一种基于低信噪比高密度海洋地震数据的解释方法与流程

1.本发明属于海洋地震资料解释领域，具体涉及一种基于低信噪比高密度海洋地震数据的解释方法。


背景技术：

2.地震解释一般指构造解释，构造解释主要是确定地质体的轮廓和构造特征，传统海洋地震数据解释要求有高信噪比的地震剖面，如果地震剖面整体上信噪比较低，按照质量控制的标准，往往需要在解释时舍弃这部分地震剖面，以免对整体解释造成误导。
3.实际上任何地震剖面都是经过地震采集和地震数据处理后获得，其前期的投入巨大，放弃使用是一种巨大的浪费；此外虽然被舍弃的地震剖面整体上信噪比较低，但是也存在部分区域的信噪比相对较高的情况，因此如何有效利用所谓的废弃地震剖面具有重要意义。


技术实现要素：

4.本发明为解决传统海洋地震数据解释时舍弃信噪比低的地震数据所带来的缺陷，提出一种基于低信噪比高密度海洋地震数据的解释方法，旨在充分挖掘废弃地震剖面的价值，保证地震解释效果的同时将其充分有效利用，达到满足地震资料解释的目的。
5.本发明是采用以下的技术方案实现的：一种基于低信噪比高密度海洋地震数据的解释方法，包括以下步骤：
6.步骤a、高密度地震数据输入：收集高密度地震数据并对其进行统一的格式处理，包括地震数据面貌的统一和坐标的统一；
7.步骤b、消除测线之间的闭合差，实现全区海底闭合；
8.步骤c、目标层位第一轮解释：将目标层位分为可靠段，待定段和不可靠段，实现整个区域的初步划分，基于交点闭合原则完成对可靠段的解释和待定段的初步解释；
9.所述可靠段，待定段和不可靠段根据目标层位信噪比的高低以及解释结果可靠性的高低进行划分，信噪比高、解释结果可靠性高的层段为可靠段，待定段和不可靠段的信噪比及可靠性依次降低；
10.步骤d、目标层位第二轮解释：基于交点闭合原则进一步解释待定段，将待定段升级为可靠段；
11.步骤e、目标层位第三轮解释：基于交点闭合原则对不可靠段进行解释，将不可靠段测线上的可靠段控制点连接起来，完成解释目的，此处所述可靠段控制点即为不可靠段测线与可靠段的交点。
12.进一步的，所述步骤d具体通过以下方式实现：
13.步骤(1)首先找到与多条可靠段测线相交的待定段，此时待定段有多个可靠段交点来确定目标层位的走向，再与第一轮解释中的待定段解释结果相比较，综合判断升级待定段为可靠段；
14.步骤(2)按照先解释可靠段控制点多的待定段，后解释可靠段控制点少的待定段的思路，对其他位置处的待定段按照步骤(1)的方案进行处理；此处，所述可靠段控制点是指可靠段测线与待定段的交点；
15.步骤(3)随着越来越多的待定段升级到可靠段，可靠段控制点不断增多，对待定段的解释也更加可靠，完成对目标层位进行第二轮解释。
16.进一步的，所述步骤b中，首先拾取所有测线的海底时间，根据测线交叉点海底时间的差值确定闭合差；然后通过将全区所有测线海底时间差值平差达到消除闭合差的目标，继而实现全区海底闭合的目的。
17.进一步的，所述步骤a中，在进行地震数据面貌统一时通过自动增益控制实现，通过投影参数统一实现地震数据坐标的统一
18.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
19.本方案创造性的提出利用低信噪比的地震数据，结合高密度数据进行地震解释，只要存在部分高信噪比的地震剖面，即使其占比再低，也存在利用的价值，实现最大程度利用低信噪比的地震剖面，达到充分挖掘已有“废弃资料”最大潜力的目的，充分发挥地震剖面数据价值，为海洋地震解释提供新的思路。
附图说明
20.图1为本发明实施例传统地震解释与高密度地震数据解释对比示意图，左：传统地震解释；中：低密度地震解释；右：高密度地震解释；
21.其中，粗线表示高信噪比的部分，细线表示低信噪比的部分；
22.图2为本发明实施例所述地震解释方法的流程示意图；
23.图3为本发明实施例渤海跨海通道项目典型地震剖面示意图；
24.图4为本发明实施例高密度数据解释质控图；左图：第一轮解释后；中图：待定段解释后；右图：不可靠段解释后；
25.其中，黑色线为可靠段，灰色线为待定段，细线为不可靠段；
26.图5为本发明实施例经过高密度解释法后极低信噪比测线解释结果示意图。
具体实施方式
27.为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例。
28.基本原理介绍：
29.海洋地震资料包含噪声，还受地震采集工艺和处理过程的影响，地震剖面很难达到100％满足解释要求，即所谓的同相轴在整个地震剖面上都非常清楚且横向上可以连续追踪，一般都会存在部分区域信噪比较低。例如在浅层气发育区地下地层会比较模糊，构造复杂区域成像质量也较差等。基于地震资料解释过程的实际情况，可以将地震剖面分为信噪比高的区域和信噪比低的区域。信噪比高的区域表示该段测线地震解释时同相轴清楚且横向上可以连续追踪，即解释的确定性较强，信噪比低的区域表示同相轴不清楚且横向上
难以连续追踪，基本无法解释。
30.传统地震解释时的地震剖面即是信噪比高的区域占比较大，如图1左图所示，图1中圆圈区域虽然信噪比较低，但是可以通过圆圈区域两端的解释结果插值，这种情况下一般也会认可插值的结果。但是当信噪比高的区域占比较低时，例如图1的中图圆圈区域，此时如果仅凭两端解释结果控制该段地层，其解释结果很难获得认同。但当地震剖面的密度越来越大，信噪比高的区域的占比也随之增大，如图1的右图圆圈区域，其信噪比高的区域占比较高，满足地震解释的要求，此时进行地震解释其结果也比较可靠，此时虽然对于单条测线其信噪比高的区域占比不高，但通过数量的弥补，仍旧可以满足地震解释的要求，这就是本发明方案所述的低信噪比高密度地震数据解释方法的基本原理。
31.具体如图2所示，一种基于低信噪比高密度海洋地震数据的解释方法，包括以下步骤：
32.步骤a、高密度地震数据输入：收集高密度地震数据并对其进行统一的格式处理，包括地震数据面貌的统一和坐标的统一；
33.步骤b、消除测线之间的闭合差，实现全区海底闭合：
34.首先拾取所有测线的海底时间，根据测线交叉点海底时间的差值确定闭合差；然后通过将全区所有测线海底时间差值平差达到消除闭合差的目标，继而实现全区海底闭合的目的。
35.步骤c、目标层位第一轮解释：将目标层位分为可靠段，待定段和不可靠段，实现整个区域的初步划分，完成对可靠段的解释和待定段的初步解释，并生成第一轮全区解释质量控制图：
36.所述可靠段是指目标层位信噪比高、解释结果可靠的层段；
37.所述待定段是指目标层位信噪比稍低，解释结果具有不确定性的层段；
38.所述不可靠段是指目标层位信噪比极低，解释结果完全不确定的层段；
39.步骤d、目标层位第二轮解释：基于交点闭合原则进一步解释待定段，将待定段升级为可靠段；
40.步骤e、目标层位第三轮解释：基于交点闭合原则解释不可靠段，通过将不可靠段测线上的可靠段控制点连接起来，完成解释目的，此处所述可靠段控制点即为不可靠段测线与可靠段的交点。
41.其中，步骤a中，将收集的高密度地震数据输入，本发明的基础在于高密度的地震数据，因此地震数据越多越好。一般而言，收集的地震数据可能是基于不同单位，不同采集设备，不同的采集时间，因此需要对不同的地震数据进行统一的格式整理，主要包括地震数据面貌的统一和坐标的统一：
42.(1)地震数据面貌的统一：数据处理中通过自动增益控制实现，常用的增益因子为100ms，200ms，400ms等，具体在数据处理时根据地震剖面的特点决定具体的增益因子，但是对于同一工区的地震数据，要求相一致的参数，通过自动增益控制实现地震数据面貌的统一为比较成熟的技术手段，在此不做过多阐述；
43.(2)地震数据坐标的统一：坐标的统一主要是投影参数统一，常用的投影包括墨卡托投影，utm投影，tm投影等，如果不同的地震数据采用不同的投影系统，需要将其统一到相同的投影系统中，不同投影之间的变换都有相对成熟的转换模块，具体操作可根据实际需
要选择对应的转换模块。投影后主要涉及到x坐标和y坐标的设置，一般x坐标设置在segy数据77字节，y坐标设置在segy数据81字节。
44.步骤b中，在进行全区海底闭合时，由于不同设备，不同采集条件，不同年代的地震数据，其测线之间必然存在较大的闭合差，如果不将此闭合差消除，在后期解释时会造成较大问题，因此对于高密度地震数据，闭合差消除工作异常重要。基于海洋地震数据的特点，其海底一般都比较连续且成像较好，因此闭合差一般可以通过海底进行校正。
45.步骤c中，对可靠段，待定段和不可靠段整个区域的初步划分。
46.目标层位的解释一般通过上超，下超，削截，超覆等技术指标确定，这与传统的地震解释方法相一致，本方案在进行地震解释时，采用与传统解释相一致的技术，在此不再详述。与传统解释方法不同的地方主要是按照本发明的概念将目标层位分为可靠段，待定段和不可靠段，然后按照解释结果的可靠性，依次解释三个段，实现待定段和不可靠段向可靠段升级的处理思路，解释时可靠段为粗线，待定段为细线，不可靠段不解释。
47.所述可靠段是指目标层位信噪比高，解释结果可靠的层段，即解释结果在后期几乎不会再有调整的层段，是第一轮解释时的重点。
48.所述待定段是指目标层位信噪比稍低，解释结果具有一定的不确定性，后期解释时解释结果可能会有一定的调整。
49.所述不可靠段是指目标层位信噪比极低，解释结果完全不确定，最后进行不可靠段的解释。
50.第一轮解释完成后生成第一轮全区解释质量控制图，该图也是后期地震解释结果评价的重要依据。其中可靠段的定义应该尤其谨慎，因为其关系到后期待定段和不可靠段的解释，如果可靠段的解释存在问题，则会对后期解释造成巨大影响，往往需要重新修改一整片区域，因此应该尽量避免出现这种问题，具体实施时，结合实际情况来对可靠段进行确定。
51.步骤d中，进行目标层位第二轮解释主要是确定待定段，这也是解释的难点和重点。主要解释步骤如下：
52.首先找到与多条可靠段测线相交的待定段，由于此时待定段有多个可靠段交点，其解释结果比较可靠，相当于在待定段上多几个确定的控制点，这样一般都可以基本确定目标层位的走向，再与待定段初步解释结果相比较，综合判断即可升级待定段为可靠段。
53.其他位置处的待定段确定方法与之相似，其基本原则是：先解释可靠段控制点多的待定段，后解释可靠段控制点少的待定段；先解释信噪比相对高的待定段，后解释信噪比相对低的待定段，此处，所述可靠段控制点是指可靠段测线与待定段的交点。
54.随着越来越多的待定段升级到可靠段，相当于可靠段控制点不断增多，这会对其他未解释的待定段进一步增强解释的依据，从而有利于剩余待定段的解释工作。
55.步骤e中，目标层位第三轮解释主要是解决不可靠段，由于不可靠段信噪比太差，有效判断信息太少，因此不能参与前期的地震解释，往往是在最后通过将不可靠段测线上的可靠段控制点连接起来，完成解释目的。不可靠段主要依据区域上大的地层走向趋势来综合判断，由于地震测线密度较大，这意味着不可靠段与相邻测线的地层走向趋势相近，这样基本可以保证解释不会出现原则性的问题。
56.本实施例中，可靠段、待定段和不可靠段都是相对概念，只是在概率上相对较高，
但都很难达到100％，这意味着解释过程中会出现局部闭合差较大的情况，此时往往是因为错误定义了可靠段，此时需要重新检查，通过局部地层趋势，测线闭合等重新判断和修正可靠段，修正局部出现的问题。
57.下面以渤海跨海通道解释项目为例对本发明方法进行详细的说明：
58.渤海跨海通道项目主要是为建设跨越渤海海峡的海底隧道做前期可行性分析，地震勘探是前期最重要的工作。该项目从1992年即开始立项，在近30年的前期研究过程中积累了超过1万公里的高分辨率地震数据，这为高密度地震解释提供了良好的数据基础。然而受仪器设备和采集方法等因素影响，大多数地震数据信噪比较低。如图3所示，以该地区基底为例，按照传统的解释观点，该地震剖面整体上信噪比太低，基本上为不合格剖面，不能参与地震解释工作。但按照本发明的定义，黑色箭头所指为可靠段，其信噪比高，解释结果可靠，方框内基底地层较为模糊，但还隐约可以分辨，为待定段，圆圈内的基底地层基本看不出来，为不可靠段。
59.将全区地震测线进行第一轮解释，不可靠段不需要解释，全区解释完成后生成第一轮解释质控图。如图4左图所示，黑色线为可靠段，对应图3箭头所指部分；灰色线为待定段，对应图3方框内部分，细线为不可靠段，对应图3圆圈内部分。
60.第一轮解释完成后，整体上测线可靠段部分较为零碎，如果测线密度过低，则很难完成全区的闭合解释工作。得益于高密度地震测线，即使测线的可靠段占比不高，也可以依靠数量优势弥补其缺陷。第二轮解释主要确定待定段，待定段其可靠性相对较高，即地震剖面上一般还可以大约分辨出相关的同相轴，但是受制于信噪比较低，解释具有一定的多解性，主测线的待定段可以通过与联络测线的多条交叉测线的控制点确定地层走向，继而实现待定段到可靠段的升级，如图4中图所示，可以看到经过第二轮解释后工区内可靠段占比大大增加。第三轮解释主要确定不可靠段，经过第二轮解释后，整个工区的可靠段占比已经比较高，大多数不可靠段仅依靠可靠段控制点即可大致勾勒出地层走向，因此第三轮解释完成后可靠段几乎可以覆盖整个工区(图4右图)，仅在部分测线密度较低的地区尤其是图幅的边缘位置，仍旧无法确定地层的走向。
61.经过本发明方法解释后几乎所有测线都可以较好闭合，图5是本工区信噪比最低的几条典型剖面之一，基底仅在为数不多的几处有模糊显示(图5箭头处)，通过本方法解释后，整体基底走势与实际情况比较符合，实现了废弃地震剖面有效利用的目标。
62.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。