目标探区地质特征是地堑背景内存在的一个高地。历史上，除了二维地震勘探外，该海上区块分别以不同勘探目的实施了N2和P1两次不同采集方向的三维地震勘探，分别由同一家物探作业公司在不同年代实施完成，二者数据采集方向基本上接近于正交方向。P1是一个高覆盖次数的三维勘探，采集方向是断层倾向采集，这种设计有利于改善地堑成像。在地堑中，P1三维比N2三维成像有少许改进，在数据质量不好区域对断面成像也有少量提高，对于断层发育区也较好地改进构造形态，同时明显改进浅层异常反应。此三维数据也有不足之处，储层成像仍然不清楚，在有的地方白垩系下切谷不能很好成像。N2的采集方向是断层走向采集，属于多用户三维，覆盖面积广，从采集角度分析，相对断层而言，这可能不是一种理想的勘探方法。因为在地下构造复杂和采集数据质量差地区不利于断块清晰成像，但它有利于局部的断层成像，白垩系下切谷的河道刚好与下面深处的侏罗系断层倾向相垂直，所以它能够合理成像。总之，从勘探效果分析以往同一区块两个三维勘探项目都没有突破同一个复杂地质成像问题的解决。为此引入了海上多方位角的三维地震资料处理方法，以求改善地震数据处理的成像品质目标。

常规双源多缆海上地震勘探方式是一种窄方位角采集，长期以来是海上地震勘探的主要方式，直到2000年初，人们意识到在一些复杂地区它已经不能满足海上准确部署井位和海上精确开发和生产的需求，正是由此导致并促使了海上多方位角地震的产生和发展，即通过在同一个勘探测区以不同方向窄方位角地震采集的合并来实现多方位角地震勘探(图 1)，力求打破海上窄方位角线性地震采集的约束，以期提升地下成像、改善信噪比^[1]。

图 1(Fig. 1)

图 1 海上窄方位角地震勘探平面图(左)和海上多方位角地震勘探平面图(右)

以两个方位为例，除了常规的海上三维地震资料处理流程^[2]外，多方位角处理还必须执行两个不同航向的三维方位面元网格化处理。这种数据归一化处理目的是保证每一个地下面元位置有两个地震道，分别来自两个不同方位角的三维采集数据，进而实现两块地震数据的匹配处理。主要工作是网格内插，并输出叠前偏移CDP道集；在叠后消除采集足迹后，再次实现两块三维数据匹配；重要的是叠加前要运行多方位角叠加测试，需要选择主网格线方向的几个面元进行试验。这个先导试验叠加的互相关处理结果将被用做加权叠加系数，并以此在非地表一致性剩余静校正处理后数据上测试多方位叠加效果。综合归纳可知多方位角处理技术特色与质量控制包括：道集归一化以确保不同采集方向上相邻两个基本面元点在每一个空间位置具有相同的覆盖次数，两块三维数据要选取同样的记录长度，在原始道集上执行平滑处理，多方位角叠加程序将使用基于先导试验道集与具有独立方位地震道集的互相关处理所计算的加权系数或因子进行基于自相关或振幅加权处理，包括PSTM和PSDM处理，多方位角叠加是两个独立方位角加权叠加后的再叠加。

除了地震采集方向不同外，多方位角处理还面临着一项主要挑战即地震数据采集设备的差异。因此地震资料处理要进行大量的处理测试工作以保证最终参数能够适应每一个单独的三维地震勘探并要求在两个不同三维勘探之间的应用保持良好的一致性。最终满足多方位角叠加剖面能够成功地展示每一个方位数据的优势，以便得到更好的结果。

方位各向异性为地震资料处理带来的另外一个关键挑战是速度替换。PSTM速度分析使用非线性层析成像速度分析程序，这需要综合考虑两个方位的速度，然后输出一个各向异性的速度场以满足两个方位的要求。然而，由于时间域偏移的内在制约条件，PSTM不能完全解决方位各向异性问题。但是，若建立深度速度模型引入斜方体各向异性^[3]能够较好地处理这种困难和挑战，斜方正交体的各向异性能够解决垂直和水平横向各向异性效应同时存在的问题。这要求复杂地质构造例如本项目中遇到的水平层状介质中嵌人垂直裂缝情形，利用其多方位数据促使斜方晶体各向异性速度模型的产生，有利于强化复杂地质条件下的成像问题。

基于同先导试验叠加道进行互相关处理，多方位角叠加处理模块将用来计算加权叠加值。叠加效果也许类似于P1三维特征，也许与N2三维特征类同，多数情况下，这取决于或依赖于甚至是相同于两个不同质量三维数据的高品质占优势的数据特征。但影响每一个不同方位叠加对多方位角处理最终叠加的贡献取决于以下几个因素：信噪比、反射波一直性或自相关性、振幅差异等，所以叠后去噪和振幅加权后的最终输出将是多方位角处理最好的输入。

尽管海上目标探区在不同时期选择了不同处理方法PSTM和PSDM进行处理，但从过去到现在地震数据采集和处理一直没有获得高品质的地震数据，无法满足地震精细解释要求。而海上目标探区的区域地质和区块地质资料指示地震资料处理面临主要挑战包括五个方面：浅层碳酸岩一地质胶结带导致其下部地震资料质量不佳和数据向上牵引现象；白垩系下切谷难以成像；存在盐丘刺穿的地堑也是深层地震数据处理的重要挑战；储层的反射系数较低，使得钻井揭示的油层不能在地震数据上成像；多次波发育给最终成像的去噪处理带来困难。

基于多方位处理的功能及技术特色，为了改善目的层的信噪比和成像质量，由此选择了两个不同航线方向三维地震共同覆盖的区域开展了多方位角叠前时间偏移和叠前深度偏移处理。由此确定了多方位角处理目标，即将以往两个三维地震勘探数据合并成一个多方位角处理项目以改善地下成像，解决窄方位角处理中因受约束而不能解决的问题。

海上三维资料多方位角处理的PSTM和PSDM处理实现了预期处理目标，这主要得益于双向方位角数据参与处理，改变探区历来地震资料质量不佳的现状，获得了较好的成像质量，尤其是随着速度分析精细，改善了资料信噪比，优化了断层成像(图 2，图 3)。

图 2(Fig. 2)

图 2 2007年(左)与2012年(右)P1三维地震处理PSDM叠加剖面对比

图 3(Fig. 3)

图 3 2004年(左)与2012年(右)N2三维地震处理时间切片对比

通过与以往PSTM和PSDM叠加对比，多方位角处理的叠加剖面在许多方面取得明显改进，三者幅频特性定量分析表明，MAZ处理频率成分和频带宽度都比常规PSTM和PSDM的效果更丰富或更宽；在地震剖面浅层部分，构造更加连续且地质现象更准确，特别是在地堑区域内复杂的断层构造能够更加清晰成像，而在地震剖面深层部分，与以前单独使用PSTM和PsDM处理结果相比，多方位角处理效果在断层成像方面具有典型改进和提高(图 4)，主要归功于改进的速度模型和优化的多次波衰减技术。根本地，以往导致数据质量差的理由先前大多归结为盐丘刺穿引起，但最新处理判断是由复杂断层断面引起的。

图 4(Fig. 4)

图 4 PSTM(左)、PSDM(中)与MAZ(右)处理效果对比

与以往三维处理成果对比，虽然MAZ处理频率成分和频带宽度都有所提高，但不是明显地提高，项目取得好的处理效果，是整合多项去噪手段和偏移技术的功效，是一种综合处理方法的效应。整个多方位角的PSTM和PSDM的处理是成功的，但仍有改善的余地，进一步强化在地堑下方的低反射系数层的成像问题，仍然是未来地震处理技术的难题。