地震采集脚印综合评述

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1、张军华1张帆1、2郑旭刚1王伟1焕1朱(1.中国石油大学(华东)地球资源与信息学院山东东营)(2.胜利油田物探公司山东东营)摘要:文章介绍了采集脚印的基本概念和由来,以模型资料研究结果为例,指出了采集脚印的基本特征,阐述了解决采集脚印的四种方法:①采用宽方位角采集;②提高覆盖次数;③基于照明度分析、面向地质目标的观测系统设计;④选择合适的观测系统参数。对于采集脚印处理,则重点介绍了二维波数域滤波方法,并给出了处理流程、应用实例和效果比较。关键词:采集脚印;观测系统;物理模型;时间切片;Kx2Ky滤波器中图法分类号:P63

2、1.4+25文献标识码:A文章编号:100429134(2007)0520001204随着岩性油气藏和隐蔽油气藏勘探对地震成像分辨率要求的提高,规则的三维观测系统、规则的空间采样同样会产生不可忽视的采集脚印。受第69届和第70届SEG年会的影响,国内在本世纪初开始关注采集脚印问题。目前,直接根据实际地震资料研究采集脚印还相当困难,主要因为实际构造模型是事先不知道的。但采集脚印是一种周期性的规则噪声,其规律与观测系统的几何分布密切相关,因而也是已知的,也可以进行预测、识别。虽然采集脚印噪声水平对强反射信号影响不大,但它足以

3、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。因此,必须对采集脚印引起足够的重视,并采取针对性的方法技术,优化高分辨率三维观测系统的设计,提高资料采集的质量,最终最大限度地消除采集脚印所带来的影响。0引言采集脚印(AcquisitionFootprints),又称为采集足迹或采集痕迹,是近几年地球物理界开始关注的一种噪声新概念。它是由观测系统设计本身引起的,在某些特殊的情况下,会在资料处理时得以放大,最终残留在地震解释数据中,给地震精细解释带来假象。国外最初是在海上拖缆施工和陆上复杂地表三维地震

4、施工中发现了采集脚印现象。当海上羽状电缆或陆上因地表障碍造成检波点空间采样不规则时,会导致地下面元之间属性分布不均匀,进行三维DMO或三维叠前偏移时,这种影响会被强化1。采集脚印现象最早是由Meunier(1992)在3D数据中发现的,同时他也提出了一个早期处理解决方案2。LaterGulunay等(1994,2000)提出了应用于频率切片的自适应波数陷波器来解决采集脚印现象3。Drummond也提出了波数域确定性的陷波滤波器来解决采集脚印现象,只不过他采用时间切片。由于以上方法在滤波器的推导和随时间变化的噪音模型上不是

5、自适应性的,所以他们建议应用自适应的噪音消除作用。此后,Soubaras(2002)提出了在3D数据中的几何形态驱使决定性的时间切片滤波器方法4。Al-Bannagi(2004)提出时间切片的SVD滤波器,通过选择某一个独立的值,可以一步消除采集脚印衰减和随机噪音衰减的影响5。1采集脚印的基本特征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1。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,即称为采集脚印6。杨红

6、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,这些假象通常能在第一作者简介:张军华,男,1965年生,博士,教授。1987年,毕业于华东石油学院物探专业,获学士学位;1995年,毕业于石油大学应用地球物理专业,获硕士学位;2002年毕业于石油大学地球探测与信息技术专业,获博士学位;目前在中国石油大学(华东)地球资源与信息学院任教,致力于地震资料采集、处理和解释方法研究。邮编:257061时间和深度切片上看到,称之为采集脚

7、印7。上述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)借助地震物理模拟技术,在三维偏移数据体的时间切片上,观察到了各种特征的采集脚印图像,验证了采集脚印对中、深层地质目标地震成像的影响8。Cordsen(2004)提出采集脚印的最简单的表现形式是覆盖次数随炮检距变化,每个炮检距对覆盖次数有不同的贡献,因此每一个独立的三维面元是不同炮检距的综合贡献,面元内所有道的CMP叠加图显示出面元间的振幅变化,这个变化就是采集脚印,如图1所示9。Inline和Crossline方

8、向的存在明显的同相轴振幅和相位规律的变化,且Inline方向周期性变化更加剧烈。图3DMO脉冲响应总的来说,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