0 引 言

L盆地是一个中新生代陆缘张裂型叠合盆地，盆地总体呈NE-SW向延伸，面积约5.5×10⁴ km²(孙龙涛等，2010；李颂等，2012).其构造演化贯穿着古南海消亡与新南海形成的整个阶段，经历了断陷(古新世-早渐新世)、漂移(晚渐新世—中中新世)、区域沉降(晚中新世至今)三个发育阶段.受区域构造运动的影响与控制，以中中新世顶为界，L盆地具有明显的双层结构：下构造层断层发育，地层破碎且产状变化大，系早期盆地形成时的拉张伸展断裂与中中新世时期南海关闭所形成的碰撞断裂体系叠合的表现；上构造层断裂活动微弱，地层以平行整合的稳定沉积为特点，反映了南海关闭后盆地进入区域沉降的沉积特征(Hutchison，2004；姚永坚等，2013).同时，由于L盆地区内构造运动活跃，火山活动较频繁，海底分布有较多的海山与现代生物礁(滩)，导致了海底地形的起伏变化剧烈，既有广泛分布的浅滩暗礁，又有深达2500m的深水海盆.因此，这些特有的自然地理环境及其沉积构造演化特征，给L盆地地震资料采集与处理工作均带来了巨大挑战.

我国对L盆地周边海域的油气调查工作开始于20世纪80年代，主要为中国科学院、国家海洋局和原地矿部承担的综合性科学考察课题，至2002年先后采集有区域性二维地震资料约10.6×10⁴ km，基本完成了L盆地附近海域区域构造演化及其油气资源远景评价等基础地质研究工作.中海油分别于2005年、2007年对L盆地全区进行了二维地震采集，总工作量超过两万千米，测网密度最密处达到3 km×3 km，满足勘探新区早期勘探评价研究的需要.L盆地先后两次地震采集的参数除炮间距、震源与电缆沉放深度不同外，其他参数基本一致(表 1)，如电缆长度6000 m、道数480道、道间距12.5 m、覆盖次数120次.由于受复杂的构造条件与深水崎岖海底的影响，L盆地地震资料品质整体较差，主要表现为低信噪比、低分辨率，中深部主要目的层能量弱，成像模糊，波组特征非常不明显，无法准确反映盆地结构，严重影响了勘探研究工作的深入.为了改善资料品质，中海油研究总院与湛江分公司先后进行过多次重处理试验，但由于缺少深水资料处理经验，对深水地震资料的影响因素了解得不够透彻，因此均未取得理想效果，故重处理工作一度受阻.

为切实提高现有资料品质，促进研究工作的深入，本次重处理在实施前对国内外深浅水处理方法与流程进行了系统而全面的调研，在充分试验与论证的基础上，针对深水崎岖海底地震资料的特点及其影响因素，采用了针对性的处理流程与方法，使重处理资料的信噪比与分辨率均得到显著提高，取得了理想的处理效果.

1 存在问题与处理难点

根据一次处理成果分析，L盆地地震资料在海底以下1.0 s以内资料品质尚可，但中深层资料品质急剧下降(图 1)，主要表现为：1)水深变化剧烈地区存在模糊区；2)断裂发育的构造复杂区，断面反射不清晰，地层连续性差；3)低分辨率、低信噪比特征突出，波组特征不清晰，基底成像差.

原始炮集及道集分析表明，该批资料的总体信噪比较低，其常规噪声与浅水区地震资料相似，主要为涌浪、低频、挂网、线性噪声等.但多次波的发育与分布要远比浅水区复杂，初叠剖面与速度谱分析表明，除全程多次波外，还存在强烈的绕射多次波(图 2)；原始单炮频谱扫描分析表明，原始资料的有效波频带为5~70 Hz，但多次波在全频带范围内均有分布，因此在频率域压制多次波存在困难.同时，复杂分布的多次波，对于本来信噪比就较低的资料来说，无疑是雪上加霜.

多次波在海洋地震资料中广泛发育，因此有效压制多次波是海洋地震资料处理的关键.目前常用的算法有波动方程法、F-K域滤波、Radon变换法等(孙福利等，2011).但无论何种方法，都具有各自的优点、缺点与适用条件，在去除多次波的同时，都会不同程度伤害有效波.如波动方程法可以较好的去除长程多次波，但是不适合于水深剧烈变化地区；F-K域滤波法算法简单高效，可以比较有效地去除多次波，但当在F-K域中不能清楚区分多次波与有效波时，其去除效果差，并且无法压制近道多次波；Radon变换也可以较好地区分多次波，但需要求取准确的多次波速度，同时难以压制近道多次波.中海油在浅水资料多次波压制处理中积累了丰富的经验，掌握了成熟的技术模块.但是，浅水地震多次波类型简单、易于识别，而且资料信噪比较高，处理过程中保护有效波的要求不是特别苛刻，因此，采用较单一的针对性方法与模块，就可以对浅水多次波进行有效的分离与压制，取得理想的处理效果.而深水地震资料多次波的发育程度与类型远较浅水复杂，同时其资料信噪比相对较低，在处理中，既要最大限度的压制各类噪声与多次波，又要尽可能的不伤害有效波，因此需要在浅水资料处理的基础上，发展适合于深水崎岖海底低信噪比资料处理的新方法、新流程.

L盆地构造演化复杂，既有古新世-早渐新世裂陷期的海相碎屑岩沉积，又有晚渐新世-中中新世漂移期的碳酸盐沉积，同时晚期火山发育、海底崎岖，造成地层速度变化剧烈，整体成像质量较差.因此，复杂构造成像问题也是本次重处理的重点与难点.目前，解决复杂构造成像问题主要通过两方面的工作来实现：一是精细速度分析，通过增加空间采样率与速度分析精度，减少空间假频，提高陡倾地层、断裂、特殊岩性体(如火山、生物礁)及崎岖海底区成像质量；二是选择精度高的偏移方法，得益于计算机性能的大幅提高，许多以前因算法复杂度高而难以实用的高精度偏移方法，已逐渐成为商用常规处理技术，如弯曲射线叠前时间偏移，与叠后偏移与直射线叠前偏移相比较，其假设条件更接近于地震波实际传播特征，因此具有更加准确的偏移成像精度.同时，成像精度更理想的叠前深度偏移技术，在勘探成熟区也已得到广泛应用.本次L盆地二维重处理采用的偏移方法为弯曲射线叠前时间偏移，速度分析密度由常规的1000 m/道加密到500 m/道，经试验，这两项措施能够很好的保证其偏移成像的质量.

总而言之，有效压制多次波并提高信噪比是本次资料重处理的重中之重，其难点在于如何借鉴浅水地震资料处理经验，扬长避短，在广泛实验论证的基础上，开发出一套全新的适合深水崎岖海底低信噪比资料的处理流程与方法，切实改善现有资料品质.

2 解决思路与关键技术

通过全面的资料分析与系统的试验对比，确定了本次重处理流程(图 3)与参数，其关键是采用组合多次波衰减技术与多域噪声压制技术，对各种类型的多次波与噪声进行逐级压制，提高信噪比，从而达到提高资料品质的目的.

2.1 组合多次波衰减技术

本区地震资料多次波以自由表面有关多次波及绕射多次波为主，在近、中、远道均有不同程度的体现，且全频带分布.因此，在众多的多次波压制方法技术之中，简单的采用一两种技术根本无法解决如此复杂的多次波问题.本次重处理采用由易到难、由多到少的逐级衰减压制的思想，借鉴浅水地震多次波压制技术与经验，根据其多次波产生机理与表现形式的差别，分别利用SRME、RADON、DIMAT、LIFT等成熟模块，通过组合的方式，对多次波进行了最大限度的压制，取得了明显的处理效果(陈瑜等，2004；张兴岩等，2011).

(1)SRME消除与自由界面有关多次波

海洋地震资料中的自由界面是指海面与空气的强反射界面.地震波经地下介质界面反射后到达海面，再次反射产生下行地震波，这样的地震波可以在地下界面与海面进行多次反射传播，形成全程多次波(王建立等，2009).由于其反射能量强，传播路径复杂多变，因此对一次波干扰严重，压制困难，是海洋地震数据处理面临的主要难题.

SRME采用迭代的方法消除与自由界面有关的多次波，特别是对海底的近道多次波衰减效果明显，近年来在海洋地震资料多次波压制处理中得到了广泛应用.

(2)高精度RADON压制中远道多次波

RADON去多次利用一次波与多次波之间的速度差异，进行波场分离，即在动校正道集上(图 4)，一次波同相轴被拉平，而多次波因过校正而呈抛物线形态，因此可以用最小平方法求出多次波模型，从而把多次波从地震数据中剔除.为保证不伤害一次波，可根据抛物线的弯曲度定义阈值(DTCUT)，当同相轴的弯曲度大于该值时，才进行多次波去除.DTCUT参数是高精度RADON去多次的关键参数，由于其值不可能取太小，因此比较适合中远道多次波压制(李振春等，2013；梁全有等，2014).

(3)DIMAT压制绕射多次波

海洋地震资料一般绕射多次波与层间多次波发育，由于该类多次波与地质条件相关，具有不可预测性，很难通过预测建模的方法进行衰减.但绕射多次波频率一般高于有效波，DIMAT模块利用这一频率分布特征，针对地震波的高频成份进行增益调整，实现绕射多次波的有效衰减.

经试验，DIMAT模块对L盆地发育的强绕射多次波有显著的衰减作用.

(4)LIFT技术压制近道剩余多次波

LIFT技术是一种逐步去伪存真的噪声分离处理思想(图 5)，其原理基于同一反射层的反射信号振幅具有规律性变化的AVO理论(Verschuur等，1994)，其基本实现步骤见图 5.

首先，根据Zoeppritz方程的近似式，对输入数据A提取AVO属性及反射系数，并根据提取的AVO属性及其反射系数和相应的P波速度，模拟一次波反射信号，得到以一次波为主的模型数据B1和以多次波为主的多次波数据M1；然后，为了达到信号保真的目的，再对M1进行相同的模拟分解，得到有效波数据B2和多次波数据M2；

最后，获得压制剩余近道多次波的结果B=B1+B2.

上述四个多次波压制模块各具特色各有所长，其中SRME能够很好的压制近中道由自由表面产生的多次波，但远道多次波压制效果较差；高精度RADON变换正好利用由速度差异而导致的远道多次波与有效波之间的明显的形态与位置差异，可以对剩余的远道多次波进行有效压制；绕射多次波在深水地震资料中非常发育，并且难以利用褶积模型与速度差异进行有效预测与衰减，但频谱分析表明其频率一般高于有效波频率，因此通过DIMAT分频、回加处理，对绕射多次波会产生极其理想的压制效果.通过以上组合压制后，大部分影响严重的多次波被明显衰减，但残余多次波(如缺零偏移距而导致的SRME近道多次波残留、DIMAT的随机多次波残留等)，仍会对低信噪比资料产生不容忽视的影响，因此，需要利用LIFT思想，通过信号分离的方法，进一步压制残余多次波，达到提高信噪比的目的(Berkhout and Verschuur，1997).

2.2 多域噪声压制技术提高信噪比

本区资料整体信噪比较低，为了提高信噪比，处理中多次进行了噪声压制处理(图 4).除了常规噪声压制技术外，为了进一步的减少噪声对成像的影响，还根据其噪声的类型与特征，采用了一些特殊的噪声压制技术，主要有共偏移距域压制剩余噪声、F-X域反褶积与远场子波压制气泡等处理流程，在提高信噪比的同时满足了资料保真的需要(渥·伊尔马兹，1993).

(1)共偏移距域压制剩余噪声

经过常规噪声衰减后(如涌浪噪声、大值噪声、外源噪声、挂网噪声等)，炮集或道集上仍然存在成片状的背景噪声.通常该类噪声属于大值类噪声，利用其与有效信号间的振幅差异，就可以较容易的加以剔除.但该地区该类噪声几乎完全覆盖于有效信号之上，无法确定有效信号的振幅值，所以大值压制方法毫无用武之地.

噪声压制离不开信噪分离这一基本原则，虽然在炮集与道集上没有找到有效的压制办法，但经过反复摸索，意外发现在共偏移距域与共检波点域，这类片状的噪声变成了随机噪声，并且有效信号振幅值与背景噪声振幅值差异明显，易于区分.最后，通过大值压制方法衰减该类噪声，并利用LIFT方法将压制噪声后的有效信号部分回加，就可以很好的压制此类剩余噪声，并最大限度地减少了对有效信号的损伤.

(2)F-X域反褶积提高信噪比

F-X域反褶积是一种线性频率域信号增强技术，对压制高斯分布的随机噪声非常有效，可以显著的改善低信噪比地震资料的资料品质(陈宝书等，2009；崔树果等，2012).其基本原理是：相邻道地震反射同相轴在F-X域具有相似性，即地震道内信号与规则噪声具有空间可预测性，而随机噪声是不可预测的.因此通过以下步骤，就可以实现F-X域反褶积提高信噪比：

首先，通过快速傅立叶变换将T-X域地震道转换到F-X域，求出每个频率上的预测滤波算子；

第二，把该预测滤波算子作用于X方向数据序列，预测出规则的相干信号；

第三，从原始信号中减去可预测的有效信号部分，得到资料的噪声部分(含少量有效信号)；

第四，对噪声部分进行噪声压制，回加到有效信号部分；

最后，经过傅立叶反变换回到T-X域，得到噪声压制后的地震数据.

由此可见，F-X域反褶积提高信噪比主要通过信号与随机噪声的有效分离，在不损伤有效信号的前提下对随机噪声进行压制，从而有效的解决了地震资料处理中信噪比与分辨率两者不可得兼的矛盾.

(3)远场子波压制气泡提高信噪比

海上地震资料采集震源采用气枪激发，强的海面虚反射与气泡效应致使地震子波续至相位增多，严重影响子波质量，在叠加剖面上产生低频的连续相位，影响地震资料的波组特征，误导构造解释及评价.通常这些连续相位出现在中深层的基底附近，对基底成像造成重大影响.因此，通过远场子波处理，消除虚反射与气泡效应的影响，是提高海洋地震资料品质的重要内容.

远场子波处理主要通过预测反褶积，压制远场子波中的气泡.压制气泡后的子波被视为期望输出子波，求出远场子波到期望输出子波的转换滤波器，然后利用该滤波器对地震道进行滤波，衰减地层深层因气泡效应放大而产生的连续相位，达到提高地震资料的信噪比与分辨率，进而提高地震成像精度的目的.

噪声压制是地震资料处理的主题，处理的关键是找出噪声与有效信号的差异.其中的规则噪声，在传播方向、速度、频带、激发点等方面与有效信号均存在明显不同，如：涌浪噪声频带有限(集中在20Hz以下)且振幅较大、线性噪声传播方向与有效信号不同等特征，利用这些差异，就可以对规则噪声在不同域内进行有效压制.而不规则噪声(或随机噪声)具有不可预测的特点，理论上通过多次叠加是可以消除的，但现实处理方法都是建立在水平层状介质模型假设上的，其时距曲线为双曲线，而实际地下介质情况并非如此.因此，原本完美的通过叠加提高信噪比的思想并不能取得理想效果，此时CRS共反射面元叠加应用面元的思想，很好的完善了共反射点叠加的假设前提，CRS处理后地震资料的有效信号可以得到明显加强.

通过反复试验，在不同域、不同阶段利用不同方法的噪声压制技术，在L盆地资料重处理中取得了良好的效果，证明了多域噪声压制技术的可行性与实用性.

3 处理效果分析

3.1 多次波压制效果明显

地震资料依次经过SRME、RADON、DIMAT、LIFT等技术处理后(图 6)，各类多次波被逐级衰减，证明了组合方法对深水崎岖海底地形区多次波压制的有效性.

3.2 多域噪声压制有效提高了信噪比

剩余噪声对地信噪比地区资料的影响尤为突出，经过多域噪声压制后(图 7)，剩余噪声被最大限度剔除，明显提高了资料的信噪比. 图 6 组合多次波衰减结果对比剖面

3.3 资料品质整体得到显著提高

经过系统的多次波衰减与剩余噪声压制处理，重处理资料品质有了明显的提高(图 8)，主要表现为：①基底、断层成像得到明显改善；②模糊区成像得到的改善；③同相轴连续性大幅提高，波组特征明显，能够较好反映盆地的沉积结构与构造特征.同时，中深层资料的低频信息增加，频带得到拓宽，资料整体分辨率和信噪比得到显著提高.

4 结束语 4.1     L盆地的二维地震重处理在保真保幅的原则下，抓住多次波影响与低信噪比资料特征两个关键因素，采用了组合多次波衰减技术与多域噪声压制技术，有效地提高了资料的信噪比与分辨率，使资料品质在整体上得到大幅度的提升，为解决深水崎岖海底低分辨率地震资料处理问题进行了很好的实践与借鉴.

4.2     同时，处理过程中处理与解释人员精诚合作无缝沟通，使处理人员充分了解区域构造特征与地质目的，也是本次重处理取得成功的重要因素之一.在此对湛江分公司研究院、勘探开发部及钻采院地球物理所的领导与同事表示衷心的感谢.

4.3     对南海深水远景勘探区盆地的勘探研究工作，既是国家利益的根本体现，又是公司长远发展的基本要求.本次L盆地二维地震重处理工作的顺利完成，不但在技术上对深水地震资料处理难题进行了卓有成效的探索，而且在行动上迈出了进军深水远景勘探区的坚实步伐，对即将开始的南海开发热潮必将产生深远影响.

致 谢 本重处理项目得到了中海石油(中国)有限公司湛江分公司与中海油能源发展股份有限公司钻采院地球物理所各级领导的高度重视，针对处理过程中遇到的技术难题，双方组织专家进行了多次交流与磋商，使项目得以顺利完成.在此特别感谢周家雄、方中于、李添才三位专家对本文提出的宝贵意见与建议.