伊犁盆地二维地震多次反射波压制采集方法研究

石油天然气学报（江汉石油学院学报）　２０】】年ｄ月第３３卷笫４期　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｏｉｌ　ａｎｄ　Ｇａｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｊ．Ｊｐｉ）　ＡＩ）ｒ＿２０１　１　Ｖ【）１．３３　Ｎｏ．４　伊犁盆地二维地震多次反射波压制采集方法研究　吕晓春　（桂林理工大学地球科学学院，厂西桂林５４１　００４）　卢佳岚，张付生，杨春峰　（中石化河南油田分公司物探技术研究院，河南南阳４７３１　３２］　李　延，顾汉明　（中国地质大学（武汉），湖北武汉４３００７４）　［摘要］伊犁盆地侏罗系内部煤系地层发育，地震反射能量强，连续性好，可全区对比追踪。由于煤层速　度低而围岩速度高，反射系数大，与上覆白垩系底界面及地面形成多次反射波。且多次反射波类型复杂，　给多次反射波压制处理带来困难，严重影响了地震资料的可靠性。因此，在资料采集和处理时，需要在　工区内多次反射波特点分析的基础上，提供合适的采集和处理参数压制多次反射波。目前在资料采集上　主要采用增加覆盖次数，增大采集排列长度的方法来压制干扰，但同时也会带来一些负面效应。因此，　必须在多次反射波压制效果与一次反射波叠加效果之间折衷选择合适的采集参数。通过建立工区主干测　线的地质模型，采用不同的地震采集观测系统参数，利用计算机正演模拟方式获得单炮地震记录，依据　叠加处理效果优选合理的观测系统参数，从而达到提高地震资料的品质的目的。　［关键词］二维地震；多次反射波压制；采集参数；伊犁盆地　［中图分类号］Ｐ６３１．４４　［文献标识码］Ａ　［文章编号］１０００　９７５２（２０１１）０４～００６１—０５　伊犁盆地已钻井揭示该区发育有新生界、巾生界、古生界等地层，主要勘探层系为侏罗系、三叠　系、二叠系。侏罗系及其以上地层地震反射连续性较好，主要有两套反射层：白垩系及以上地层为一　套，约有４组反射波，反射品质较好；另一套为侏罗系内部煤系地层反射，能量强，连续性好，全区可　对比追踪。由于煤层速度低而围岩速度高，反射系数大，与上覆白垩系底界面及地面形成多次反射波，　且多次反射波类型复杂，给多次反射波压制处理带来困难，严重影响了地震资料的可靠性。因此，在资　料采集和处理时需要基于工区多次反射波特点的分析，提供合适的采集和处理参数压制多次反射波。目　前在资料采集上，主要采用增加覆盖次数、增大采集排列长度来压制干扰，增加深层资料的信噪比。覆　盖次数增加，虽然能提高多次反射波压制效果，但增加了勘探费用，尤其在倾斜多层情形下，会增加倾　角时差的影响，同时使共反射点分散程度变大，势必降低一次反射波的叠加效果。因此，必须在多次反　射波压制效果与一次反射波叠加效果之问折衷选择合适的采集参数。如果通过野外试验选择合适的采集　参数，不仅勘探周期长而且投资成本高。依据前期勘探成果，建立工区主干测线的地质模型，采用不同　的地震采集观测系统，通过计算机正演模拟的方式获得单炮地震记录，依据叠加处理效果优选合理的观　测系统，达到利用优化野外采集方法参数压制多次反射波的目的；另一方面，基于多次反射波正演模拟　技术，可以分析工区多次反射波的特征，指导地震资料压制多次反射波处理方法的选择和参数的优选，　提高地震资料的品质　＿０。　１　多次反射波产生的机理分析　根据以往二维地震资料的解释结果，结合ＹＮ３井和ＹＣ１井的钻井分层数据及声波时差测井曲线设　计如图１所示的地质模型，模型中的速度由ＹＮ３井声波时差资料换算获得，图１中标出了各个层的速　度及反射界面段号，分别是新近系（Ｎ）＋第四系（Ｑ）底界、古近系（Ｅ）底界、白垩系（Ｋ）底界、　［收稿日期］２ｏｌ１—０２—２４　［作者简介］吕跷春（】９８５一），男，２００９年大学毕业，硕士生，现从事地震勘探研究工作。　ｏ林玉英．中原油田分公司物探研究院西部研究中心研究报告，２００６．　・　６２　・　石油天然气学报（江汉石油学院学报）　∞ｇ～厘茁　。　２０１１年４月　巾侏罗统头屯河组（１ｌ！ｔ）底界、叶ｌ侏罗统两山窑组（Ｊ　ｘ）、下侏罗统三工河组（Ｊ　ｓ）底界、下侏罗统　０八道弯组（Ｊ　ｂ）底界、＝三番系（Ｔ）底界及二叠系（Ｐ）底界。设计地质剖面长３５ｋｉｎ，为避免边界效　应，实际剖而延长为４２ｋｉｎ。　∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞　伊犁盆地…ｆ其独特的地震地质条件为多次反射波的发育提供了条件，首先由于煤层速度低　（２２００ｍ／ｓ）　围岩速度尚（３８００～４８００ｍ／ｓ），反射系数达０．２９５８，该层界面与上覆向垩系底界面及地　面形成多次反射波。同ｉｉ，Ｊ　，侏　系多套煤系地层与围岩问均具有明显的波阻抗界面，不仅与地面产生很　强的全程多次反射波，且多食煤层之问、煤层和上下界面之间都会产生非常复杂的层间微曲多次反射　波，多套煤　的　减弱或ｌ５ｆＩ埘ｒ地震波能量的下传，严重屏蔽＿ｒ侏罗系以下地层的有效反射。　桩号／ｍ　ｌ５０００　２００００　３５０００　３００００　３５０００　４００００　４５０００　图１　二维地质模型剖面　最有可能形成多次反射波的界面足反射系数比较大的界面，煤层顶底界的反射系数比较大，约为地　层反射系数的２倍，它与Ｎ＋Ｑ底界、Ｅ底界、Ｋ底界、Ｊ：ｔ底界、Ｊ　Ｘ、Ｊ　ｓ底界、Ｊ　ｂ底界、Ｔ底界及　Ｐ底界等各个界面之　形成的多次＿｝＿乏劓‘波能鲢相对比较强。这些界面极有可能形成较强的多次反射波。Ｏ　４　２　９　０　６　３　３　Ｏ　３　７　Ｏ　２　ｌ　Ｏ　２　８　Ｏ　２　５　Ｏ　８　　搬墨　３　根据各个界面之问的所仃ｎＪ　能的…次反射及多次反射系数对比分析，各个界面之问的多次反射波反射系　∞如∞帅　数极不均匀，但大部分小丁１０‘，卡Ｈ　ｒｌ一次反射波的平均反射系数的干分之一，但仍然有部分界面　ｌ之ｆａＪ的反射系数大于１　０’，卡丌当丁一次反射波的平均反射系数的百分之一，说明剖面上所出现的多次　反射波只是这　反射界面之　形成的多次反射波。　２为桩号３１Ｏ００ｍ处的采川Ｉ　演模拟得到的共中心点合成　录道集。通过埘比图２（ａ）和图２　（ｂ），可以清晰地在　２（ｂ）ｌＩＩ看ｆ“与一次反射波能量相当的多次波反射同相轴。　．　蕊　瓣黼瓣瞪　叠■■■－－＿■　鲫　２■维地震采集观测系统参数论证　２．１最大偏移距的选择　图３　示ｍ炮点在３０５００ｍ处的【ｊ的　Ｌ方所有界而上一次反射波和多次反射波的共炮点道集射线　路径网，观测系统参数为道ｆＨＪ距５０ｍ．ｒ…　放炮，４００道接收。可以看出，在单边排列长度达到　ｌＯ０００ｍ时，仍然能接收深层界面的反射，绝大部分反射层上的反射信息能在单边排列长度为７５００ｍ范　罔内被接收到。层问多次反射波现象严重，多次反射波分布比一次反射波更不均，对称性差，这些特性　有利于常规替加压制多次反射波　』ｌＪ『ｊ精度低的　。　鼠人　移　。　１　５０００ｎ　时，分散范同达７５０ｍ；而　最大偏移距１２０００ｍ时，分散范　从闭３　川　以香ｆｔ１反坩点比较分澈，坪ｆｌｌ＿接收点关于共反射点一　对称性严重，这些都是导致常规叠　嘲缩小到２５０ｎ　。　此，为ｒ　ｆ＿ｊ的从横阳分辨卒，最大偏移距不能太大。根据道集模拟情况，对于　第３３卷第４期　吕晓春等：伊犁盆地二维地震多次反射波压制采集方法研究　０ｌ　２１　４Ｉ　ＣＤＰ　６ｌ　８ｌ　１Ｏｌ　１２ｌ　ｌ４ｌ　１　２１　４ｌ　∞　０如　∞　如　∞　ＣＤＰ　∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞　６１　８ｌ　ＩＯ１　ｌ２１　１４１　ｌ２００　—、　ｌ２００　Ｊ　７００　　７００　－＿－　２２００　Ｓ　ｌ２２００　＿■ｂ　２７００　曩　２７００　３２００　ｒ一’’’ｚ≈　霉３２００　厘３７００　厘３７００　４２００　４７００　≮．　二＿＇■　ｋ．　４２００　４７００　５２００　５２００　－　５７００　’５７００　．　（ａ）一　次反射波合成记录道集　（ｂ）一次反射波和多次反射波合成记录道集　图２桩号３１０００ｍ处的采用正演模拟得到的共中心点合成记录道集　深度小于３０００ｍ的目的层只在偏移距小于７５００ｍ时才能接收到反射波；大于该偏移距时，接收到的反　射波为广角反射波（入射角大于临界角），波形会发生相位变化。因此，就浅层而肓，最大偏移距必须　小于７５００ｍ。　桩号／ｍ　２５０００　３００００　ｇ　图３　一次反射波和多次反射波的共炮点道集射线路径图　２．２覆盖次数的选择　采用射线追踪算法计算不同深度的Ｈ的层顶界面上共反射点道集的射线路径及ＣＲＰ道集内覆盖次　数，分别对３ｏ、６０、１２ｏ、１８０、２４０、３００覆盖次数在最小偏移距相同条件下进行水平叠加，随着覆盖　次数的提高，水平叠加时问剖面上的多次反射波能量减弱。但叠加次数增加到９０次以上时，多次反射　波与一次反射波振幅比减少缓慢。图４显示｝乜桩号２５０００～３９５００ｍ范同内目的层（Ｐ底界面）上共反　射点道集内覆盖次数，图４中“近”代表偏移距小于１８００ｍ，“较近”代表偏移距在１８００～３６００ｍ，“中　等”代表偏移距在３６００～５４００ｍ，“较远”代表偏移距在５４００～７２００ｍ，“远”代表偏移距在７２００～　９０００ｍ。从图４上看出，受地层构造的变化影响，各界面上叠加次数、反射波能量及反射角沿横向变化　不均匀，最大覆盖次数达到９Ｏ次，平均覆盖次数为６５～７５次。综合考虑，单边放炮情形下，该区覆盖　次数选择为６５～７５次，最大偏移距为６５００～７５００ｍ。　２．３最小偏移距的选择　采用有限差分波动方程正演模拟方法．分别对６Ｏ、９（）、】２Ｏ次　盖资料进行＿ｒ最小偏移距分别为　石油天然气学报（江汉石油学院学报）　２０１１年４月　桃号／ｎ１　偏移距　ｌ远　Ｉ较远　州耳　一中等　圜较近　一近　图４　桩号２５０００￣３９５００ｍ范围内Ｐ底界面上反射波属性　０、】０００、１５００、２０００、２５００ｍ的水平蛰加处理。结果表明，在相同覆盖次数不同最小偏移距的情况　下，多次反射波能量随着最小偏移距的加大而减弱。从　５所示的深层（５２００ｍ）一次反射波与浅层　（２５００ｍ）多次反射波剩余时差ｆＨ１线可看ｍ，多次反射波的剩余时差存偏移距１　５００ｍ处为１８ｍｓ，在偏移　距２０００ｍ处为３５ｍｓ。模拟所用的＿ｆ波＿丰频为３０Ｈｚ，二分之一的周期为１　７ｍｓ，故对模拟记录进行处理　时，要选择偏移距大：ｒ　ｌ５００ｍ的地震　录参与汁算，才能有效压制多次反射波。实际野外多次反射波　的主频在１０～１５Ｈｚ，　二分之一的周期为５Ｏ～３４ｍｓ，故实际偏移距要大于２０００ｍ【　。。　。　２．４排列长度的选择　从　５巾可以看出多次反射波剩余时　差随着偏移距的增大而增加，在相同叠加　次数情况下，排列长度增大有利于提高多　次反射波的压制效果。但排列长度的增　大，势必影响到浅层一次反射波的叠加效　果。从图５中的一次反射波剩余时差（由　地层倾角及构造产生的非双曲线引起的）　随偏移距变化曲线可看出，随着偏移距增　大，也即排列长度的增大，一次反射波剩　余时差也在增大　存偏移距增大到５０００ｍ　时，一次反射波剩余时差达到】５ｍｓ，偏　移距再增大时，导致一次反射波也落入压　ｇ　营　制带内，从而影响到浅层一次反射波的叠　加效果，因此，为了保护浅层资料，排列　长度不能太大。　２．５处理效果分析　偏移距／Ｉｎ　图５深层一次反射波与浅层多次反射波剩余时差曲线图　冈６是零偏移距　Ｆ演模拟初步祷ＪＪＩ１地震削面，陔剖面能初步反映地下基本构造形态，同时还可以看　到在４０００ｍｓ以Ｆ处依然有夫　同卡Ｈ轴仔　．从同相轴形态可以初步判断，这是２０００ｍｓ处的强反射界　面形成的多次反射波。　７是采Ｊ＋Ｊ　ｌ　２０次　盖，最小偏移距１５００ｍ，最大偏移距７５００ｍ，２ｍｓ采样，　２５ｍ道距观测系统参数的地震止演模拟蒋ＪＪＩ暗０面，从陔剖面＿『以明显看　深层的多次反射波得到了非　常明　的　制，说Ｈ爿采Ｊ『】以ｆ　的观测系统参数采集地震记录．通过合适的处理方法和参数可以提高伊犁　盆地的地震剖而品质。　第３３卷第４期　吕晓春等：伊犁盆地二维地震多次反射波压制采集方法研究　ＣＤＰ　８ｌ９　ｌ００７　ｌｌ９５　１３８３　１　５７ｌ　１７５９　ｌ９４７　２ｌ３５　２３２３　０　ｌ０００　２０００　昌３０００　厦　曾４０００　５０００　６０００　７０００　图６零偏移距正演模拟初步叠加剖面　圈７　采用新观测系统参数地震记录叠加剖面　３结　论　针对伊犁盆地地震勘探中多次反射波干扰严重的问题，基于已有勘探成果建立地质模型，通过正演　模拟方法对多次反射波特征分析，得出如下结论与认识：　１）伊犁盆地侏罗系煤系地层与砂岩地层交互沉积，煤层顶底反射系数约为其他地层反射系数的２　倍，它与各个界面之间形成的全程和层间多次反射波能量相对比较强，它们与一次反射波相互干涉。侏　罗系煤系地层顶部附近的两套煤层反射与地面形成的全程多次反射波的反射时间与目的层三叠系、二叠　系底界面反射时间相当（２．７５～４．Ｏｓ），与三叠系和二叠系底界面的反射相互干涉。侏罗系煤系地层之　间的多套层间多次反射波，与下伏多个反射界面的反射波相互干涉（１．８～４．Ｏｓ），这些多次反射波是影　响目的层反射品质的主要因素。　２）基于射线法和波动方程正演模拟进行采集参数论证结果表明，减少道间距，增大排列长度，提　高覆盖次数，有利于压制与一次反射波差异明显的全程多次反射波和部分短程多次反射波，提高深层反　射的信噪比。　３）伊犁盆地多次反射波类型及其特征复杂，决定了在后续多次反射波压制处理方法上应具有多样　性和综合性，尤其在有效压制层问多次反射波方面尤为重要。　［参考文献］　［１］顾汉明，梁国胜，刘厚顺，等．用多次反射波压制模拟确定观测系统设计参数［Ｊ］．石油物探，２００１，４Ｏ（４）：４３～４８．　［２］顾汉明，王纬，陈国．复杂介质中地震多次反射波快速正演模拟［Ｊ５．地球科学——中国地质大学学报，２００１，２６（５）：５４１～５４４．　［３］，刘伊克，常旭，等．多次反射波问题的研究进展ＥＪ］．地球物理学进展，２００６，２１（３）：８８８～８９７．　［４］刘后顺，张东霞，王晓华．伊宁凹陷压制多次反射波方法研究及应片ｊ　ＬＪｑ．断块油气田，１９９９，６（２）：１７～２０．　Ｅｓ］尹陈，贺振华，黄德济．基于二维粘滞波动方程的地震波衰减理论研究［Ｊ］．物探化探计算技术，２００８，３０（５）：３５３４３５６．　［６３钱绍瑚，高建华，谷永兴，等．地层吸收衰减模型的制作及补偿方法的研究［Ｊ３．石油地球物理勘探，１９９８，３３（增刊１）：１８～　２４．　［７］张军华，王要森，郑旭刚，等．海上地震资料多次反射波特征分析ＥＪ］．石油地球物理勘探．２００９，４４（５）：５７４－－５７７．　［８］朱生旺，魏修成，李锋。等．用抛物线Ｒａｄｏｎ变换稀疏解分离和压制多次反射渡口］．石油地球物理勘探，２００２，３７（２）：ｌ】ｏ～１１５．　［９］Ｃｕｎｈａ　Ｃ　Ａ．Ｅｌａｓｔｉｃ　ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ｉｎ　ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｍｅｄｉａ　ＥＪ］．Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，１９９３，５８：１８４０￣１８５１．　［１ｏ３　Ｄａｂｌａｉｎ　Ｍ　Ａ．Ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｉｇｈ—ｏｒｄｅｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｃａｌａｒ　ｗａｖｅ　ｅｑｕａｔｉｏｎ　ＥＪ］．Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，１　９８６，５１：５４～６６．　［１１］Ｔａｎｅｒ　Ｍ　Ｆ．Ｉ．ｏｎｇ—ｐｅｒｉｏｄ　ｓｅａ　ｆｌｏｏｒ　ｍｕｌｔｉｐｌｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅｉｒ　ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ［Ｊ］．Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ，１９８０，２８：３０－－４８．　［１２－１　Ｗｉｇｇｉｎｓ　Ｊ　Ｗ．Ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｗａｔｅｒ　ｂｏｔｔｏｍ　ｍｕｈｉｐｌｅｓ　ｂｙ　ｗａｖｅ　ｅｑｕａｔｉｏｎ　ｂａｓｅｄ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ　ＥＪ］．Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，　１　９８８．５３：１５２７～１　５３９．　［编辑］　龙舟