拖纜采集參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)、采

集系統(tǒng)整體性能評(píng)價(jià)等四個(gè)部分組成。

其它深海地震采集技術(shù)參照使用。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款，其中，注日期

的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括

所有的修改單）適用于本文件。

DZ/T0180石油、天然氣地震勘查技術(shù)規(guī)范

DZ/T0358.1-2020海洋地震測(cè)量技術(shù)規(guī)范

3術(shù)語(yǔ)及定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

偏移孔徑Migrationaperture

偏移孔徑是地震成像領(lǐng)域中的重要概念，不同的孔徑大小決定了對(duì)地下結(jié)構(gòu)分辨率和噪

聲抑制的能力。較小的孔徑可以提高分辨率但對(duì)噪聲敏感，較大的孔徑可以更好地抑制噪聲

但可能降低分辨率。因此，針對(duì)不同的地質(zhì)勘探目標(biāo)和地震數(shù)據(jù)特點(diǎn)，需要合理選擇孔徑大

小，并根據(jù)具體情況進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。偏移孔徑對(duì)于成像質(zhì)量和地質(zhì)解釋具有重要影響。

3.2

空間采樣Spatialsampling

空間采樣是指在進(jìn)行地震勘探等地球物理領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)或測(cè)量時(shí)，對(duì)地質(zhì)模型進(jìn)行離散化采

樣的過(guò)程。在地震勘探中，地下結(jié)構(gòu)的地震波響應(yīng)通常通過(guò)地震儀器記錄并轉(zhuǎn)化為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，

這些數(shù)據(jù)需要以一定的采樣間隔儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)中以用于進(jìn)一步處理和解釋?？臻g采樣的合理

2

性直接影響著地震數(shù)據(jù)的質(zhì)量和地質(zhì)解釋的準(zhǔn)確性。在地球物理勘探中，需要根據(jù)地下結(jié)構(gòu)

的特點(diǎn)、勘探目標(biāo)和數(shù)據(jù)處理要求，合理設(shè)計(jì)空間采樣策略，以獲取可靠的地下地質(zhì)信息。

3.3

三維疊前深度偏移3-Dprestackdepthmigration

三維疊前深度偏移是地震數(shù)據(jù)處理中常用的一種技術(shù)，用于處理地震勘探中采集到的地

震波數(shù)據(jù)，以更準(zhǔn)確地成像地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)。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(duì)地震數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和校正，以準(zhǔn)確地將地震數(shù)據(jù)從時(shí)間域轉(zhuǎn)換到深度域

的過(guò)程。三維疊前深度偏移則是將這一過(guò)程應(yīng)用到三維地震數(shù)據(jù)中，以獲取地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的

三維成像。三維疊前深度偏移在地震成像和勘探地下石油、天然氣等地質(zhì)資源方面具有廣

泛應(yīng)用。通過(guò)該技術(shù)，可以提高地下結(jié)構(gòu)的分辨率和成像精度，從而更準(zhǔn)確地識(shí)別地質(zhì)構(gòu)造、

裂縫、儲(chǔ)層等重要地質(zhì)特征，為石油勘探和開(kāi)發(fā)提供重要的地質(zhì)信息?？傊?，三維疊前深度

偏移是地震數(shù)據(jù)處理中的重要工具，能夠?qū)⒉杉降牡卣鸩〝?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為深度域的三維地下成

像，為地質(zhì)勘探和資源開(kāi)發(fā)提供重要的地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息。

3.4

克希霍夫積分求和Kirchhoffsummation

克?；舴蚍e分是地球物理學(xué)中地震數(shù)據(jù)處理的重要數(shù)學(xué)工具之一。它在偏移成像中被廣

泛應(yīng)用，用于矯正和疊加地震記錄，以生成地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的像?？讼；舴蚍e分的基本原理是

基于波動(dòng)方程和地震波在地下傳播的物理特性?？讼；舴蚍e分在地震數(shù)據(jù)處理中被廣泛應(yīng)用，

因?yàn)樗軌蚋鼫?zhǔn)確地建立地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的成像，并幫助地質(zhì)學(xué)家理解地下層的構(gòu)造和特征。

其在石油勘探、地震勘探和地下水資源等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價(jià)值。

3.5

走時(shí)表計(jì)算Calculationoftraveltimes

走時(shí)表計(jì)算是地震數(shù)據(jù)處理中的一項(xiàng)重要工作，用于計(jì)算地震波在地下介質(zhì)中傳播的時(shí)

間和距離關(guān)系。走時(shí)表記錄了地震波從震源傳播到不同接收點(diǎn)的時(shí)間，是地震數(shù)據(jù)處理和解

釋中的關(guān)鍵工具。在計(jì)算走時(shí)表時(shí)，首先需要建立地震波在地下介質(zhì)中的傳播模型，通過(guò)地

震波動(dòng)方程等理論模型，可以計(jì)算地震波從震源到各個(gè)接收點(diǎn)的傳播時(shí)間。走時(shí)表中記錄了

地震波在不同接收點(diǎn)處的到時(shí)時(shí)間，可以用于地震數(shù)據(jù)處理中的時(shí)間校正、成像和地質(zhì)解釋

等工作。

3.6

程函方程Theeikonalequation

3

程函方程是描述波動(dòng)傳播的多維空間偏微分方程。在地球科學(xué)領(lǐng)域，程函方程廣泛應(yīng)用

于描述地震波在地球內(nèi)部傳播的行為。程函方程描述了波陣面的傳播速度和方向。程函方程

在地震學(xué)中的應(yīng)用包括：（1）射線(xiàn)追蹤：通過(guò)解程函方程，可以計(jì)算出地震波的傳播路徑，

以及在不同地下介質(zhì)中的傳播速度變化。這有助于理解地震波在地球內(nèi)部的傳播特性；（2）

走時(shí)表計(jì)算：程函方程可用于計(jì)算不同位置處的地震波到時(shí)，從而編制走時(shí)表，為地震數(shù)

據(jù)處理和成像提供支持。（3）成像和定位：通過(guò)求解程函方程，可以推導(dǎo)出波陣面的形狀

和傳播方向，有助于地震成像和地下結(jié)構(gòu)的定位。總之，程函方程在地震學(xué)中有著重要的應(yīng)

用，它描述了地震波在地下傳播的基本規(guī)律，對(duì)地震數(shù)據(jù)處理和地下結(jié)構(gòu)解釋具有關(guān)鍵意義。

3.7

費(fèi)馬原理Fermat’sprinciple

費(fèi)馬原理是光學(xué)和波動(dòng)傳播理論中的基本原理，描述了光線(xiàn)或波傳播的最短路徑。費(fèi)馬

原理可以表述為：光線(xiàn)或波沿著所選路徑的傳播時(shí)間取極小值。在光學(xué)中，費(fèi)馬原理解釋了

光線(xiàn)在不同介質(zhì)中傳播時(shí)的折射和反射規(guī)律。具體而言，折射定律和反射定律可以被理解為

費(fèi)馬原理的結(jié)果，即光線(xiàn)傳播時(shí)選擇的路徑會(huì)使光的傳播時(shí)間取得極小值。在波動(dòng)傳播理論

中，費(fèi)馬原理同樣適用于描述波在不同介質(zhì)中的傳播路徑。這對(duì)地震波、聲波等波動(dòng)傳播的

理解具有重要意義。

3.8

算子抗假頻Operatorantialiasing

抗假頻是數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域中的概念，特指在信號(hào)重構(gòu)或采樣過(guò)程中，通過(guò)去除或限制

假頻的存在，以確保恢復(fù)的信號(hào)質(zhì)量不受到失真或混疊頻率成分的影響。在地震數(shù)據(jù)處理領(lǐng)

域，抗假頻技術(shù)同樣具有重要意義。算子抗假頻指的是應(yīng)用抗假頻技術(shù)的一種方法，通常是

指在信號(hào)采樣或信號(hào)處理中使用特定的數(shù)學(xué)算子來(lái)限制或去除假頻，以減少或消除由于信號(hào)

重構(gòu)、采樣或處理過(guò)程中可能產(chǎn)生的假頻，以確保地震數(shù)據(jù)的頻率成分能夠準(zhǔn)確地反映地下

物理結(jié)構(gòu)，避免由于信號(hào)處理產(chǎn)生的假頻干擾，保證地震數(shù)據(jù)處理得到的結(jié)果更加可靠和準(zhǔn)

確。

4縮略語(yǔ)

下列縮略語(yǔ)適用于本文件。

FFT-快速傅里葉變換縮寫(xiě)（FastFouriertransform）

IFFT-逆快速傅里葉變換縮寫(xiě)（InverseFastFouriertransform）

SPS-衛(wèi)星定位系統(tǒng)的縮寫(xiě)（SatellitePositioningSystem）

4

5深海寬頻資料處理

5.1數(shù)據(jù)預(yù)處理

5.1.1地震資料與導(dǎo)航資料合并

完成數(shù)據(jù)的解編、加載，并核對(duì)導(dǎo)航文件與觀測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)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，

并進(jìn)行處理的工區(qū)建立。

5.1.2低切濾波

對(duì)海洋資料采集過(guò)程中存在的低頻干擾，進(jìn)行低切濾波處理，濾波頻帶控制在1-3Hz。

5.1.3球面擴(kuò)散振幅補(bǔ)償

對(duì)地震資料進(jìn)行于球面擴(kuò)散振幅補(bǔ)償，提升深層反射信號(hào)能量，使淺、中、深層的信號(hào)

能量均衡。

5.1.4去氣泡及子波零相位化

對(duì)海洋資料進(jìn)行去氣泡處理，消除原始震源子波主脈沖后存在的氣泡效應(yīng)，壓制虛至波

干擾，提升地震剖面質(zhì)量。對(duì)資料進(jìn)行零相位化處理，滿(mǎn)足地震資料定量解釋的要求。

5.2噪音衰減

5.2.1涌浪噪音壓制

涌浪噪音是由于海上采集過(guò)程中海水不平靜造成的，尤其是當(dāng)采集纜線(xiàn)受波浪影響及拖

拉嚴(yán)重時(shí)。通常涌浪噪音振幅在整個(gè)資料中占比小，且振幅異常大，根據(jù)給定時(shí)窗內(nèi)的振幅

差異來(lái)壓制噪聲。計(jì)算給時(shí)窗內(nèi)被處理道的振幅與周?chē)卣鸬榔骄穹g的差異，并依據(jù)

給定的門(mén)檻值來(lái)判斷被處理道是否異常。要求采用多道統(tǒng)計(jì)，單道去噪，對(duì)有效信號(hào)產(chǎn)生的

畸變要小，達(dá)到相對(duì)保幅的處理要求。

5.2.2線(xiàn)性噪音衰減

直達(dá)波、側(cè)面線(xiàn)性干擾、面波等都屬于線(xiàn)性噪音，干擾波呈線(xiàn)性，其視速度與反射波視

速度存在差異。當(dāng)原始炮集中存在比較嚴(yán)重的線(xiàn)性干擾時(shí)，通過(guò)對(duì)單炮的分析，找出線(xiàn)性噪

音的主要頻率分布以及視速度特征，利用噪音和反射波的差異壓制線(xiàn)性噪音。

5.2.3外源干擾噪音壓制

由于海上鉆探活動(dòng)，聲波噪音或由于地震采集船自身信號(hào)傳播到鉆井船反射后生成的噪

音等會(huì)對(duì)地震成像造成影響。外源干擾在單炮內(nèi)相關(guān)，但在炮與炮間不存在相關(guān)性。為了壓

5

制識(shí)別出的噪音炮，需要在頻率切片內(nèi)的弱信號(hào)區(qū)域提取相對(duì)強(qiáng)振幅單一傾角層狀同相軸的

簡(jiǎn)單模型來(lái)進(jìn)行空間預(yù)測(cè)誤差濾波。

5.3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(dòng)，能夠適用于淺海、深海等不同環(huán)境中的海底多次

去除，壓制海底多次波后能突出有效信號(hào)。

b)自由表面多次波壓制，要求技術(shù)不依賴(lài)于速度模型，完全數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方式預(yù)測(cè)和壓制表

面多次波，適用于寬方位、窄方位、海上和陸上及OBC各種數(shù)據(jù)類(lèi)型。

c)剩余多次壓制，處理人員需要根據(jù)后期的偏移成像道集和剖面，與解釋人員進(jìn)行共同確

定剩余多次波的影響，并且做進(jìn)一步剩余多次波壓制工作，提升資料品質(zhì)。

5.4疊前時(shí)間偏移處理

包括如下內(nèi)容/要求：

a)目標(biāo)線(xiàn)偏移，進(jìn)行更精細(xì)的對(duì)比質(zhì)控。

b)二次偏移速度分析，糾正第一次速度分析中存在的誤差，更新速度模型。

c)各向異性參數(shù)分析，建立時(shí)間域各向異性速度模型。

d)Kirchhoff各向異性時(shí)間偏移，通過(guò)各向異性疊前時(shí)間偏移，提升斷層及構(gòu)造邊界質(zhì)量。

e)多輪次速度分析，進(jìn)行三次以上的疊前時(shí)間偏移與速度分析的迭代分析，保證速度拾取

的精細(xì)程度，達(dá)到高分辨、高保真處理的要求。

f)偏移后噪音壓制，根據(jù)噪音類(lèi)型制定針對(duì)性的方案進(jìn)行噪音壓制，去除時(shí)間偏成像道集

中的殘余噪聲。

g)高分辨拉冬剩余多次衰減，采用高分辨拉冬變換，在成像道集上對(duì)剩余多次進(jìn)行有效壓

制。

h)高密度速度分析，加密主測(cè)線(xiàn)、聯(lián)絡(luò)測(cè)線(xiàn)速度分析點(diǎn)的密度，并且對(duì)成像道集進(jìn)行精細(xì)

處理，提升速度譜的精度，從而提高速度分析的質(zhì)量，提升目標(biāo)層的分辨率。

5.5深度域建模與疊前深度偏移處理

包括如下內(nèi)容/要求：

a)淺層速度建模，通過(guò)初至波走時(shí)層析，引入合適的正則化項(xiàng)，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(jìn)行波動(dòng)層析，提高速度分析的分辨率和精度，提升小斷裂

成像精度。

6

c)各向異性疊前深度偏移，各向異性深度偏移成像可以提升地下構(gòu)造的成像精度，是高分

辨率、高精度處理的關(guān)鍵步驟。

d)逆時(shí)偏移，進(jìn)行波動(dòng)方程成像，提升復(fù)雜高陡構(gòu)造成像能力，顯著改善成像質(zhì)量，提高

復(fù)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(jìn)行精細(xì)的道集切除得到高

質(zhì)量剖面。

6深海變深度纜波動(dòng)方程延拓校正技術(shù)規(guī)程

6.1洋流、海浪導(dǎo)致的纜深漂移波場(chǎng)校正技術(shù)

包括如下內(nèi)容/要求：

a)建立水層速度模型，結(jié)合導(dǎo)航文件和海洋水溫、潮汐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)波動(dòng)方程纜深漂移校正，根據(jù)SPS文件，通過(guò)波動(dòng)方程校正深海采集過(guò)程中各個(gè)接收器

的位置誤差，消除其空間位置變化產(chǎn)生的走時(shí)擾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)三維地震數(shù)據(jù)相位和振幅的一

致性處理。

6.2海底起伏導(dǎo)致的波場(chǎng)時(shí)差校正技術(shù)

包括如下內(nèi)容/要求：

a)獲取海底地形數(shù)據(jù)，首先需要獲取海底的高程數(shù)據(jù)或者地形模型，以了解海底起伏情況。

b)計(jì)算時(shí)差校正參數(shù)，基于地形數(shù)據(jù)通過(guò)波動(dòng)方程計(jì)算由海底起伏引起的波場(chǎng)時(shí)差。

c)應(yīng)用校正參數(shù)，根據(jù)計(jì)算得到的時(shí)差校正參數(shù)，對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的時(shí)差校正處理，

將不同位置的地震波到達(dá)時(shí)間校正到一個(gè)統(tǒng)一的水平面上。

6.3三維保幅波場(chǎng)快速延拓技術(shù)

包括如下內(nèi)容/要求：

a)建立準(zhǔn)確的速度模型，準(zhǔn)確的速度模型是高精度波場(chǎng)延拓的關(guān)鍵。

b)對(duì)輸入波場(chǎng)進(jìn)行快速傅里葉變換FFT，變換到頻率域。

c)在頻率域根據(jù)速度模型計(jì)算對(duì)應(yīng)的相移算子，進(jìn)行精確的波場(chǎng)延拓。

d)在延拓過(guò)程中，需要對(duì)邊界處進(jìn)行Taper，消除邊界截?cái)鄬?duì)波場(chǎng)延拓的影響。

e)進(jìn)行逆傅里葉變換，IFFT，得到保幅延拓后的波場(chǎng)。

7深海變深度纜波動(dòng)方程“鬼波”壓制技術(shù)規(guī)程

7.1高精度Tau-p域鬼波壓制技術(shù)

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包括如下內(nèi)容/要求：

a)高精度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(shí)間，p表示傾角。通

過(guò)Taup變換將地震數(shù)據(jù)從球面波映射到平面波域。

b)平面波域鬼波時(shí)差估計(jì)，通過(guò)纜深數(shù)據(jù)和水速，估計(jì)不同傾角平面波的鬼波延遲時(shí)差。

c)Taup域反褶積，根據(jù)估計(jì)的鬼波延遲時(shí)差，在Taup域進(jìn)行反褶積壓制鬼波。

d)壓制計(jì)算假象，在反褶積過(guò)程中容易產(chǎn)生計(jì)算假象，需要引入合適的正則化項(xiàng)進(jìn)行壓制。

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