T-CI 320-2024 深海宽频地震成像技术规范

CCSE90/99Technicalspecificationsfordeep-s2024-04-08发布中国国际科技促进会发布IT/CI320-2024 12规范性引用文件 13术语及定义 14深海资料保幅处理 25深海变深度缆波场延拓校正 46变深度缆鬼波压制 5T/CI320-2024本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国石油大学（华东）提出。本文件由中国国际科技促进会归口。本文件主要起草单位：中国石油大学（华东）、中海油研究总院有限责任公司、中国地质大学（武汉）、中国科学院地质与地球物理研究所、中海油田服务股份有限公司物探事业部。本文件主要起草⼈：符力耘、叶云飞、顾汉明、刘畅、麻志国、李卿卿、焦振华、孙雷鸣、魏伟、杜启振。本文件为首次发布。1T/CI320-2024深海宽频地震成像技术规范本文件规定了深海宽频地震成像的技术要求、技术参数和技术指标，包括深海宽频资料处理、波动方程延拓校正、波动方程鬼波压制等技术环节。拟制订的标准包括规范性引用文件、术语和定义。本文件适用于海洋地质、资源、环境调查三维地震数据成像，其他目的的海上三维地震数据处理可参照使用。2规范性引用文件本文件没有规范性引用文件。3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1深海deepsea深海（或称深水通常由深海相关行业根据行业特点和技术水平做出定义。海洋油气勘探定义水深从300m至1500m的海洋为深海，1500m以深为超深海。3.2宽频broadband本标准宽频指可达5个倍频程地震信号。3.3鬼波ghostwave又称虚反射，是指水中激发或来自深部的上行波，经海平面反射，水听器接收到的声波信号。3.4变深度缆variable-depthstreamer拖缆上各水听器沉放深度不同。3.5镜像道集mirrorgather是指通过镜像波场延拓，将地震数据延拓到镜像缆位置生成的道集。3.6偏移孔径migrationaperture偏移孔径是地震成像领域中的重要概念，是指偏移算子计算的最大空间范围。3.72T/CI320-2024空间采样spatialsampling空间采样是指在进行地震勘探等地球物理领域实验或测量时，对地质模型进行离散化采样的过程。3.8叠前时间偏移prestacktimemigration叠前时间偏移是指根据地震波在地下不同速度介质中传播的特性，对叠前地震数据进行时间域偏移成像，实现地质构造空间归位的过程。3.9叠前深度偏移prestackdepthmigration叠前深度偏移是指根据地震波在地下不同速度介质中传播的特性，对叠前地震数据进行深度域偏移成像，实现地质构造空间归位的过程。3.10边界元法boundaryelementmethod一种继有限元法之后发展起来的一种新数值方法，与有限元法在连续体域内划分单元的基本思想不同，边界元法是只在定义域的边界上划分单元，用满足控制方程的函数去逼近边界条件。3.11Tau-p变换Tau-ptransformTau-p变换是一种线性变换，是对时空域的地震数据按不同的斜率p和截距时间Tau作切线，然后倾斜叠加，形成Tau-p域数据。3.12拉东变换radontransform一个积分变换，它将定义在二维平面上的一个函数f(x,y)沿着平面上的任意一条直线做线积分，相当于对函数f(x,y)做CT扫描。4深海资料保幅处理4.1数据预处理包括如下内容/要求：a)地震资料与导航资料合并：完成数据的解编、加载，并核对导航文件与观测系统，通过首道叠加剖面、全叠加剖面、覆盖次数属性图、最大最小偏移距属性图、水深属性图等多种途径检查数据完整性和正确性，建立处理工区。b)球面扩散振幅补偿：对地震资料进行球面扩散振幅补偿，提升深层反射信号能量，使浅、中、深层的信号能量均衡。3T/CI320-2024c)去气泡及子波零相位化：对深海地震数据进行去气泡处理，消除原始震源子波主脉冲后续的气泡效应，改善资料信噪比；对资料进行零相位化处理，满足地震资料定量解释的要求。4.2噪音衰减包括如下内容/要求：a)涌浪噪音压制:涌浪噪音是由于海上采集过程中海水不平静造成的，尤其是电缆拖拉过程中海浪的影响。通常涌浪噪音有特定的分布时窗，可根据给定时窗内的振幅差异来压制。计算时窗内振幅与周围地震道平均振幅之间的差异，依据给定的门槛值判断振幅是否异常。要求采用多道统计和门槛值测试，避免损伤有效信号，达到相对保幅。b)线性噪音衰减：直达波、侧面线性干扰、面波等都属于线性噪音，其视速度与反射波视速度存在差异。当原始炮集中存在比较严重的线性干扰时，要求进行单炮分析，找出线性噪音的主要频率分布以及视速度特征，利用其与反射波的差异压制线性噪音。c)外源干扰噪音压制：海上钻探活动或地震采集船船只航行导致外源声波噪音，干扰深部地震反射。外源干扰一般在单炮内相关，在炮间不存在相关性。当原始炮集中存在比较严重的外源干扰时，要求进行频率域空间预测误差滤波，压制外源干扰。4.3多次波压制包括如下内容/要求：a)海底多次波压制：要求基于模型驱动压制深海环境的海底多次波，突出有效信号。b)海面多次波压制：要求基于数据驱动压制海面多次波，适用于宽方位、窄方位等各种数据类型。c)剩余多次波压制：对于多次波发育地区，要求根据偏移成像道集和剖面，确定剩余多次波的分布，采用高分辨拉东变换，叠前进一步压制多次波。4.4时间域速度建模与叠前时间偏移处理包括如下内容/要求：a)目标线偏移速度分析：建立初始速度模型。b)高密度偏移速度分析：加密主测线、联络测线速度分析点的密度，对成像道集进行精细处理，提升速度谱的精度，细化速度模型。c)多轮次偏移速度分析：进行三次以上的叠前时间偏移速度分析，保证速度拾取的精细程度，校正速度误差，更新速度模型。d)各向异性参数分析：选取不同偏移孔径开展各向异性参数分析，建立时间域各向异性速度模型。e)各向异性时间偏移：通过各向异性叠前时间偏移，提升断层及构造归位精度。f)偏移后噪音压制，根据噪音类型制定针对性的方案进行噪音压制，去除时间偏成像道集上的残余噪声。4T/CI320-20244.5深度域速度建模与叠前深度偏移处理包括如下内容/要求：a)浅层偏移速度建模：通过初至波走时层析，引入合适的正则化项，提升浅层速度反演结果的稳定性。b)中深层各向异性速度建模：进行反射波波动方程层析，提高速度分析的分辨率和精度，改善小断裂成像精度。c)各向异性叠前深度偏移：提升地下构造的成像精度，是高分辨率、高精度处理的关键步骤。d)叠前深度逆时偏移：提升复杂高陡构造成像能力，显著改善成像质量，提高复杂断裂、高陡地层成像精度。e)偏移后处理：使用反Q滤波提高偏移后叠加剖面的分辨率，进行精细的道集切除，得到高质量剖面。5深海变深度缆波场延拓校正5.1缆深漂移校正洋流和海浪导致电缆漂移，引起地震波走时扰动，影响鬼波压制效果，需要进行缆深漂移校正，要求准确识别电缆漂移量。包括如下内容/要求：a)建立水层速度模型：结合导航文件和海洋声速测量数据等资料建立合理的水层速度模型，描述地震波在水体中的传播特性。b)缆深漂移校正：根据SPS文件，校正深海采集过程中各个水听器的位置误差，消除其空间位置变化产生的走时扰动，实现三维地震数据相位和振幅的一致性处理。5.2崎岖海底波场时差校正崎岖海底引起地震波走时扰动，明显改变地震数据的陷波特征，需要进行波场时差校正，要求精确刻画任意不规则海底地形。包括如下内容/要求：a)建立海底地形模型：根据声呐数据或海底反射数据成像，建立海底地形模型。b)计算时差校正参数：通过波动方程计算海底起伏引起的波场时差。c)应用校正参数：根据计算得到的时差校正参数，对观测数据进行相应的时差校正处理，将不同位置的地震波到达时间校正到一个统一的水平面上。5.3变深度缆边界元法保幅波场延拓波数域或Tau-p域的鬼波压制均要求缆是水平的，需要斜缆到平缆的波场延拓校正，常规几何射线静校正误差很大，高精度的保幅波场解析延拓要求精确刻画任意不规则形状拖缆。包括如下内容/要求：a)建立变深度缆水层速度模型：以变深度缆面为底边界，建立水层速度模型。b)波场法向梯度计算：变深度缆接收波场沿缆面求法向导数，得到波场法向梯度。5T/CI320-2024c)波动方程波场延拓：利用频率域边界元法，通过边界积分公式回代将变深度缆波场延拓到水面下平缆波场，在延拓过程中，需要对缆的两端进行衰减处理，消除边界截断对波场延拓的影响。6变深度缆鬼波压制目前用于深海宽频变深度拖缆采集数据鬼波压制的方法包括高效低精度的镜像道集联合反褶积、低效高精度的Tau-p域最小二乘迭代反演和高效高精度的Born序列逼近波数域波动方程延拓等方法，三种方法的技术规范流程及要求如下。6.1镜像道集联合反褶积鬼波压制该方法计算效率高，但要求准确估算鬼波时间延迟量。包括如下内容/要求：a)镜像道集生成：通过变深度缆镜像延拓将地震数据延拓到镜像缆的位置，生成镜像道集。b)鬼波时间延迟估计：基于原始道集和镜像道集分别估计最小/最大相位算子，据此反演鬼波延迟时差。c)时空域联合反褶积：根据鬼波延迟时差进行时空域反褶积，得到压制鬼波后的一次波信号，进而联合原始数据，估计鬼波记录。d)鬼波延迟时差校正：根据一次波和鬼波记录，估计更准确的鬼波延迟时差，重新进行联合反褶积，压制鬼波。6.2高精度Tau-p域最小二乘迭代反演鬼波压制该方法将入射角引入鬼波延迟时差计算，明显改善估算精度，但鬼波算子在陷波频率附近存在奇异性，导致数值不稳定和很强的数值噪音，最小二乘迭代反演改善鬼波压制精度，但降低了计算效率。包括如下内容/要求：a)数据Tau-p变换：将原始地震数据转换到Tau-p域，其中Tau表示时间，p表示倾角。b)Tau-p域鬼波时差估计：通过缆深和水速，估计不同倾角平面波的鬼波延迟时差。c)Tau-p域鬼波压制：根据鬼波延迟时差，在Tau-p域进行最小二乘迭代反演压制鬼波，反演过程中引入正则化项解决数值稳定问题。6.3Born序列逼近波数域波动方程延拓自适应鬼波压制通过鬼波算子Born序列逼近来规避数值奇异