姜岚杰
中石化石油物探技术研究院有限公司 江苏 南京 211103
随着海洋地震勘探的发展和深入，对海洋地震资料成果的质量要求日益提高。而多次波作为海洋资料中重要的干扰波，会降低地震资料的分辨率，加大有效波识别的难度，影响地震成像质量。因此多次波压制是海洋地震勘探处理的至关重要的环节。为消除多次波的干扰，从上世纪五十年代起，就已经产生了一系列衰减或消除多次波的处理方法，主要包括两大类，一类是基于一次波与多次波之间在空间上的特性差异进行滤波的方法，如f-k滤波法、抛物线拉冬变换法、聚束滤波法等[1]，这类方法计算量较小，效率较高，但不适用于复杂的地下构造，且较容易损伤有效信号；
一类是基于波动理论的预测相减法，如波场外推法、反馈迭代法和逆散射级数法[2-4]等，这类方法可以适用于复杂的地下结构，但计算量较大，且对数据预处理要求较高。
由于多次波类型较多且产生机理非常复杂，而每种多次波压制方法都有一定的局限性及使用条件，因此在实际生产中，单一的压制技术很难彻底压制多次波，需要多种方法组合进行多次波压制[5]，选取确定性海底多次波压制技术、广义表面多次波压制技术及高精度拉东变换多次波压制技术组合对海域地震资料多次波进行压制。实际资料处理效果表明，组合多次波压制技术有效提高了资料信噪比，并改善了成像质量。
1.1 确定性海底多次波压制技术（DWD）
海底与海平面是两个强反射界面，地震波激发后，在两界面之间来回震荡传播，就形成了海洋资料中发育最强、影响最显著的海底自由表面多次波[6]，如图1所示。
图1 海底自由表面多次波示意
海底多次波在t-x域除了零偏移距处外，其他偏移距不具有周期性，但是在经过线性τ-p变换后，在τ-p域的每个射线参数p上都具有周期性，如图2所示。DWD技术利用海底多次波的这一特点，通过水体反射周期预测多次波。DWD方法假定地震波在水层间再传播一个反射走时，海底反射变成了一阶海底多次，一阶海底多次波变成二阶海底多次。因此，将地震记录向下延拓一个水层走时，再乘以海底反射系数即可得到海底多次波模型[7]，再通过原始数据与多次波模型自适应匹配相减的处理方法，实现海底多次波的压制。
图2 有效波及海底多次波在t-x域（左）及τ-p域（右）的特点
该方法实现时，需要用到海底反射时间及近偏移距信息，因此需要在水速动校后的炮集数据近偏移距自相关剖面中拾取海底反射时间，及进行近道插值。DWD方法可以较好的预测海底多次波，但依赖较为准确的海底反射系数信息及海底模型，具有一定的局限性，在实际资料应用过程中，需要与自由表面多次波压制方法进行组合使用。
1.2 广义自由表面多次波压制技术（GSMP）
海洋地震资料采集中，受海水面强反射界面的影响，地震信号传播到海平面时，可以发生下行反射，产生自由表面多次波，如图3所示。可以看到，无论自由表面多次波如何传播，都可以分解成若干个一次波。因此地震记录中的反射轴，都可以看作为数据中自由表面多次波的某个子反射。将地震数据与自身进行时空域褶积，所有的子反射就被褶积在一起，就可预测出所有的自由表面多次波[8]。GSMP就是利用这一原理，不需要地下介质的任何信息，在考虑多次波三维效应的前提下，通过地震数据本身时空褶积预测多次波，该方法完全数据驱动，预测的多次波模型更为准确。
图3 自由表面多次波示意
从DWD及GSMP方法的原理可以看出，两种方法都可以对海底相关多次波进行压制。在实际资料处理中，为防止海底相关多次波的重复相减，在进行组合压制表面多次波时，可选用并行压制多次波的方式，即将DWD方法预测的海底多次波模型及GSMP方法预测的自由表面多次波模型合并成一个多次波模型，从原始道集中通过自适应减的方式统一减去多次波，可最大程度压制多次波，保护有效信号不受损伤。
1.3 高精度拉冬剩余多次波压制技术
对于海洋资料，DWD和GSMP方法可对大部分表面多次波进行压制，但资料中仍会有层间多次波（如图4所示）及残余的表面多次波，这部分可通过高精度拉冬多次波衰减技术进行压制。
高精度拉冬剩余多次波压制技术基于多次波和有效波在速度上存在较大的差异进行多次波压制[9]。其输入为动校正后的数据，此时，有效波同相轴基本拉平，拉冬变换后能量基本分布于零值附近，而多次波由于动校不足，同相轴仍为抛物线，拉冬变换后分布于远离零P值处[10]。因此，利用这一特性，可将多次波对应能量切除，实现多次波压制。
高精度拉冬剩余多次波压制技术较易实现，但存在近道多次波压制不足、可能损伤浅层有效波的问题。由于其主要利用多次波和有效波的速度差异进行多次波压制，因此在该方法应用前，应进行精细的速度分析，尽可能保证有效波速度分析精度。
将上述多次波组合压制方法应用于某工区进行处理，由图5可知，多次波压制前，浅层存在明显表面多次波能量团，影响浅层有效波能量团的判断，而中深层由于层间多次波能量较强，掩盖了有效波，致使速度谱上中深层有效波能量团较弱，这对于速度的准确分析造成较大难度。但通过多次波组合压制方法的应用，可以看到速度谱上有效波能量团明显聚焦，中深层速度能量团凸显，整体速度分析的精度及可靠性都有明显提升，对于偏移成像精度的提高也有巨大帮助。图6为多次波压制前后CRP道集对比，从中可以看到，多次波压制前，道集上多次波明显发育，能量较强，湮没了有效信号，这将影响有效波的判断及偏移成像质量，同时会对后续深度域速度建模有效波曲率的拾取有明显的干扰影响。经过多次波组合压制处理，CRP道集信噪比及连续性明显提高，有效波同相轴较为清晰，更有利于后期处理。
图5 组合多次波压制方法应用前（左）后（右）速度谱对比
图6 组合多次波压制方法应用前（左）后（右）道集对比
海洋资料多次波类型较多，且形成机理复杂，单一的多次波压制技术难以将其进行彻底压制。通过实际资料的应用，说明本文提出的确定性海底多次波压制技术、广义表面多次波压制技术及高精度拉东变换多次波压制技术组合可以通过逐级压制的方式有效的压制海域地震资料的多次波，更有利于后续的偏移成像及速度建模等处理，并提高解释反演的可靠性。
猜你喜欢 压制高精度海洋 一种新型无人机数据链抗压制干扰技术的研究测控技术(2018年1期)2018-11-25空射诱饵在防空压制电子战中的应用无人机(2018年1期)2018-07-05高抗扰高精度无人机着舰纵向飞行控制北京航空航天大学学报(2017年9期)2017-12-18爱的海洋琴童(2017年7期)2017-07-31第一章 向海洋出发小学科学(2017年5期)2017-05-26船载高精度星敏感器安装角的标定光学精密工程(2016年3期)2016-11-07一种旧物品挤压成型机科技资讯(2016年12期)2016-05-30基于高精度测角的多面阵航测相机几何拼接测绘科学与工程(2016年6期)2016-04-17高精度免热处理45钢的开发山东冶金(2015年5期)2015-12-10对GPS接收机带限高斯噪声压制干扰的干扰带宽选择分析弹箭与制导学报(2015年1期)2015-03-11
