1 概况

准噶尔盆地沙湾凹陷二叠系烃源岩厚度大、分布广、埋藏深，具备大规模生烃条件；上乌尔禾组、百口泉组前缘相薄储层发育，储、盖组合优越；佳木河组发育继承性古凸及巨厚砂砾岩储层，储层孔隙发育，物性好，成藏条件十分有利，断层地层型目标发育，勘探潜力巨大，是新疆油田近年来规模增储上产的重要接替领域^[1-3]。

但是，该区目的层三叠系、二叠系资料信噪比、分辨率低，导致砂体边界刻画不清楚，岩性目标精细识别困难；另外，受上覆煤层等强阻抗界面影响，二叠系内部存在严重的多次波干扰，反射特征杂乱，波组特征不清，地层超—削关系落实难度大，尖灭等地质现象不易识别。

针对上述难题，结合GeoEast系统特色处理技术，重点从保幅噪声压制、串联反褶积提高分辨率以及组合多次波压制三个环节对地震资料进行针对性处理。基于GeoEast处理系统，形成了面向岩性目标精细识别的处理技术流程，大幅提升了沙湾凹陷的地震成果品质，为该区的地层岩性油气勘探奠定了资料基础。

2 GeoEast关键技术及应用效果

围绕岩性地质目标和地震资料的特点，做好叠前资料保幅去噪、合理提高资料分辨率以及多次波有效压制是地震资料处理的三个重点。在保幅噪声压制方面，首先采用KL变换线性噪声衰减技术，在最大程度保护有效信号的前提下对炮记录上的面波进行自适应压制，然后应用近炮点强能量干扰压制技术对沙漠区可控震源激发单炮广泛发育的近炮点“黑三角”噪声进行分频时变压制，最后利用叠前相干噪声压制技术在时间域对线性干扰进行自动识别并去除。在输出的单炮噪声和叠加后的噪声剖面中未见有效信号，说明上述3种去噪技术组成的去噪流程对地震资料的保幅性好。在提高分辨率方面，先利用空变步长反褶积提高子波的空间一致性，在此基础上采用地表一致性反褶积有效压缩子波旁瓣，最大限度提高了地震资料的分辨率，为后续的砂体识别奠定了资料基础。针对多次波压制，组合应用高精度Radon变换多次波压制技术、叠后逆散射层间多次波预测技术以及自适应匹配相减技术，结合各种多次波压制方法的优点，实现多次波逐级有效压制，显著提高了地震资料成像质量。

2.1 保幅噪声压制技术

该区资料采用可控震源单点激发、节点检波器单点接收，单炮上存在多种干扰波，主要有线性折射、频散面波和异常能量干扰，直接影响原始资料的品质，降低了有效反射的信噪比，给后续的振幅补偿、反褶积等处理带来较大的负面影响，因此有必要在叠前不损伤有效信号的基础上进行噪声压制处理，以提高资料的信噪比^[4-7]。针对上述噪声，遵循“先强后弱，先规则后随机”的去噪原则，结合GeoEast特色去噪模块的优点，实现了针对岩性目标识别的保幅噪声压制。

首先，采用KL变换线性噪声衰减技术(KLLinNoiRemv)在炮域对面波进行压制。该技术充分考虑面波频率低、视速度低、能量强、同相轴大致为直线形态的特征，利用频带分解、KL变换本征滤波、自适应衰减三项关键技术实现频散面波的压制，且最大程度保护有效信号^[8]。

然后，利用近炮点强能量干扰压制技术(HiEnNoiAtten)对沙漠区可控震源激发引起的近炮点“黑三角”噪声进行压制。该技术通过分频处理使每个频带范围内的有效信号和噪声更易区分，然后在给定的频带内，先根据压制门槛值自动识别噪声，再根据衰减因子对识别的噪声进行压制^[9]，最终使近炮点三角区内的能量和整炮能量趋于一致，凸显有效信号，为后续的地表一致性振幅补偿、反褶积等处理奠定了基础。

最后，采用叠前相干噪声压制技术(CohNoiAtten)去除线性干扰。首先在时间域通过倾角能量扫描方式自动识别相干噪声，然后从地震数据中减去识别出的噪声。去噪不会引起假频和“蚯蚓”现象，很大程度上保持了地震记录原有的波形特征。

图 1是去噪前、后的单炮记录对比，可以看出，记录上的噪声得到有效压制，且去除的噪声中未见有效信号。噪声压制后，叠加剖面上的有效反射突出，信噪比提升明显，噪声剖面中也未见有效信号(图 2), 说明采用的去噪流程对地震资料的保幅性较好。

2.2 反褶积技术

反褶积是面向岩性目标处理的关键环节^[9-13], 常规处理流程一般采用地表一致性反褶积技术压缩子波提高地震数据的纵向分辨率。地表一致性反褶积是一种统计性的处理技术，它在求取反褶积因子时往往使用大时窗参数，且要求反射子波时不变。由于受近地表介质横向变化的影响，实际地震资料道与道之间的子波差异较大, 不利于反褶积因子的准确求取。

鉴于此，本文首先采用空变步长反褶积方法对地震资料进行处理，在一定程度上减小资料的道间差别，改善地震子波的一致性，从而提高地表一致性反褶积因子的提取精度。

利用地震子波的自相关特征参数(第一波谷时间)进行定量分析可知：反褶积前子波的自相关第一波谷时间离散分布在0~56ms(图 3a)，直接应用地表一致性反褶积后，该参数分布范围集中在8~16ms(图 3b)，而先进行空变步长反褶积后再进行地表一致性反褶积，第一波谷时间的分布范围进一步缩小到8~12ms(图 3c)。换言之，与常规的直接进行地表一致性反褶积相比，先采用空变步长反褶积提高子波的空间一致性，在此基础上应用一致性反褶积能更有效压缩子波旁瓣，进而提高地震资料的分辨率。

因此，采用上述串联反褶积处理思路。首先，分别求取炮域、检波域各自的统计自相关特征参数(第一波谷时间)作为炮点和检波点的预测步长；然后，利用GeoEast软件的置道头模块(HeadMath)将预测步长写入共炮点或者共接收点道集的道头中；最后，利用空变步长反褶积模块(PredictDecon)从道头中获取步长对地震资料进行反褶积处理，使工区子波的空间一致性得到有效改善；在此基础上，通过对单炮记录、频谱、叠加剖面以及井—震相关性进行综合对比分析确定最佳参数，进行地表一致性反褶积处理。可以看出，经过空变步长反褶积和地表一致性反褶积串联处理后，剖面的分辨率有效提高，频带展宽，对层间的弱反射信息刻画更加清晰(图 4)。

2.3 多次波压制技术

多次波的准确识别与有效压制一直是地震资料处理的难点。尤其是近年来，随着准噶尔盆地的勘探目标由构造油气藏转向岩性油气藏，勘探层系由中、浅层转向深层。在对盆地二叠系岩性目标的识别中，如何有效压制由上覆多套强阻抗界面引起的多次波特别是层间多次波是当前亟需解决的主要难题。

由图 5所示的多次波压制前的叠前时间偏移剖面可以看出，该区从浅至深发育白垩系吐谷鲁群、侏罗系煤层、三叠系百口泉组砂砾岩等多套强反射界面，界面上、下波阻抗差异大，导致地震资料中存在严重的层间多次波。层间多次波不仅降低了地震资料的分辨率，而且影响地震成像的真实性，进而误导后续的层位和断裂解释。在该区域，层间多次波对主要目的层二叠系的影响尤为严重，由于多次波和一次波相互干涉，二叠系内部反射杂乱，波组特征不清，地层超—削关系落实难度大(图 5中绿色矩形框所示)，从而影响该区二叠系地层岩性目标的准确落实。

目前，多次波压制方法主要分为滤波法和基于波动方程的预测减去法两类^[14-16]。滤波法利用多次波的周期性与一次波和多次波之间的速度差异实现多次波的压制，但是对于和一次波速度差异较小的层间多次波，该类方法的压制能力有限。基于波动方程的预测减去法首先采用波动理论对地震资料中的多次波信号进行模拟，然后将模拟的多次波从原始数据中减去，对层间多次波的压制效果较好。对于当前复杂的陆地多次波，单一的某种方法往往无法压制所有的多次波，只有将多种不同针对性的方法进行组合应用才能达到有效压制多次波的目的。

因此，针对本工区发育的多次波，通过对GeoEast系统中的多种多次波压制技术进行实际测试及效果对比，最终决定综合应用高精度Radon变换多次波压制技术(HiRadonTrans)、叠后逆散射层间多次波预测技术(ISSInterMulPred1D)和自适应匹配相减技术(MultiAdaptSub)实现多次波逐级有效压制，提高地震成像的准确性。

首先，针对速度与一次波存在一定差异的多次波，采用高精度Radon变换进行压制。该技术采用抛物Radon变换将时、空域的CRP道集映射到τ-p域(τ为抛物线在时间轴上的截距，p为曲率参数)，在τ-p谱上一次波能量集中在p=0附近的道上，而多次波能量集中在p>0的区域。鉴于此差异，通过在τ-p谱上交互定义切除线实现一次波和多次波分离，然后将分离出的多次波反变换到时、空域，从原始CRP道集中减去分离出的多次波即可得到压制多次波后的CRP道集。需要注意的是，在应用该技术的过程中，输入CRP道集中的异常振幅和动校拉伸对Radon变换的影响非常大，因此在Radon变换前需要压制CRP道集中的异常能量，并对动校拉伸进行切除。另外，由于该技术利用道集中一次波和多次波的时差进行波场分离，因此用于偏移的速度精度至关重要，准确的偏移速度能使道集上的一次波同相轴校平，多次波同相轴向下弯曲，从而确保多次波压制的准确性。

图 6为利用高精度Radon变换技术对工区典型位置的多次波进行压制前、后的速度谱和道集对比。可以看出，道集上与一次波存在较大时差的多次波同相轴得到较好压制，速度谱上与多次波对应的低速能量团被压制，有效反射能量团得到加强，基于多次波压制后速度谱拾取的速度走势更符合实际地下速度变化趋势。但由于该区域二叠系发育的层间多次波能量强，且与一次波在CRP道集上的时差较小，通过高精度Radon变换压制后，速度谱上仍残留层间多次波能量团(图 6)。

进一步，对于上述二叠系内部残留的层间多次波，采用叠后逆散射层间多次波预测方法进行压制。该技术基于逆散射级数法，完全数据驱动，无需已知地下介质的先验信息，在单极子震源的假设条件下，辅以自由表面、点散射以及波在参考介质中的传播规律，通过分离层间多次波对应的逆散射子级数预测层间多次波^[17-20]。

另外，由于预测的层间多次波的振幅、相位以及旅行时和地震记录中的多次波存在一定差异，不能直接从原始记录中将预测的多次波减去。本文采用多道自适应相减方法先将预测的层间多次波和记录中发育的层间多次波进行多道自适应匹配，然后再从原始记录中将匹配后的预测多次波减去，从而达到较好地压制层间多次波和保留一次波的目的。

图 7展示了多次波压制前、后的叠前时间偏移剖面对比，可以看出，综合应用本文多次波压制技术后，剖面上的多次波得到有效衰减，被掩盖的有效信号得以凸显，二叠系内部的反射特征及地层接触关系更清晰，风城组至佳木河组的“楔形”展布特征更明确(蓝色椭圆所示)。同样，从时间切片对比来看，多次波压制后，切片上的波组层次更合理，信噪比得到提高，同相轴连续性改善，反映的地震层序关系更清楚(图 8)。

从图 9所示的新、老成果剖面对比可以看出，新资料品质较以往成果提升明显，剖面信噪比更高，对小断裂和薄砂体刻画清晰(蓝色箭头所示)；二叠系成像质量得到有效的改善，内部地层接触关系更清楚(红色箭头所示)，为后续的地震资料解释奠定了较好的基础。

3 结论

充分利用GeoEast软件的特色处理技术，形成了面向岩性目标精细识别的地震资料处理技术流程，大幅提升了沙湾凹陷岩性目标区的地震成果品质，有力支撑了该区地层岩性油气勘探。在实际应用过程中，GeoEast处理系统的技术特色突出，针对性强，具体体现在以下三方面：

(1) 在保幅噪声压制方面，依次采用KL变换线性噪声衰减技术、近炮点强能量干扰压制技术和叠前相干噪声压制技术，最大程度保护了有效波，同时对炮记录上的面波、强能量和线性干扰进行自适应合理压制，实现了针对岩性目标的保幅处理；

(2) 在提高分辨率方面，先利用空变步长反褶积改善子波的空间一致性，在此基础上采用地表一致性反褶积技术有效压缩子波旁瓣，最大限度提高地震资料的分辨率，满足岩性勘探需求；

(3) 针对多次波压制，GeoEast系统提供了一系列模块，几乎涵盖了当前所有多次波压制方法。结合实际探区地质条件以及资料特点，通过对不同方法进行实用性研究分析优选方案，达到了最佳的多次波压制效果。