地表建筑存在針對性問題的處理方法

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煤礦采區村莊壓煤問題是平原地區煤礦開采面臨的一大難題，地表建筑密集區進行煤田三維地震工作，地震采集難度大，施工過程中多以特觀方法解決障礙區下覆蓋次數低的問題。勘探區大面積特觀的使用也造成地震資料覆蓋次數、方位角、偏移距等面元屬性存在極大空間差異[1]，給后期地震資料處理造成了很大困難。本文以唐山地區某礦區三維地震勘探區為研究對象，提出了一些針對地表建筑密集區采集的地震資料針對性處理方法，取得了比較滿意的效果。

1研究區煤田地質情況和地震地質條件

1.1煤田地質情況

煤系地層為石炭、二疊系，上覆沖積層，煤系基底為中奧陶統，煤系地層層組劃分為：唐山組、開平組、趙各莊組，大苗莊組及唐家莊組五段地層。煤系地層總厚度480m，共含可采煤層9層，即：5煤、7煤、8煤、9煤、11煤、12-1煤、12-2煤、12下煤、14-1煤，可采煤層總厚度21m，含煤系數4.54％，其中：8煤、9煤、11煤、12-1煤為主要可采煤層。

1.2地震地質條件

井田屬沖積平原地形，地形甚為平坦。地勢東北高，西南低，地形坡降為1.6‰。區內村莊覆蓋面積較大，勘探區有6個村莊，村莊面積占勘探區面積約1/3（見圖1）。本區含煤地層為石炭—二疊系，沉積較穩定，煤層賦存條件較好。主要可采煤層5煤、8煤、11煤、12-1煤厚度較大。煤層的頂底板多為泥巖、砂巖，與煤層波阻抗差異較大，深層具備形成煤層反射波的地質條件，形成了能量強、連續性好的煤層地震反射波T5、T8、T12-1。由于煤層間距較小，受地震縱向分辨率限制，部分煤層不能形成獨立的反射波，其中T8為8煤和9煤及圍巖形成的復合波(見圖2)。

2采集資料情況

從全區炮檢點位置（見圖3）來看，地表村莊廠礦等的存在使炮點分布極其不規則，出現了較大面積的無炮區，由于特觀的使用使一些區域炮點過于集中。從全區覆蓋次數圖上看（見圖4），區內面元覆蓋次數分布也及其不均勻，局部地方覆蓋次數較低。從單炮情況來看，由于研究區煤層埋藏條件好，單炮資料處置清晰，目的層反射波較好，資料信噪比較高，總體單炮品質較好。

3針對性處理方法

通過以上了解分析了本次資料處理思路：①采用保真處理流程，以保證高質量的疊加及準確的偏移成像；②針對不同類型干擾采用不同的去噪方法分步漸進式分步高保真疊前去噪，提高原始資料信噪比；③做好反褶積處理，壓縮地震子波，最大限度地拓寬地震子波頻帶，突出有效波的優勢頻帶；④采用合適的靜校正處理，然后采用速度分析和剩余靜校正多次迭代，徹底解決該區靜校正問題；⑤采用常速掃描和沿層速度分析手段，拾取準確的疊加速度，確保疊加效果；⑥針對該區變觀復雜，采用非規則傅里葉變換重構高保真規則化技術及4D隨機噪音衰減技術，提高信噪比，提高偏移成像質量；⑦建立合理的偏移速度場，采用適宜的偏移方法，提高偏移歸位質量；⑧做好質量監控，以便及時發現問題和解決問題。其中一些常規的處理手段比較成熟，針對該區特點提出以下針對性處理手段。

3.1REG3D數據規則化

在本次資料處理中，由于地面施工因素復雜，難度大，造成采集資料變化多，不規則因素多，造成后期偏移成像畫弧和偏移構造成像困難，因此，很有必要采取均勻化或規則化處理。3.1.1由于本次地震數據覆蓋次數不均勻，為滿足疊前時間偏移共偏移距面成像的需要,需要對地震數據進行三維規則化處理。本次采用非規則Fourier分解將時間域信號轉換到f-kx-ky域重構，然后再反變換到規則的網格，從而完成覆蓋次數的規則化和面元網格的中心化，盡可能滿足偏移的要求，提高成像效果與信噪比，圖6為三維REG3D偏移距規則化圖。圖7為本區三維應用技術前后的面元覆蓋次數圖。圖8為REG3D偏移距規則化前后疊加剖面對比，缺失的偏移距資料得到補充，覆蓋次數較為均勻。3.1.2對于低信噪比地區，為了不傷害較弱的有效信號，去噪工作要逐步進行，炮域去噪后殘留的噪音可在共offset域采用多維（主側線、聯絡側線、時間、偏移距平面）相關、f-x-y預測技術，壓制噪音，加強有效信號。

3.2疊后三維隨機噪聲衰減和頻譜拓展

為了進一步提高剖面的信噪比和分辨率，滿足資料解釋的需要，采用了三維F-X-Y域隨機噪聲衰減技術以及基于最大熵譜估計的Butterworth子波高分辨率雙向拓頻技術，從而在保真保幅的基礎上，提高地震資料成果的信噪比，拓展資料成果的分辨率。三維F-X-Y域隨機噪聲衰減技術三維F-X-Y域隨機噪聲衰減技術在三維空間和不同頻率域進行識別和預測減去隨機噪音，該方法保真度高效果好（見圖9）。Butterworth子波高分辨率雙向拓頻技術目前拓頻最常用的軟件，如譜白化、串聯反Q濾波、小波變換等提頻算法，都可以不同程度的提高地震記錄的分辨率，但頻帶拓寬的同時，或存在子波旁瓣增多，或不保幅，或部分頻率分量沖零現象，更重要的是，大多數提頻算法的輸出結果改變了地震記錄相位,且地震子波旁瓣壓制效果、波組特征差強人意。ButHRS軟件通過Butterworth子波“載波調制”來拓寬地震記錄優勢頻率的帶寬，在低頻和高頻兩個方向都得到拓展的寬頻處理能有效減少地震記錄同相軸旁瓣，拓展并保留低頻、突出高頻弱反射信息，提高地震記錄分辨率，能對地震解釋人員精確解釋、后續的高分辨率反演起到較大的作用（見圖10）。

3.3偏移

由于該區地層埋深相對較淺，橫向地質結構和速度變化不大，疊后一步法波動方程偏移效果相對較好，信噪比高、波組特征及斷點、斷面清晰(見圖11)。

3.4處理效果

通過以上針對性處理方法的應用，時間剖面質量在一定程度上得到改善，反射波連續信噪比高，分辨小斷層顯示效果也得到了提高（見圖12）。

4結論

4.1針對解決地表地形復雜、障礙區較大造成的采集

資料分布不均勻問題進行數據的均勻化或規則化是很有必要的，REG3D數據規則化的方法在該區取得了較好的效果。可以在類似地區推廣應用。

4.2三維F-X-Y域隨機噪聲衰減技術以及基于最大

熵譜估計的Butterworth子波高分辨率雙向拓頻技術能針對性提高煤田地震資料的信噪比和分辨率，為進一步小斷距斷層的解釋提供了可能。

作者:齊亮亮 單位:河北省煤田地質局物測地質隊 邢臺市地球物理技術重點實驗室