地表建筑存在针对性问题的处理方法

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煤矿采区村庄压煤问题是平原地区煤矿开采面临的一大难题，地表建筑密集区进行煤田三维地震工作，地震采集难度大，施工过程中多以特观方法解决障碍区下覆盖次数低的问题。勘探区大面积特观的使用也造成地震资料覆盖次数、方位角、偏移距等面元属性存在极大空间差异[1]，给后期地震资料处理造成了很大困难。本文以唐山地区某矿区三维地震勘探区为研究对象，提出了一些针对地表建筑密集区采集的地震资料针对性处理方法，取得了比较满意的效果。

1研究区煤田地质情况和地震地质条件

1.1煤田地质情况

煤系地层为石炭、二叠系，上覆冲积层，煤系基底为中奥陶统，煤系地层层组划分为：唐山组、开平组、赵各庄组，大苗庄组及唐家庄组五段地层。煤系地层总厚度480m，共含可采煤层9层，即：5煤、7煤、8煤、9煤、11煤、12-1煤、12-2煤、12下煤、14-1煤，可采煤层总厚度21m，含煤系数4.54％，其中：8煤、9煤、11煤、12-1煤为主要可采煤层。

1.2地震地质条件

井田属冲积平原地形，地形甚为平坦。地势东北高，西南低，地形坡降为1.6‰。区内村庄覆盖面积较大，勘探区有6个村庄，村庄面积占勘探区面积约1/3（见图1）。本区含煤地层为石炭—二叠系，沉积较稳定，煤层赋存条件较好。主要可采煤层5煤、8煤、11煤、12-1煤厚度较大。煤层的顶底板多为泥岩、砂岩，与煤层波阻抗差异较大，深层具备形成煤层反射波的地质条件，形成了能量强、连续性好的煤层地震反射波T5、T8、T12-1。由于煤层间距较小，受地震纵向分辨率限制，部分煤层不能形成独立的反射波，其中T8为8煤和9煤及围岩形成的复合波(见图2)。

2采集资料情况

从全区炮检点位置（见图3）来看，地表村庄厂矿等的存在使炮点分布极其不规则，出现了较大面积的无炮区，由于特观的使用使一些区域炮点过于集中。从全区覆盖次数图上看（见图4），区内面元覆盖次数分布也及其不均匀，局部地方覆盖次数较低。从单炮情况来看，由于研究区煤层埋藏条件好，单炮资料处置清晰，目的层反射波较好，资料信噪比较高，总体单炮品质较好。

3针对性处理方法

通过以上了解分析了本次资料处理思路：①采用保真处理流程，以保证高质量的叠加及准确的偏移成像；②针对不同类型干扰采用不同的去噪方法分步渐进式分步高保真叠前去噪，提高原始资料信噪比；③做好反褶积处理，压缩地震子波，最大限度地拓宽地震子波频带，突出有效波的优势频带；④采用合适的静校正处理，然后采用速度分析和剩余静校正多次迭代，彻底解决该区静校正问题；⑤采用常速扫描和沿层速度分析手段，拾取准确的叠加速度，确保叠加效果；⑥针对该区变观复杂，采用非规则傅里叶变换重构高保真规则化技术及4D随机噪音衰减技术，提高信噪比，提高偏移成像质量；⑦建立合理的偏移速度场，采用适宜的偏移方法，提高偏移归位质量；⑧做好质量监控，以便及时发现问题和解决问题。其中一些常规的处理手段比较成熟，针对该区特点提出以下针对性处理手段。

3.1REG3D数据规则化

在本次资料处理中，由于地面施工因素复杂，难度大，造成采集资料变化多，不规则因素多，造成后期偏移成像画弧和偏移构造成像困难，因此，很有必要采取均匀化或规则化处理。3.1.1由于本次地震数据覆盖次数不均匀，为满足叠前时间偏移共偏移距面成像的需要,需要对地震数据进行三维规则化处理。本次采用非规则Fourier分解将时间域信号转换到f-kx-ky域重构，然后再反变换到规则的网格，从而完成覆盖次数的规则化和面元网格的中心化，尽可能满足偏移的要求，提高成像效果与信噪比，图6为三维REG3D偏移距规则化图。图7为本区三维应用技术前后的面元覆盖次数图。图8为REG3D偏移距规则化前后叠加剖面对比，缺失的偏移距资料得到补充，覆盖次数较为均匀。3.1.2对于低信噪比地区，为了不伤害较弱的有效信号，去噪工作要逐步进行，炮域去噪后残留的噪音可在共offset域采用多维（主侧线、联络侧线、时间、偏移距平面）相关、f-x-y预测技术，压制噪音，加强有效信号。

3.2叠后三维随机噪声衰减和频谱拓展

为了进一步提高剖面的信噪比和分辨率，满足资料解释的需要，采用了三维F-X-Y域随机噪声衰减技术以及基于最大熵谱估计的Butterworth子波高分辨率双向拓频技术，从而在保真保幅的基础上，提高地震资料成果的信噪比，拓展资料成果的分辨率。三维F-X-Y域随机噪声衰减技术三维F-X-Y域随机噪声衰减技术在三维空间和不同频率域进行识别和预测减去随机噪音，该方法保真度高效果好（见图9）。Butterworth子波高分辨率双向拓频技术目前拓频最常用的软件，如谱白化、串联反Q滤波、小波变换等提频算法，都可以不同程度的提高地震记录的分辨率，但频带拓宽的同时，或存在子波旁瓣增多，或不保幅，或部分频率分量冲零现象，更重要的是，大多数提频算法的输出结果改变了地震记录相位,且地震子波旁瓣压制效果、波组特征差强人意。ButHRS软件通过Butterworth子波“载波调制”来拓宽地震记录优势频率的带宽，在低频和高频两个方向都得到拓展的宽频处理能有效减少地震记录同相轴旁瓣，拓展并保留低频、突出高频弱反射信息，提高地震记录分辨率，能对地震解释人员精确解释、后续的高分辨率反演起到较大的作用（见图10）。

3.3偏移

由于该区地层埋深相对较浅，横向地质结构和速度变化不大，叠后一步法波动方程偏移效果相对较好，信噪比高、波组特征及断点、断面清晰(见图11)。

3.4处理效果

通过以上针对性处理方法的应用，时间剖面质量在一定程度上得到改善，反射波连续信噪比高，分辨小断层显示效果也得到了提高（见图12）。

4结论

4.1针对解决地表地形复杂、障碍区较大造成的采集

资料分布不均匀问题进行数据的均匀化或规则化是很有必要的，REG3D数据规则化的方法在该区取得了较好的效果。可以在类似地区推广应用。

4.2三维F-X-Y域随机噪声衰减技术以及基于最大

熵谱估计的Butterworth子波高分辨率双向拓频技术能针对性提高煤田地震资料的信噪比和分辨率，为进一步小断距断层的解释提供了可能。

作者:齐亮亮 单位:河北省煤田地质局物测地质队 邢台市地球物理技术重点实验室