预测区二维地震资料处理

4. 1. 4. 1 处理流程

( 1) 处理参数

带通滤波参数: 20Hz、30Hz、130Hz、140Hz。

预测反褶积: 因子长度 72ms预测步长 10ms。

速度分析点: 100m ×100m。

( 2) 处理流程

本着贺启在确保资料信噪比的前提下，努力提高分辨率的原则，经过多种参数的反复测试，确定了适合本区的处理流程 ( 图 4. 4) 。

图 4. 4 二维地震处理流程图( 据山东中煤物探测量总公司，2008)

4. 1. 4. 2 地震资料处理技术措施

( 1) 处理的基本要求

为查明本区的构造和主要可采煤层的赋存状况，本次数据处理以高信噪比、高保真度、高分辨率为目标，且充分利用钻探提供的各种信息反复细致地选择处理流程及参数，做到处理流程合理，处理参数最佳，提供的地质信息丰富，显示形式美观多样。

( 2) 技术参数

采样间隔: 0. 5ms。

处理长度: 2. 0 ～2. 5s 。

显示长度: 2. 0 ～2. 5s。

CDP 间隔: 5m。

( 3) 技术措施

1) 编辑工作，仔细检查空间属性文件，对死反 道 及 不 正 常 道进 行严 格、细 致 的剔除。

2) 采用二次速度分析，扫描点间距选择在 100 ～ 200m，并且避开断层带地段，在变观地段两侧适当加密扫描点，以控制两端同相轴的对接。

3) 精细地选择人工静校正及自动剩余静校正参数，以最大限度地消除井深、地形及低速带等异常造成的影响。

4) 认真选择反褶积 ( 预测反褶积) 的参数，以压缩子波，提高纵向分辨率和速度分析精度。

5) 合理地选择初至切除参数和动校正畸变切除参数，采用二次切除的方法，尽量保存有效的浅层信息。对于变观测系统的地段，采用单独切除的方法。

6) 进行多种滤波测试 ( 原始记录) 的频谱分析、反褶积前后的频谱分析、叠加偏移后的频谱分析等，以合理地选择叠前、叠后滤波参数。7) 采用波动方程偏移 ( F - D) ，以提高横向分辨率，并且在偏移前进行速度的测试及不正常道、段的再编辑工作。

8) 加强中间结果 的监视工作，进行多种中间结果 的显示，以确定选 择 参数 的合理性。

4. 1. 4. 3 地震勘探工作质量评述

本次地震资料处理共获得时间剖面 4 条，剖面总长 37. 71km。其中: 主测线 3 条，联络测线 1 条，获得地震水平叠加时间剖面与地震偏移时间剖面各一套。

按巧链照 《煤炭煤层气地震勘探规范》对所获水平叠加时间剖面进行评级，结果如下( 表 4. 1) :

表 4. 1 预测区本次施工地震工作质量

Ⅰ类时间剖面 24. 72km，占 65. 55% Ⅱ类时间剖面 12. 99km，占 34. 45% Ⅰ + Ⅱ类时间剖面占 100% ，所获得地震时间孝拍孙剖面质量满足 《煤炭煤层气地震勘探规范》的要求( 《煤炭煤层气地震勘探规范》要求达 80% 以上) 。

综上所述，本次原始资料质量较高，处理流程及参数选择合理，处理成果质量较好，表现为主要标准波能量较强，波形波组特征明显，具有较高的保真度，所获时间剖面可满足本次勘探所承担的地质任务要求，为下一步的解释工作奠定了良好的基础。

另对以往施工 ( 2005 年) 的 3 条测线的数据按照本次处理流程和参数进行了重新处理，获得剖面长度 30. 63km。

根据 《煤炭煤层气地震勘探规范》的有关标准对其评价结果如下:

Ⅰ类时间剖面 20. 76km，占 67. 8% Ⅱ类时间剖面 9. 87km，占 32. 2% Ⅰ + Ⅱ类时间剖面占 100% ，说明以往地震资料质量较高 ( 表 4. 2) 。

表 4. 2 预测区上次地震工作质量

舒虎

摘要　FOCUS地震资料处理系统的多道反褶积模块MCDECON在使用中常出现同相轴振幅突变问题，在水合物资料的处理中这一缺点显得更为突出。本文尝试从反褶积的原理出发，分析MCDECON模块的具体算法，寻找其子程序在处理死道计算中的错误并改进平均自相关算法，最终形成一个改进后的多道反褶积模块，获得了满意的结果。

关键词　FOCUS系统　多道反褶积　死道　同相轴　平均自相关

1　引言

反褶积（也称反滤波）是地震反演中必不可少的工具，其作用是提高分辨率和拓展频带。实际地震勘探资料的处理多采用的是统计反褶积方法，从方法上可以分为脉冲、预测、表面一致性反褶积等，从道数上可以分为单道和多道反褶积，理论上多道反褶积比单道反褶积的统计误差更小，实际应用中的效果等方面也具有优势，因而得到了更广泛的使用。广州海洋地质调查局资料处理研究所在以往海上资料的处理中，也多次采用了FOCUS地震资料处理系统MCDECON这一多道反褶积模块，并取得了很好的效果，但由于其模块本身设计的缺陷，处理效果也存在不足之处。

例如，在某次野外地震勘探资料的处理工作中，在试验阶段发现多道反褶积的处理效果好于单道反褶积，但叠加处理后，在少数测线的局部区域发现了同相轴振幅突变的现象，如图1、图2所示，图1中左图为输入炮集，海底较浅，从图中可以看到有四处死道，右图为多道反褶积模块处理后的效果，可以看到分辨率明显增加，但死道附近的振幅产生突变，图2为做过多道反褶积的叠加剖面，叠加后的整体效果令人满意，但在海底反射较浅的地方，图中1.10s处的同相轴被频繁中断，随着海底反射的变深，这种中断现象逐渐好转。根据以上分析，说明多道反褶积模块造成了同相轴的中断，经过比较，发现导致MCDECON模块出现运算偏差的炮集记录有两个特点：①海底较浅（在双程时间剖面上约2s以上）；②炮集记录中有死道。由于死道在野外资料中经常出现，并且在室内处理中对野外干扰强的资料进行编辑也会形成死道，因此符合以上两个特点的地震资料是普遍存漏握在的；另外，在水合物资料的处理中，由于对浅层处理有特殊的要求，如果出现以上问题，将不得不放弃使用MCDECON模块。因此，必须对FOCUS系统多道反褶积模块MCDECON进行改进。

图1　FOCUS系统多道反褶积模块MCDECON在炮集中的使用

Fig.1　The effect of modulc MCDECON applied in shot domain

图2　使用FOCUS系统多道反褶积模块MCDECON后的叠加效果

Fig.2　The horizontal-stacked section after applying MCDECON

2　方法原理

2.1　基本原理

反褶积在地震勘探中使用最广的是最小平方反滤波（或称维纳滤波、最佳滤波），其基本思想是：设计一个滤波算子，用它把已知的输入信号转换为与给定的期望输出信号在最小平方误差的意义下是最佳接近的输出。按此思想求得的滤波算子称为最小平方反滤波因子。

众所周知，地震勘探中常用的求取反滤波因子的基本方程是：

南海地质研究．13

其中n为地震记录返冲庆长度，rgg（i）（i=1.2，…，n）为地震记录的自相关函数，a（i）（i=1.2，….n）为待求的反滤波因子。

用上述公式求出的反滤波因子与地震记录进行褶积运算所得到的反褶积结果接近于理想地震记录（反射系判颂数序列），从而大大提高了纵向分辨率。在实际应用中，由于地震资料常存在零值或接近于零值的道，用上述方法得到的反滤波因子往往收敛很慢，震荡激烈.解决的方法是将一小白噪加入到输入道的频谱中，相当于给输入道的零延迟自相关加上一个小幅度的尖脉冲，即用［1＋λrgg（0）]代替rgg（0）。这种处理方法称为预白噪化，A称为白噪系数。

2.2　FOCUS系统MCDECON模块分析

（1）算法介绍：FOCUS系统的多道反褶积模块MCDECON在进行多道运算时，根据用户控制的设计门长，在给定的道数内计算出此窗体的平均自相关函数，据此用上述方法设计一个滤波器应用到窗体的中心道上，然后窗体往后移动一道，类似地再设计一个滤波器应用到新窗体的中心道上，如此循环运算直到最后一道。

（2）源程序简介：MCDECON模块主要由5个库函数、子程序和1个信息包描述文件（ipd）组成，分列如下：

mcdecon.ipd　信息包描述文件，描述MCDECON模块的功能，并可编译连入FOCUS库；

MCDECONCB.FIN　库函数，定义子程序共同变量；

editp.f　子程序，设定模块的输入参数，开辟内存缓冲区并设置指针；

ing.f　子程序，输入用户定义的控制窗体，并将指针指向下一窗体：

do.f　子程序，计算平均自相关函数；

procp.f　子程序，模块功能的主要实现部分，恨据用户的输入参数进行SPIKE、BPASS、GAP、BPGAP、ZERO、UNIT等6种反褶积运算。

（3）模块分析：根据上述反褶积原理和MCDECON模块各子程序的功能，可以发现地震资料中的死道对反褶积的影响主要体现在自相关函数的计算上，特别是，对多道反褶积主要影响平均自相关的计算。经过分析子程序do.f和procp.f，并对模块各参数进行试验比较，发现如果地震资料中出现死道，则子程序do.f在进行平均自相关函数的计算时就会出现偏差，最终导致在反褶积剖面上死道及其附近道（范围由用户输入的窗体控制）的振幅突然变大，产生了如前所述同相轴的振幅突变现象。所以对MCDECON模块改进主要是修改子程序do.f。

3　实现步骤

根据以上的模块分析，重新编写了一个计算平均自相关的算法，以卜为修改多道反褶积模块MCDECON的具体步骤：

（1）利用MCDECON模块的资源重新建立一个新模块名，以免将原模块覆盖；

（2）修改子程序do.f及相关子程序，使之能够消除死道的影响，正确地计算平均自相关函数；

（3）对修改后的各子程序进行调试、编译连接；

（4）建立FOCUS系统对修改后的模块所必需的各种库，具体如下：

①用ipc编译器将ipd文件分别编译成ipo、pdf文件；

②创建FOCUS信息包库并插入ipo文件；

③用pdf编译器将pdf文件编译成pdo文件；

④创建FOCUS参数描述文件库并插入pdo文件：

（5）编辑包含新模块名的卡片，并连入FOCUS系统：

（6）检查改进后的处理结果。

4　实际资料的处理效果

上述步骤建立了一个改进后的多道反褶积模块MEWDEC。为试验改进后的效果，进行了实际资料的处理对比，如图所示，图3和图4均为NEWDEC模块的处理效果，图3为NEWMCD模块在炮集中进行反褶积计算的结果，其中左图为原始输入炮集，右图为新模块的处理结果，与图1比较可知，运行新模块后的炮集同相轴振幅一致，消除了突变现象，保证了真振幅处理；图4为采用NEWMCD模块后的叠加剖面，叠加参数与图2相同，比较可知，改进后的模块在保留原有多道反褶积模块优点的基础上，消除了图中1.1秒处同相轴的中断现象，效果是非常明显的；图5为MCDECON模块与NEWMCD模块对同一炮集处理后的波形对比，左图为MCDECON模块处理后的波形，其中第108道是死道，可以看出第115道明显产生了畸变，并且在第109道至第115道中2.16～2.18s处的同相轴振幅突然变大，右图为NEWMCD模块处理后的波形，消除了左图的缺点，同相轴显得很自然。

图3　改进后的多道反褶积模块NEWDEC在炮集中的使用效果

Fig.3　The effect of the corrected multichannel deconvolution module NEWDEC applied in shot domain

图4　使用改进后的多道反褶积模块NEWDEC的叠加效果

Fig.4　The horizontal-stacked section after appling new module NEWDEC

图5 MCDECON模块与NEWDEC模块处理后的波形对比

Fig.5　The seismic wavelet after processed by MCDECON module a nd NEWMCD module

5　结论

经过以上分析、改进并对实际资料的处理验证，可以看到对MCDECON模块的修改取得了明显的效果，说明以上采取的步骤是成功的。另外，修改FOCUS地震资料处理系统的其他模块和增加新的模块，也可以借鉴此方法，随着研究的逐渐深入，FOCUS系统不仅可以是地震资料处理的有力工具，也可以成为新模块、新算法的开发平台。

参考文献

1.COGNISEIS,FOCUS Programmer's Manual（Volume1.2）.

2.COGNISEIS,FOCUS Reference Manual（Volume 1）.

REVISION OF MULTICHANN EL DECON VOLUTION MODULE IN FOCUS SYSTEM

Shu Hu

Abstraet

The using of the multichannel deconvolution FOCUS module MCDECON often results in mutation of the event amplitude.This problem is bulqed in processing of the BSR seismic data.After analysis the theory of the deconvolution and the module MCDECON,we find the error of the subroutine in this module,correct the calculation of the average autocorrelation,and design a new multichannel modul.This method is proved quite feasible in seismic data processing.

Key words:FOCUS,multichannel deconvolution,dead traces,event,averge autocorrelation

注释

由于激发条件和接收条件的不均匀性，以及地表低降速带的影响，不仅造成了旅行时的变化和振幅的差异，而且使子波也产生了畸变，这种变化可以通过地表一致性反褶积加以改善，同时没拆枯也可以改善道集的同相性。地表一致性反褶积不但可以提高资料的分辨率，同时也可以改善资料的信噪比。

反褶积可以用地表一致性谱分解公式来表示。地震道可以分解为震源、接收点、炮检距和地层脉冲响应的褶积。由此可以清楚说明，地表震源、检波器附近条件及震源—检波器间距对子波形态变化的影响。地震道分解后，进行反滤波能恢复地层脉冲响应。地表一致性假设，意味着基本子波形态只是决定于震源和检波器位置，而不决定于震源到反射层再到检波器的具体射线路径。

图4.7.2为地表一致性预测反褶积前后效果，从图中可以看出，枯洞经过地表一致性预测反褶积处理后，有效信号的一致性得到了提御悉高，噪声得到了一定的压制，有效频带明显增宽。

图4.7.2 地表一致性预测反褶积前(左)后(右)对比

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