基于穩相原理的菲涅耳帶傾角道集優化技術研究及應用

盧明德

摘 要：基于穩相原理的菲涅耳帶傾角道集優化方法在偏移過程基于穩相原理，引入地層傾角，構建傾角道集，結合第一菲涅耳帶成像原理進行傾角道集的最優化切除，實現偏移孔徑的時空變選擇，因此能夠在偏移過程中有效壓制偏移噪音，提高偏移成像分辨率。針對遼河大民屯地區構造復雜、斷層發育、地層破碎、油層薄難于追蹤等各種地質問題，應用此方法取得較好效果，成像分辨率大幅提高。

關鍵詞：偏移孔徑;穩相;菲涅耳帶;傾角道集;分辨率

1 引言

為提高地震處理成像質量，學者們提出了很多補償地震信號的方法，如非平穩反褶積方法、反Q濾波方法。其中非平穩反褶積方法是從地震數據中提取非平穩子波，可以跳過Q值的求取來解決粘滯性介質的吸收衰減影響，但是此方法在求取空變非平穩子波時存在一定誤差，沒有解決噪音及繞射影響，有一定局限性。針對偏移補償時的噪音問題，有許多不同的解決辦法，如增益限定函數，傾角道集切除等。

基于穩相原理，使得地層傾角的引入成為可能，因此從穩相原理出發，通過偏移道集構建傾角道集，然后結合菲涅耳帶成像原理，在傾角道集中進行第一菲涅耳帶傾角道集優化切除，可以有效去除偏移噪音的影響，大幅提高偏移成像的分辨率。針對遼河地區地震資料及地質構造特點，應用基于穩相原理的菲涅耳帶角道集優化技術可以較好改善地震數據的偏移成像質量。

2 方法原理

2.1 穩相點原理

目前，在實際的地震資料處理疊前時間偏移過程中，通過偏移試驗通常選取統一的偏移孔徑，為保證成像質量，通常遵循最終孔徑大于最佳偏移孔徑這一原則，這樣不可避免的就會引入最佳偏移孔徑以外的噪音。基于穩相算法的疊前時間偏移方法在實現過程中，很好的解決了這一問題。

在粘性層狀介質中，根據穩相點原理，檢波點波場能量主要來自射線參數的穩相點，射線參數的偏導數為0，從而可以得到檢波點反傳波場的方向余弦（lg，mg，ng），其中：

同理炮點的入射波場在穩相點的方向余弦也可以表示為（ls，ms，ns），那么入射波場的方向余弦也可以表示為（l0，m0，n0）。

2.2 傾角道集的構建及優化切除

假設反射界面在沿測線方向x的地層傾角為θx，則矢量（cosθx，0，sinθx）恰好落在該反射界面內，再將該矢量與界面法線方向余弦做點乘運算，并進一步整理可得：

穩相原理在疊前時間偏移成像過程中，將數據分別按θx和θy的大小進行分選和疊加，即可得到沿測線方向x和垂直測線方向y的兩個傾角域偏移道集。然后基于第一菲涅耳帶的成像理論，在傾角道集中給出隨地層角度變化的特定范圍內的第一菲涅耳帶范圍曲線，實現時空變偏移孔徑的選取，從而提高最終偏移成像的信噪比。

3 基于穩相原理的菲涅耳帶傾角道集優化技術的應用

遼河礦區大民屯凹陷的勘探重點面臨著構造復雜、斷層發育、地層破碎、油層薄難于追蹤等各種地質問題，在局部開展基于穩相原理的菲涅耳帶角道集優化技術的應用實踐，此方法可較好提高偏移成像的信噪比，提升了對小斷層、微幅構造的識別刻畫能力。具體實現過程如下：

第一步，構建傾角道集。基于常規偏移結果，根據工區地質構造形態選取合適的傾角質控線，然后給定地層傾角范圍及步長，基于穩相原理通過疊前地震數據構建傾角道集，給定合適的傾角范圍及步長。

第二步，在成像波場中按照側線方向和垂直側線方向構建傾角道集，基于第一菲涅耳帶成像原理，在傾角道集自動傾角拾取的基礎上進行人工交互優化拾取，應盡量切除信噪比較差的數據，保留第一菲尼耳帶內的高質量道集數據，從而實現偏移算法中偏移孔徑的時空變。

第三步，基于優化切除的傾角道集，進行常規疊前時間偏移處理，通過傾角道集優化后的疊前時間偏移結果較常規疊前時間偏移結果明顯提高了成像信噪比，有效壓制了偏移噪音及高頻噪音，對小斷層、微幅構造的識別刻畫更加清晰。

4 結論

針對構造復雜、斷層發育、地層破碎、儲層非均質性強、油層薄難于追蹤等各種地質問題，研究并應用了基于穩相原理的粘彈性疊前時間偏移方法，通過穩相原理引入地層傾角，使傾角道集的構建成為可能，然后結合第一菲涅耳帶的成像原理完成對傾角道集的優化切除，從而實現了疊前時間偏移孔徑的時空變選擇，大大壓制了偏移過程中由于偏移孔徑引起的偏移噪音，有效提高了地震數據的成像信噪比。