去噪技术在彭水页岩气地震资料处理中的应用

2022-09-10

近年来, 非常规页岩油气勘探工作逐渐在四川、重庆、贵州等川东南高大山地展开, 在彭水、涪陵等区块取得了页岩油气的突破。而川东南地区地表大都为高山峻林、灰岩出露、溶洞和煤矿采空区发育, 在如此复杂地表条件下采集的地震有效反射波的信号往往被干扰波严重干扰, 造成地震资料信噪比降低, 直接影响地震勘探的效果。

一、原始单炮噪音分析

川东南彭水地区地表广泛分布有不同时期的灰岩, 特别是二叠、三叠纪灰岩的脆性大、弹性参数差, 地震激发的能量大都消耗在了破碎带上, 转化为岩石的非弹性形变, 造成弹性波能量低, 加上大部分探区出露的岩石经过成岩作用和喀斯特化, 缝、洞发育, 地震波传播路径复杂化, 有效波能量衰减严重, 且产生多种干扰波, 干扰波能量强, 波场复杂, 直接导致地震资料信噪比降低。

1. 随机噪声没有固定频率和固定传播方向, 在地震数据中形成杂乱无章的背景, 在地震记录表现为频谱很宽, 且无一定视速度;

2. 线性噪音具有一定主频和一定视速度, 如面波、声波、浅层折射等;

去除各种随机噪声及规律干扰是地震资料处理最重要的一步, 是提高地震数据的信噪比的关键, 而在如此繁多种类的噪音干扰下, 如何保证有效信号在噪音压制的过程不会损失同样重要。

二、噪音压制

1. 随机噪音衰减

(1) 异常振幅噪音衰减

异常随机噪音衰减模块是基于在给定的频带范围内对噪音的振幅按比例变化。频带范围内有超过门槛值的振幅取其平均值然后给一个衰减比例或者直接用周边地震道的内插数据代替。门槛值是依据频率范围内地震道之间能量差异而选择的给定的倍数。

2. 线性噪音衰减

(1) FK域滤波

F-K滤波是利用有效波和干扰波在f-k域中的视速度差异设计一个扇形滤波器, 可以滤掉任意方向任意视速度的干扰波, 时窗可以任意给出, 利用它来压制线性干扰波、多次波、虚反射等干扰波, 为此, 针对该区剖面几种视速度、频率及方向角变化的干扰波时, 就需要利用拼接技术进行分步消除, 并循环对叠加剖面的线性干扰进行参数测试分析, 然后回到炮检集域进行实际消除, 大大提高了地震叠加的效果。

(2) 多通道倾角滤波

倾角滤波能把具有多组斜率同相轴的剖面进行分解, 使每一个输出同相轴的斜率尽可能的单一, 在每一个输出上进行f-x域线性预测, 然后将所有预测结果相加, 就得到了最终的期望输出。倾角滤波与f-x域线性预测联合使用, 能较好地适应地震剖面上存在多组斜率干扰数据的衰减处理。

3. 应用效果分析

通过控制频带将随机噪音的振幅进行压制, 在保持了原有波组面貌特征的基础上加强了有效波组的连续性。从去除的噪音部分可以看到, 去噪过程中最大程度地保护了有效反射信号。

彭水地区原始地震单炮中有多组不同视速度的线性干扰, 具有能量强、频率和有效波组接近的特点, 严重影响地震有效波的信噪比, 本次对线性噪音的压制采取限定波速、频率以及限定倾角两种方法组合去噪, 有效波组清晰可见, 单炮信噪比明显提高, 且被去除的噪音中没有有效反射信号, 去噪效果十分明显。

组合去噪对单炮进行去噪前后单炮、单炮频率、单炮信噪比发生的变化。去噪后, 单炮上噪音得到压制, 频带得到拓宽, 信噪比极大的提高了。

通过去噪前后叠加剖面对比 (图1) , 地震资料信噪比得到明显提高、波组连续性加强、剖面成像效果明显提高, 为后续的地表一致性振幅处理、静校正处理、叠加及偏移成像处理打下了坚实的基础。

结论

针对彭水地区地震记录随机噪声、线性干扰造成的信噪比降低的特点, 在地震资料处理中采用异常振幅噪音衰减对随机噪音以及异常振幅噪音进行压制, 然后使用FK滤波及多通道倾角滤波通过控制波速、倾角等多种组合方法对线性噪音进行去除的组合去噪方法对噪音能有效的进行压制, 去噪后的单炮地震记录噪音得到压制、频带得到拓宽、信噪比得到提高, 去噪前后地震剖面信噪比提高、叠加成像效果明显改善, 为后续处理工作提供了资料基础保障。

摘要：去噪技术在灰岩低信噪比地区地震资料处理中至关重要, 为实现地震资料信噪比的有效提高, 必须应用好相应的去噪方法和参数, 彭水地区志留系龙马系组页岩气地震勘探区块地表山脉纵横交错、谷地、坡麓、岩溶洼地等地形条件复杂, 表层岩性及速度横向差异较大, 地震记录干扰波发育、信噪比低, 通过异常随机噪音衰减、FK滤波手段进行优化组合去噪, 地震资料信噪比得到明显提高, 为后续地震叠加成像奠定了基础。

关键词：去噪技术,低信噪,异常随机噪音衰减,FK滤波