《深海寬頻地震成像技術(shù)規(guī)范》征求意見稿

2深海寬頻地震成像技術(shù)規(guī)范本文件規(guī)定了深海變深度拖纜地震采集裝備的主要構(gòu)成、技術(shù)要求和性能指標(biāo)，以及三維采集參數(shù)優(yōu)化設(shè)計的技術(shù)規(guī)范、施工參數(shù)和性能指標(biāo)。擬制訂的標(biāo)準(zhǔn)由范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、深海變深度拖纜地震采集裝備、深海變深度拖纜采集參數(shù)優(yōu)化設(shè)計、采集系統(tǒng)整體性能評價等四個部分組成。其它深海地震采集技術(shù)參照使用。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款，其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。DZ/T0180石油、天然氣地震勘查技術(shù)規(guī)范DZ/T0358.1-2020海洋地震測量技術(shù)規(guī)范3術(shù)語及定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1偏移孔徑Migrationaperture偏移孔徑是地震成像領(lǐng)域中的重要概念，不同的孔徑大小決定了對地下結(jié)構(gòu)分辨率和噪聲抑制的能力。較小的孔徑可以提高分辨率但對噪聲敏感，較大的孔徑可以更好地抑制噪聲但可能降低分辨率。因此，針對不同的地質(zhì)勘探目標(biāo)和地震數(shù)據(jù)特點(diǎn)，需要合理選擇孔徑大小，并根據(jù)具體情況進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。偏移孔徑對于成像質(zhì)量和地質(zhì)解釋具有重要影響。3.2空間采樣Spatialsampling空間采樣是指在進(jìn)行地震勘探等地球物理領(lǐng)域?qū)嶒灮驕y量時，對地質(zhì)模型進(jìn)行離散化采樣的過程。在地震勘探中，地下結(jié)構(gòu)的地震波響應(yīng)通常通過地震儀器記錄并轉(zhuǎn)化為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)需要以一定的采樣間隔儲存在計算機(jī)中以用于進(jìn)一步處理和解釋。空間采樣的合理3性直接影響著地震數(shù)據(jù)的質(zhì)量和地質(zhì)解釋的準(zhǔn)確性。在地球物理勘探中，需要根據(jù)地下結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、勘探目標(biāo)和數(shù)據(jù)處理要求，合理設(shè)計空間采樣策略，以獲取可靠的地下地質(zhì)信息。3.3三維疊前深度偏移3-Dprestackdepthmigration三維疊前深度偏移是地震數(shù)據(jù)處理中常用的一種技術(shù)，用于處理地震勘探中采集到的地震波數(shù)據(jù)，以更準(zhǔn)確地成像地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)。疊前深度偏移是指根據(jù)地震波在地下不同速度介質(zhì)中傳播的特性，對地震數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和校正，以準(zhǔn)確地將地震數(shù)據(jù)從時間域轉(zhuǎn)換到深度域的過程。三維疊前深度偏移則是將這一過程應(yīng)用到三維地震數(shù)據(jù)中，以獲取地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的三維成像。三維疊前深度偏移在地震成像和勘探地下石油、天然氣等地質(zhì)資源方面具有廣泛應(yīng)用。通過該技術(shù)，可以提高地下結(jié)構(gòu)的分辨率和成像精度，從而更準(zhǔn)確地識別地質(zhì)構(gòu)造、裂縫、儲層等重要地質(zhì)特征，為石油勘探和開發(fā)提供重要的地質(zhì)信息?？傊S疊前深度偏移是地震數(shù)據(jù)處理中的重要工具，能夠?qū)⒉杉降牡卣鸩〝?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為深度域的三維地下成像，為地質(zhì)勘探和資源開發(fā)提供重要的地質(zhì)結(jié)構(gòu)信息。3.4克?；舴蚍e分求和Kirchhoffsummation克希霍夫積分是地球物理學(xué)中地震數(shù)據(jù)處理的重要數(shù)學(xué)工具之一。它在偏移成像中被廣泛應(yīng)用，用于矯正和疊加地震記錄，以生成地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的像?？讼；舴蚍e分的基本原理是基于波動方程和地震波在地下傳播的物理特性?？讼；舴蚍e分在地震數(shù)據(jù)處理中被廣泛應(yīng)用，因為它能夠更準(zhǔn)確地建立地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)的成像，并幫助地質(zhì)學(xué)家理解地下層的構(gòu)造和特征。其在石油勘探、地震勘探和地下水資源等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價值。3.5走時表計算Calculationoftraveltimes走時表計算是地震數(shù)據(jù)處理中的一項重要工作，用于計算地震波在地下介質(zhì)中傳播的時間和距離關(guān)系。走時表記錄了地震波從震源傳播到不同接收點(diǎn)的時間，是地震數(shù)據(jù)處理和解釋中的關(guān)鍵工具。在計算走時表時，首先需要建立地震波在地下介質(zhì)中的傳播模型，通過地震波動方程等理論模型，可以計算地震波從震源到各個接收點(diǎn)的傳播時間。走時表中記錄了地震波在不同接收點(diǎn)處的到時時間，可以用于地震數(shù)據(jù)處理中的時間校正、成像和地質(zhì)解釋等工作。3.6程函方程Theeikonalequation4程函方程是描述波動傳播的多維空間偏微分方程。在地球科學(xué)領(lǐng)域，程函方程廣泛應(yīng)用于描述地震波在地球內(nèi)部傳播的行為。程函方程描述了波陣面的傳播速度和方向。程函方程在地震學(xué)中的應(yīng)用包括1）射線追蹤：通過解程函方程，可以計算出地震波的傳播路徑，以及在不同地下介質(zhì)中的傳播速度變化。這有助于理解地震波在地球內(nèi)部的傳播特性2）走時表計算：程函方程可用于計算不同位置處的地震波到時，從而編制走時表，為地震數(shù)據(jù)處理和成像提供支持。（3）成像和定位：通過求解程函方程，可以推導(dǎo)出波陣面的形狀和傳播方向，有助于地震成像和地下結(jié)構(gòu)的定位?？傊?，程函方程在地震學(xué)中有著重要的應(yīng)用，它描述了地震波在地下傳播的基本規(guī)律，對地震數(shù)據(jù)處理和地下結(jié)構(gòu)解釋具有關(guān)鍵意義。3.7費(fèi)馬原理Fermat’sprinciple費(fèi)馬原理是光學(xué)和波動傳播理論中的基本原理，描述了光線或波傳播的最短路徑。費(fèi)馬原理可以表述為：光線或波沿著所選路徑的傳播時間取極小值。在光學(xué)中，費(fèi)馬原理解釋了光線在不同介質(zhì)中傳播時的折射和反射規(guī)律。具體而言，折射定律和反射定律可以被理解為費(fèi)馬原理的結(jié)果，即光線傳播時選擇的路徑會使光的傳播時間取得極小值。在波動傳播理論中，費(fèi)馬原理同樣適用于描述波在不同介質(zhì)中的傳播路徑。這對地震波、聲波等波動傳播的理解具有重要意義。3.8算子抗假頻Operatorantialiasing抗假頻是數(shù)字信號處理領(lǐng)域中的概念，特指在信號重構(gòu)或采樣過程中，通過去除或限制假頻的存在，以確?；謴?fù)的信號質(zhì)量不受到失真或混疊頻率成分的影響。在地震數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，抗假頻技術(shù)同樣具有重要意義。算子抗假頻指的是應(yīng)用抗假頻技術(shù)的一種方法，通常是指在信號采樣或信號處理中使用特定的數(shù)學(xué)算子來限制或去除假頻，以減少或消除由于信號重構(gòu)、采樣或處理過程中可能產(chǎn)生的假頻，以確保地震數(shù)據(jù)的頻率成分能夠準(zhǔn)確地反映地下物理結(jié)構(gòu)，避免由于信號處理產(chǎn)生的假頻干擾，保證地震數(shù)據(jù)處理得到的結(jié)果更加可靠和準(zhǔn)確。4縮略語下列縮略語適用于本文件。FFT-快速傅里葉變換縮寫（FastFouriertransform）IFFT-逆快速傅里葉變換縮寫（InverseFastFouriertransform）SPS-衛(wèi)星定位系統(tǒng)的縮寫（SatellitePositioningSystem）55深海寬頻資料處理5.1數(shù)據(jù)預(yù)處理5.1.1地震資料與導(dǎo)航資料合并完成數(shù)據(jù)的解編、加載，并核對導(dǎo)航文件與觀測系統(tǒng)，通過首道疊加剖面、全疊加剖面、覆蓋次數(shù)屬性圖、最大最小偏移距屬性圖、水深屬性圖等多種途徑檢查數(shù)據(jù)完整性和正確性，并進(jìn)行處理的工區(qū)建立。5.1.2低切濾波對海洋資料采集過程中存在的低頻干擾，進(jìn)行低切濾波處理，濾波頻帶控制在1-3Hz。5.1.3球面擴(kuò)散振幅補(bǔ)償對地震資料進(jìn)行于球面擴(kuò)散振幅補(bǔ)償，提升深層反射信號能量，使淺、中、深層的信號能量均衡。5.1.4去氣泡及子波零相位化對海洋資料進(jìn)行去氣泡處理，消除原始震源子波主脈沖后存在的氣泡效應(yīng)，壓制虛至波干擾，提升地震剖面質(zhì)量。對資料進(jìn)行零相位化處理，滿足地震資料定量解釋的要求。5.2噪音衰減5.2.1涌浪噪音壓制涌浪噪音是由于海上采集過程中海水不平靜造成的，尤其是當(dāng)采集纜線受波浪影響及拖拉嚴(yán)重時。通常涌浪噪音振幅在整個資料中占比小，且振幅異常大，根據(jù)給定時窗內(nèi)的振幅差異來壓制噪聲。計算給時窗內(nèi)被處理道的振幅與周圍地震道平均振幅之間的差異，并依據(jù)給定的門檻值來判斷被處理道是否異常。要求采用多道統(tǒng)計，單道去噪，對有效信號產(chǎn)生的畸變要小，達(dá)到相對保幅的處理要求。5.2.2線性噪音衰減直達(dá)波、側(cè)面線性干擾、面波等都屬于線性噪音，干擾波呈線性，其視速度與反射波視速度存在差異。當(dāng)原始炮集中存在比較嚴(yán)重的線性干擾時，通過對單炮的分析，找出線性噪音的主要頻率分布以及視速度特征，利用噪音和反射波的差異壓制線性噪音。5.2.3外源干擾噪音壓制由于海上鉆探活動，聲波噪音或由于地震采集船自身信號傳播到鉆井船反射后生成的噪音等會對地震成像造成影響。外源干擾在單炮內(nèi)相關(guān)，但在炮與炮間不存在相關(guān)性。為了壓6制識別出的噪音炮，需要在頻率切片內(nèi)的弱信號區(qū)域提取相對強(qiáng)振幅單一傾角層狀同相軸的簡單模型來進(jìn)行空間預(yù)測誤差濾波。5.3多次波壓制包括如下內(nèi)容/要求：a)海底多次波壓制，要求基于模型驅(qū)動，能夠適用于淺海、深海等不同環(huán)境中的海底多次去除，壓制海底多次波后能突出有效信號。b)自由表面多次波壓制，要求技術(shù)不依賴于速度模型，完全數(shù)據(jù)驅(qū)動的方式預(yù)測和壓制表面多次波，適用于寬方位、窄方位、海上和陸上及OBC各種數(shù)據(jù)類型。c)剩余多次壓制，處理人員需要根據(jù)后期的偏移成像道集和剖面，與解釋人員進(jìn)行共同確定剩余多次波的影響，并且做進(jìn)一步剩余多次波壓制工作，提升資料品質(zhì)。5.4疊前時間偏移處理包括如下內(nèi)容/要求：a)目標(biāo)線偏移，進(jìn)行更精細(xì)的對比質(zhì)控。b)二次偏移速度分析，糾正第一次速度分析中存在的誤差，更新速度模型。c)各向異性參數(shù)分析，建立時間域各向異性速度模型。d)Kirchhoff各向異性時間偏移，通過各向異性疊前時間偏移，提升斷層及構(gòu)造邊界質(zhì)量。e)多輪次速度分析，進(jìn)行三次以上的疊前時間偏移與速度分析的迭代分析，保證速度拾取的精細(xì)程度，達(dá)到高分辨、高保真處理的要求。f)偏移后噪音壓制，根據(jù)噪音類型制定針對性的方案進(jìn)行噪音壓制，去除時間偏成像道集中的殘余噪聲。g)高分辨拉冬剩余多次衰減，采用高分辨拉冬變換，在成像道集上對剩余多次進(jìn)行有效壓制。h)高密度速度分析，加密主測線、聯(lián)絡(luò)測線速度分析點(diǎn)的密度，并且對成像道集進(jìn)行精細(xì)處理，提升速度譜的精度，從而提高速度分析的質(zhì)量，提升目標(biāo)層的分辨率。5.5深度域建模與疊前深度偏移處理包括如下內(nèi)容/要求：a)淺層速度建模，通過初至波走時層析，引入合適的正則化項，提升淺層速度反演結(jié)果的穩(wěn)定性。b)中深層各向異性速度建模，進(jìn)行波動層析，提高速度分析的分辨率和精度，提升小斷裂成像精度。7c)各向異性疊前深度偏移，各向異性深度偏移成像可以提升地下構(gòu)造的成像精度，是高分辨率、高精度處理的關(guān)鍵步驟。d)逆時偏移，進(jìn)行波動方程成像，提升復(fù)雜高陡構(gòu)造成像能力，顯著改善成像質(zhì)量，提高復(fù)雜斷裂、高陡地層成像精度。e)偏移后處理，使用反Q濾波提高偏移后疊加剖面的分辨率，進(jìn)行精細(xì)的道集切除得到高質(zhì)量剖面。6深海變深度纜波動方程延拓校正技術(shù)規(guī)程6.1洋流、海浪導(dǎo)致的纜深漂移波場校正技術(shù)包括如下內(nèi)容/要求：a)建立水層速度模型，結(jié)合導(dǎo)航文件和海洋水溫、潮汐等資料建立合理的水層速度模型，描述地震波在水體中的傳播特性。b)波動方程纜深漂移校正，根據(jù)SPS文件，通過波動方程校正深海采集過程中各個接收器的位置誤差，消除其空間位置變化產(chǎn)生的走時擾動，實現(xiàn)三維地震數(shù)據(jù)相位和振幅的一致性處理。6.2海底起伏導(dǎo)致的波場時差校正技術(shù)包括如下內(nèi)容/要求：a)獲取海底地形數(shù)據(jù)，首先需要獲取海底的高程數(shù)據(jù)或者地形模型，以了解海底起伏情況。b)計算時差校正參數(shù)，基于地形數(shù)據(jù)通過波動方程計算由海底起伏引起的波場時差。c)應(yīng)用校正參數(shù)，根據(jù)計算得到的時差校正參數(shù)，對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的時差校正處理，將不同位置的地震波到達(dá)時間校正到一個統(tǒng)一的水平面上。6.3三維保幅波場快速延拓技術(shù)包括如下內(nèi)容/要求：a)建立準(zhǔn)確的速度模型，準(zhǔn)確的速度模型是高精度波場延拓的關(guān)鍵。b)對輸入波場進(jìn)行快速傅里葉變換FFT，變換到頻率域。c)在頻率域根據(jù)速度模型計算對應(yīng)的相移算子，進(jìn)行精確的波場延拓。d)在延拓過程中，需要對邊界處進(jìn)行Taper，消除邊界截斷對波場延拓的影響。e)進(jìn)行逆傅里葉變換，IFFT，得到保幅延拓后的波場。7深海變深度纜波動方程“鬼波”壓制技術(shù)規(guī)程7.1高精度Tau-p域鬼波壓制技術(shù)8包括如下內(nèi)容/要求：a)高精度Tau-p變換：將原始地震數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到Tau-p域，其中Tau表示時間，p表示傾角。通過Taup變換將地震數(shù)據(jù)從球面波映射到平面波域。b)平面波域鬼波時差估計，通過纜深數(shù)據(jù)和水速，估計不同傾角平面波的鬼波延遲時差。c)Taup域反褶積，根據(jù)估計的鬼波延遲時差，在Taup域進(jìn)行反褶積壓制鬼波。d)壓制計算假象，在反褶積過程中容易產(chǎn)生計算假象，需要引入合適的正則化項進(jìn)行壓制。e)高分辨Taup反變換，將地震數(shù)據(jù)從Taup域映射到時空域，在映射的過程中，需要達(dá)到信號保幅的要求。7.2鏡像道集聯(lián)合反褶積鬼波壓制技術(shù)包括如下內(nèi)容/要求：a)鏡像道集生成：通過鏡像延拓將地震數(shù)據(jù)延拓到鏡像纜的位置，生成鏡像道集。b)最小/最大相位算子估計，基于原始道集估計最小相位算子，基于鏡像道集估計最大相位算子。c)鬼波延遲估計，根據(jù)估計的最小/最大相位算子反演鬼波延遲時差。d)時空域反褶積，根據(jù)估計的鬼波延遲時差進(jìn)行時空域反褶積，得到壓制鬼波后的寬頻信e)獲取鬼波記錄，通過估計的一次波信號和原始數(shù)據(jù)，估計鬼波記錄。f)鬼波延遲校正，根據(jù)估計的一次波和鬼波記錄，估計更準(zhǔn)確的鬼波延遲時差。g)反褶積，根據(jù)