子波法去鬼波在墨西哥湾的应用

引用本文

姜丹, 蒲晓东, 麻志国, 石孟常, 李君君. 子波法去鬼波在墨西哥湾的应用[J]. 物探与化探, 2017,41(5): 914-918.
JIANG Dan, PU Xiao-Dong, MA Zhi-Guo, SHI Meng-Chang, LI Jun-Jun. The application of wavelet method to eliminating ghost wave in Gulf of Mexico[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2017,41(5): 914-918.
Doi:10.11720/wtyht.2017.5.18 复制到剪切板

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《物探与化探》编辑部

子波法去鬼波在墨西哥湾的应用

姜丹, 蒲晓东, 麻志国, 石孟常, 李君君

中海油田服务股份有限公司物探事业部,天津 300451

作者简介: 姜丹(1982-),男,2006年毕业于大庆石油学院勘查技术与工程专业,中国石油大学(华东)工程硕士在读,现为中海油田服务股份有限公司物探事业部现场处理工程师,主要从事地震资料现场处理方面研究工作。

收稿日期: 2016-10-08

基金: “海洋地震采集数据实时QC软件开发与应用”项目(WTB17YF004)

摘要

海洋深水地震资料鬼波发育,造成地质假象,严重影响油田的勘探开发。分析地震资料采集环境及采集特征,采用子波法压制鬼波,在Echos(地震资料处理软件)处理平台上,利用采集设计子波,计算反褶积算子,再将压制鬼波算子应用于实际地震资料。鬼波压制后频率域陷波点得到有效补偿,单炮及叠加剖面上鬼波被有效压制,资料品质得到明显改善,利于构造解释及储层研究。

关键词: 地震子波; 震源鬼波; 电缆鬼波; 墨西哥湾; 反褶积

中图分类号:P631.4 文献标志码:A 文章编号:1000-8918(2017)05-0914-05

The application of wavelet method to eliminating ghost wave in Gulf of Mexico

JIANG Dan, PU Xiao-Dong, MA Zhi-Guo, SHI Meng-Chang, LI Jun-Jun

Geophysical Department,China Oilfield Services Co.,Ltd.,Tianjin 300451,China

Abstract

The ghost wave is developed well in deep water.Meanwhile,the seismic profile will be wrong when the ghost and the reflection merge or separate,and this situation infuences the oilfield exploration and development seriously.In order to analyze the characteristics of the seismic data acquisition environment and acquisition,the authors chose the wavelet method to remove the ghost wave by Echos (software of seismic data processing)processing platform.According to the acquisition parameter,the wavelet was designed for calculating the de-convolution factor which was applied to the actual seismic data.After the application,the notch points were compensated effectively.The results show that the ghost wave is effectively attenuated both on the shot and on stack profile,and the quality is effectively improved,which is benificial to the tectonic interpretation and reservoir research.

Keyword: seismic wavelet; source ghost; streamer ghost; Gulf of Mexico; deconvolution

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0 引言

由于海洋勘探的特殊性, 海面这一良好的阻抗界面使得地震资料发育鬼波。专家学者在利用采集方式来压制鬼波方面做了大量研究, 如上下源^[1-3]、上下缆^[3-6]、海底电缆^[7-9]及斜缆采集^[10-12]。不同的采集方式获得的地震资料压制鬼波的处理方法也不同, 如将海底电缆和拖缆数据合并来压制鬼波, 对于斜缆数据利用Radon变换方法压制检波器鬼波^[13], 但针对平缆采集压制鬼波方面研究较少。

对于平缆采集方式, 当震源与电缆沉放深度小, 鬼波与有效波混叠在一起; 当震源、电缆沉放深度足够大, 鬼波与有效波分离。地震资料采集现场处理时效性要求高, 子波法压制鬼波具有方法简单易懂、机时占用少等特点, 因此在墨西哥湾现场处理研究中首次采用子波法压制鬼波, 且取得良好的处理效果。

1 研究背景

近年来, 国内外现场处理质控要求越来越高, 技术难度也越来越大。现场处理未做过类似子波法压制鬼波相关处理, 笔者首次将此法应用于墨西哥湾深水资料, 取得了很好的效果。

墨西哥湾地震资料采集属于二维采集, 具有电缆长、枪容量大、沉放深的特征。电缆长10 000 m, 4 950 in³容量, 枪阵沉放10 m, 电缆沉放15 m。鬼波异常发育, 包括电缆鬼波, 震源鬼波及电缆加震源鬼波。

2 鬼波的产生机理

海上勘探震源位于海面之下, 当激发的地震波传播路径向下传播经地层反射后被电缆接收, 此种路径的地震波被称为一次反射; 当震源激发地震波没有向下传播, 而是向上传播到海平面, 经海平面反射后再经过地层反射后被电缆接收, 此种路径的地震波称为震源鬼波; 当地震波路径经过地层反射后, 经海平面反射再被电缆接收时, 此种路径地震波称之为电缆鬼波; 如果地震波传播路径在经过地层反射前后都经过海平面反射, 此种鬼波既有电缆鬼波又有震源鬼波 ^[14,15]。

图1中, S点代表激发点, R点代表接收点。传播路径S-O-R是一次波的传播路径, 传播路径S-M-O-R是震源鬼波的传播路径, 传播路径S-O-M-R是电缆鬼波的传播路径, S-M-O-M-R是震源鬼波+电缆鬼波的传播路径。

以墨西哥湾实际单炮记录为例(图2), 第1条红色线为海底反射, 负起跳; 第2条为蓝线, 它是震源鬼波, 正起跳; 第3条为蓝线, 它是电缆鬼波, 正起跳; 第四条为红线, 它是既包括震源鬼波又包括电缆鬼波, 经过两次海面反射, 负起跳。

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	图1 鬼波产生机理分析

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	图2 墨西哥湾某工区单炮地震记录

3 子波法去鬼波

3.1 子波提取

子波提取主要分为统计性方法和确定性方法。统计性子波提取由已知地震数据估算地震子波, 由于反射系数未知, 地震资料提取子波不确定性高、风险大, 因此选取确定性提取子波方法。根据枪阵、电缆等实际参数设计出不同类型的子波, 包括震源子波、含有震源鬼波的子波及含有震源+电缆鬼波的子波。

3.2 子波法去鬼波原理

实际地震资料含有震源和电缆鬼波。子波法去鬼波的关键在于设计出压制鬼波的反褶积算子。利用已知的3种子波, 巧妙设计出压制不同类型鬼波的反褶积算子, 再将此算子应用于实际地震资料, 压制鬼波。

3.2.1 压制电缆鬼波

利用含有震源鬼波的子波W_S及含有震源+电缆鬼波的子波W_R+S设计压制电缆鬼波的算子F_R, 其中含有震源加电缆鬼波的子波为输入子波, 含有震源鬼波的子波为期望输出子波, 设计压制电缆鬼波的反褶积因子:

W_S=W_R+S⊗F_R→ F_R= $\begin{matrix} W_{R + S}^{- 1} \end{matrix}$ ⊗W_S 。

3.2.2 压制震源鬼波

利用震源子波W、含有震源鬼波的子波W_S设计压制震源鬼波的算子F_S, 其中含有震源鬼波的子波为输入子波, 不含任何鬼波的震源子波为期望输出子波, 设计压制震源鬼波的反褶积因子:

W=W_S⊗F_S→ F_S= $\begin{matrix} W_{S}^{- 1} \end{matrix}$ ⊗W 。

3.2.3 压制震源+电缆鬼波

利用震源子波W、含有震源+电缆鬼波的子波W_R+S设计压制震源、电缆鬼波的算子F_S+R, 其中含有震源+电缆鬼波的子波为输入子波, 不含任何鬼波的震源子波为期望输出子波, 设计压制震源+电缆鬼波的反褶积因子:

W=W_R+S⊗F_S+R→ F_R+S= $\begin{matrix} W_{R + S}^{- 1} \end{matrix}$ ⊗W 。

3.3 处理流程

子波法压制鬼波分为一步法和两步法(图3), 在压制鬼波前需要对子波进行去气泡、时移及相位转换等子波相关处理。其中去气泡目的是压制震源激发时海水产生的气泡效应; 时移是将震源激发时间设置为零时刻; 常规设定地震资料是负向起跳的, 震源激发子波为正向起跳, 因此需将地震子波相位由正向转换为负向。一步法利用3.2.3节中压制震源+电缆鬼波原理, 一次性将震源鬼波、电缆鬼波压制。两步法为先利用3.2.1节中方法压制电缆鬼波, 再用3.2.2中方法压制震源鬼波。对比分析, 一步法与两步法最终褶积算子差别可忽略(图4)。且两步法可分别监控压制电缆、震源鬼波效果, 利于地震资料现场处理质量控制, 因此选用两步法进行鬼波压制。

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	图3 处理流程

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	图4 压制鬼波褶积算子

4 鬼波压制的应用效果

选用墨西哥湾某工区采集地震资料进行子波法鬼波压制。从单炮记录(图5)和叠加剖面(图6)上可以看到:经过去鬼波处理之后, 电缆鬼波、震源鬼波得到很好的压制。从频谱上可以看到:经过去鬼波处理之后很明显可以看到这几个周期性出现的陷波点从频谱上消失了, 有效频带的宽度得到了扩展, 同时还可以看到低频成分也得到了一定的提升(图7)。对比图5a、图5c和图6a、图6c, 鬼波压制后, 有效波能量凸显。同相轴数目以及同相轴的振幅相对强度不同, 若不进行鬼波压制, 地震剖面将给后续的构造解释及储层描述带来假象。

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	图5 地震资料单炮效果

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	图6 地震资料叠加剖面效果

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	图7 地震资料(图6蓝色框内位置)频谱效果

5 结论及认识

1) 子波法去鬼波在墨西哥湾的应用效果明显, 电缆鬼波和震源鬼波都得到很好的压制, 陷波得到很好的补偿。

2) 经过子波处理的剖面中鬼波被明显削弱, 且同相轴更为连续, 更有利于构造解释及砂体刻画。

3) 地震剖面由浅到深对应的子波是变化的, 文中子波未考虑地层的吸收衰减作用, 因此, 对于地震剖面深层, 子波处理对地震剖面波组改造较大, 需要严格的质控手段和足够的处理经验, 否则可能伤到有效波。

The authors have declared that no competing interests exist.

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