海上資料去除多次波技術應用研究

馬方正

摘 要：海上地震資料中多次波干擾非常發育，消除多次波一直是海上資料處理的重要環節。根據產生機理不同，海上多次波也分為不同類型。單一多次波壓制方法很難達到消除多次波的好的效果。本文在分析海上資料多次波的不同類型和特征的基礎上，合理選取延拓τ-p譜類確定性水層多次波壓制方法、SRME壓制非海底自由表面多次波方法以及高精度Radon壓制剩余多次波方法，并進行優化組合，形成了一套海洋地震資料多次波壓制的組合流程。實際資料的測試結果表明，采用所述的組合壓制技術來消除海洋多次波是切實有效的。

關鍵詞：海上資料；組合技術；確定性水層多次波壓制、非海底的自由表面多次波壓制；Radon變換

中圖分類號： TE48 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）25-210-2

0 引言

多次波干擾壓制是海上地震資料處理的關鍵。多次波消除效果的好壞嚴重影響后續地震資料處理效果的品質。已經發展了多種多次波壓制的方法技術，如基于一次波和多次波之間剩余時差差異的方法，主要有CMP疊加、f-k濾波法、Radon變換、聚束濾波法等[1-3]，基于多次波周期性的預測反褶積方法，以及基于波動理論的多次波預測相減法，主要有波場外推法、反饋迭代法和逆散射級數法等。然而，實際資料處理時多次波情況一般都比較復雜，單一壓制技術很難徹底壓制多次波，需要針對實際情況采用優化組合的多次波壓制技術，逐步衰減多次波。本文在分析海上資料多次波的不同類型和特征的基礎上，合理選取確定性水層多次波壓制、非海底的自由表面多次波壓制以及RADON變換多次波壓制方法，并進行優化組合，形成了一套海洋地震資料多次波壓制的組合流程。實際資料的測試結果表明，采用所述的組合壓制技術來消除海洋多次波是切實有效的。

1 海上資料多次波的產生機理及分類

1.1 海上多次波產生的條件

海上地震勘探中，通常會有比較強的波阻抗界面，例如海水層與空氣界面以及海底與海水界面是兩個較強反射界面，這樣地震波在海水中傳播時，就會形成來回于海面、海水以及海底之間的多次反射。另外，地下構造中的基巖面、強不整合面、火成巖和其他強反射界面，如石膏巖、巖鹽、石灰巖等，都會形成強反射界面，從而產生多次波。

1.2 海上多次波的類型

根據多次波產生機理，多次波可分為以下幾種類型：

①海底自由表面多次波

由于海底與海水表面形成的強反射界面，容易在海底與海水表面之間形成多次波，此為海底自由表面多次波，如圖1所示。

②非海底自由表面多次波

地震波由地下構造中的基巖面、強不整合面、火成巖和其他強反射界面，如石膏巖、巖鹽、石灰巖等，傳播至海平面，并繼續向下傳播，再被地下地質構造強反射界面反射回來至地表，形成的多次波，如圖2所示。

③層間多次波（非自由表面多次波）

地震波傳播至地下以后，在地下地質構造的強反射界面之間多次反射傳播，形成的多次波，即層間多次波，也是非自由表面多次波，如圖3所示。

2 海上資料多次波壓制方法技術流程設計

2.1 多次波壓制技術預處理

由于多次波壓制方法技術都需要近偏移距信息（包括零偏移距），因此，在進行多次波壓制之前，要進行近道插值。采用線性τ-p變換進行波場的重建實現插值。技術流程如下：

①選擇部分近偏移距范圍數據，進行動校正；

②對動校正后的數據進行線性τ-p域插值；

③反動校正，得到近偏移距數據；

④結合原觀測數據，得到全偏移距數據。

2.2 延拓τ-p譜類確定性水層多次波壓制方法

海底自由表面多次波是在海水與海底之間多次傳播形成，應用延拓τ-p譜類（確定性水層多次波壓制）壓制方法對此類多次波進行壓制。此方法通過確定的周期對各個τ-p譜進行向下時移，由于海水反射系數為-1，用時移的τ-p譜和原來的τ-p譜進行相加，得到去除海底多次波的τ-p譜，再反變換回t-x域就達到了壓制海底自由表面多次波的效果。

2.3 SRME方法壓制非海底自由表面多次波

數據驅動的非海底自由表面多次波壓制（SRME）技術是基于波動方程理論，是利用地震數據自身進行時空褶積來預測多次波，然后將多次波從原始數據中減去。每個多次波可被分解為若干個初至反射波（子反射）。因此，對于地震記錄中的任何一個反射軸，可以看作為數據中自由表面多次波的某個子反射。通過將原始數據f有效波和多次波之間進行時空域褶積。所有的子反射就“被褶積”在一起，從而就可預測出所有的自由表面多次波。該方法是由數據驅動，與速度場無關，實際應用操作性強，可以很好地壓制復雜地質構造中近道與自由表面有關的長周期多次波，且具有良好的保持振幅能力。多次波預測出來以后，再應用自適應匹配相減方法將多次波減去。

2.4 高精度Radon壓制剩余多次波

對于海上資料，經過確定性水層多次波壓制、非海底的自由表面多次波壓制方法處理后，絕大部分多次波被衰減，但仍有一些能量強的復合多次波殘余以及層間多次波，此類復合波波形在NMO道集上顯示為畸變、能量強、無明顯規律的多次波。因此，在NMO道集上進行高精度Radon，Radon后一次波能量集中在p=0附近，多次波能量分散在其他大p值處，將多次波能量切除，然后進行反Radon變換，就可實現剩余多次波的衰減。

3 海上實際資料測試

為了更好地說明此方法技術適用性和有效性，結合某區二維實際資料進行試處理。（見圖4，圖5）

從速度譜和疊加剖面效果對比圖中可以看出，應用本文所述方法技術流程后，多次波去除效果明顯，有效波凸現出來且無畸變，波組特征合理，連續性得到了改善，整體變化形態更加合理。

4 結論

本文所述延拓τ-p譜類確定性水層多次波壓制、SRME非海底的自由表面多次波壓制以及高精度Radon變換組合多次波壓制法，可以分別針對海底自由表面多次波、非海底自由表面多次波和剩余多次波進行逐級壓制，經實際資料驗證，可以對海上資料多次波進行較好地壓制。

參 考 文 獻

[1] 李鵬，劉伊克，常旭.多次波問題的研究進展[J].地球物理學進展，2006，21（3）：888-897.

[2] 李列，謝玉洪，李志娜.海上多次波壓制與成像方法研究進展[J].地球物理學進展，2015，30（1）：0446-0453.

[3] 鄭磊.海洋地震資料多次波壓制技術及應用[J].價值工程，2015，75-77.