三维地震数据采集脚印

三维地震数据采集脚印

摘要：文章介绍了采集脚印的基本概念和产生原因,指出了采集脚印的基本特征,阐述了压制采集脚印的相关方法。

关键词：三维地震采集脚印观测系统

采集脚印( Acquisition Footprints) , 又称为采集足迹或采集痕迹,它的研究是地球物理勘探领域一个很重要的方面, 涉及采集、处理和解释等多个环节, 是近几年地球物理界开始关注的一种噪声新概念。任何三维观测系统都会产生采集脚印。国外, 采集脚印的研究已经有十几年的历史.而国内这方面的研究始于本世纪初, 还需要做大量的工作。

1、定义

采集脚印是指在地震数据的采集过程中留下的人为痕迹,是地面观测系统在三维数据体上留下的烙印。关于采集脚印的定义, 各种文献略有不同。Kurt等( 1998) 定义为: 采集脚印是与地面上震源和检波器的几何分布密切相关的噪声。Dave( 1999) 则认为:因观测系统引起的振幅变化、最终残留在数据体上的印迹, 即为采集脚印。杨红霞( 2003) 对采集脚印的概念作了较全面的描述, 认为: 由滚动排列方式以及震源和接收器测线间隔决定的不完全采样, 会引起地震成像中出现周期性的振幅假象, 这些假象通常能在时间和深度切片上看到, 称之为采集脚印[1]。

2、产生的原因

不仅不规则的采集和空间采样不足会产生采集脚印, 而且规则的三维观测系统、规则的空间采样同样会产生采集脚印, 它们都影响地质目标的高精度、高质量地震成像, 影[]响A VO 属性的分析和速度分析。采集脚印产生的本质原因是地震波能量在地下反射界面上能量分布不均匀。

采集脚印一般表现在最终的叠加数据上, 从它的过程来说, 主要在于采集和资料处理两个方面. 在采集方面有观测系统方面的因素和非观测系统因素。

a 观测系统因素: ①炮点的线距和点距, 由于经济上的考虑, 这两个参数不可能很小, 总是比检波点距和线距大, 很难实现对称采样; ②检波点及其组合形式, 如检波器的组合压制了纵向的噪声, 却漏掉了横向的噪声。③排列方式, 束状、斜交、垂直或不规测等不同排列关系。这些因素造成了不同面元的覆盖次数、偏移距、方位角分布的不均匀。④排列片滚动的快慢。滚动过快, 会加剧Crossline 方向唯一覆盖次数和振幅发生变化。若观测系统设计不合理, 即便是再小的横向滚动距离, 也会产生严重的采集脚印现象。

b 非观测系统因素: ①陆上的地表障碍或海上羽状电缆造成采样不规则;

②仪器、天气和地表条件引起的噪声. ③震源和地下地质因素引起的干扰等。

c 资料处理方面:如不准确相干噪声衰减, 包括地滚波、多次波和假的散射噪声等; 不准确的长波长静校正、动校正和远道切除、三维DMO 和三维叠前偏移等; 叠后的去噪处理, 如F-X-Y 随机噪声衰减和相干滤波等[2]。

3、采集脚印的基本特征

采集脚印的定义描述强调了生成采集脚印的两个主要因素, 即震源和接收器测线间隔采样及滚动排列方式。

熊金良等(2006) [4]通过观察各种特征的采集脚印图像，得出采集脚印在形成机理、表现形式和对资料的影响等方面的特点有:

①在观测系统设计时, 震源和接收器测线间隔采样及滚动排列方式的变化都可产生一定程度的采集脚印;

②在微震扰动背景下, 采集脚印的振幅水平与背景振幅属于同一数量级, 因而可以观测到与理论分析相吻合的各种特征的采集脚印图像;

③虽然采集脚印噪声水平对强反射信号影响不大, 但它足以影响中、弱反射信号的振幅和相位, 从而影响中、深层地质目标的地震成像质量;

④采集脚印是一种周期性的规则噪声, 在地震物理模拟中由于已知地质模型, 可以利用地震物理模拟技术进行预测、识别。

4、压制采集脚印的方法

Hill( 1999)认为有三种途径来压制或消除采集脚印, 第一种是通过采集系统的参数使不同偏移距的道数变化最小; 第二种途径是通过叠前处理使要叠加的道集间差异最小; 第三种途径是通过叠后处理压制采集脚印;第四种途径是在DMO 和叠前偏移过程, 采用加权函数或最小数据条件在DMO 和叠前偏移中来消除。

①在野外工作方法方面，可以通过采用宽模板( 宽方位角) 采集、提高覆盖次数、选择恰当的观测系统参数等几个方面来削弱采集脚印的影响[3]。

②数据处理时，要在精细资料处理方面多下功夫。地震数据处理时选择合理的速度和流程, 进行精细速度分析, 是消除处理脚印的最有效办法。

叠前处理时，针对覆盖次数、偏移距和方位角进行插值或校正来重建。有关此方面的方法，有:1)Canning和Garder(1996) 应用DMO和反DMO 规则化三维数据; 2)Biondi(1998)通过旋转方位角和改变偏移距来做方位角校正;3)Bleistien 等(2000) 提出变速度的克希霍夫数据映射方法; 4)Stolt ( 2002) 提出三维地震数据映射和重建的方法( DRC);5)对于规则三维和非规则三维数据的合并, Sekulic Dejan 提出在临界角内采用叠前合并能有效减少采集脚印的影响。

叠后衰减采集脚印的方法很多, 如道混合、F-K 滤波, 三维真振幅倾角滤波, 针对时间切片的F-KX-KY方法( Gulunay1994, 2000) , 奇异值分解的方法( Al_Bannagi, 2004) ,Soubaras( 2002) 提出的基于叠加数据偏移距分布的K X-K Y 方滤波方法, Drummond J. M. 采用自适应陷波滤波方法[2]。

参考文献:

[1]张军华,张帆,郑旭刚等.地震采集脚印综合评述[J].石油仪器.2007,21(5):1-4

[2]麻三怀, 杨长春, 韩晓丽等.采集脚印分析和处理方法综述[J].地球物理学进展.2008,23(2): 500- 507

[3]董世泰,刘雯林,乐金.压制三维地震数据采集脚印的方法研究[J].石油地球物理勘探.

2007,42(1):7-11.

[4]熊金良,狄帮让等.基于地震物理模拟的采集脚印分析[J].石油地球物理勘探.2006，41(5):493-497.