浅谈海洋地震资料处理中的SRME多次波压制技术

摘要：多次波问题一直是海洋地震资料处理中的难中之难，SRME多次波压制技术解决相应的问题，在海洋地震领域里不断得到推广与应用。本文主要是对SRME多次波压制技术在海洋地震资料处理中的国内外研究现状及分析，希望有助于加深人们对SRME多次波压制技术的了解。

关键字：SRME多次波压制技术；海洋地震资料处理

地震资料处理作为石油地震勘探业务流程的重要环节之一，其核心的研究内容就是在于提高地震资料的信噪比并解决成像问题，所以对于噪音的有效压制一直以来都是地震资料处理技术的重要研究课题。

据统计，海洋蕴藏了全球超过70%的油气资源，全球已经发现的油气储备中，就已有2/3来自深海。全球深水区最终潜在石油储量高达1000亿桶，深水是世界油气的重要接替区。随着陆地石油资源的枯竭，石油勘探的重点已经从陆地向海洋特别是深海区转移，这就需要更多的海洋地震资料处理技术与之配套。同时海洋石油勘探的研究对象也逐渐转向隐蔽油气藏，其地表（海底）、地质条件也更为复杂，对地震勘探基础理论的假设条件形成了挑战。

在面对的诸多问题当中，多次波问题一直是海洋地震资料处理中的难中之难。海上多次波按照旅行路径通常可以分成两个大类，既全程多次波和层间多次波。其中全程多次波指的是海底或来自于某一个特定地层的多次波，而层间多次波相对来讲比较复杂，包括海上鸣震还有经过不同地层多次反射的地震波。

图1 全程多次波及层间多次波示意

由于多次波的成因不同，多次波的压制技术主要是根据多次波与一次反射波的速度、振幅以及旅行时方面的差异进行分离。基于波动方程的多次波压制方法SRME是近年来逐步发展起来的一种有效的多次波压制技术，应用也日趋广泛。该方法的特点是基于波动理论，利用地震数据本身来预测多次波，这种方法可以应对更为复杂的地质和地表条件。

1研究的理论依据

以波动理论和反馈模型为依据，正演出含有复杂海底表面的地震波波场，将其中的多次波部分展开为级数，再利用迭代算法压任意阶复杂表面的多次波。SRME本身就是一个迭代的过程。预测多次波的算子为原始的地震数据，无需任何的地下先验信息，因此是一种稳定的自适应的稳定算法。

下面我们看到的就是Verschuur（2009）年在Berkhout（1997）和Verschuur（1997）的基础上给出的海上多次波的预测公式：

这里 是频率域实际地震数据，其中 是经过n次迭代的有效波数据， 是自适应算子，第一次迭代中，实际数据作为有效波代入公式，实际地震数据和自身通过褶积运算就可以构成多次波，低阶多次波通过褶积运算就可以推导出高阶的多次波。

由此可以看出，SRME利用地震数据自身进行时空褶积来预测多次波。地震数据记录的多次波必定经过上行波场在自由表面出向下反射。在地下介质通过透射和反射，再以多次波的形式记录下来。每个多次波可以分解为多个初至反射波或子反射。因此，对于地震记录中的任何一个反射同相轴，可以看作为数据中自由表面多次波的某个子反射.通过将原始数据与自身进行时空褶积，所有的子反射就“被褶积”在一起，从而就可预测出所有的自由表面多次波.初至波通过时空域褶积就可以构成多次波；低级次的多次波通过时空域褶积可以构成高级次多次波.因此通过将子反射做褶积运算，就可以预测出自由表面处向下反射了一次或多次的所有与自由表面有关的多次波，而完全不考虑其在地下的传播路径。

2 SRME国内外研究现状及分析

最早的波动方程推演多次波的方法见于1965年Watson， R.J的Decomposition and suppression of multiple reflections。2005年荷兰Delft大学正式将该方法命名SRME（surface-related multiple elimination），提出利用能量最小准则来压制与地表相关的多次波，该方法最大的特点是只依赖于地震数据本身，不需要借助任何地质信息。与其他的地震勘探方法一样，SRME的模型建立过程中也需要满足震源子波不变，界面的发射系数为一，层状介质等假设条件。

SRME的方法应用研究在国外已经非常成熟，在SU这样的非商业化开源软件当中也都有相应的应用模块。另外像CGGV，PGS以及WesternGeco等海洋勘探的国际化大公司中其自主研发的地震资料处理系统中都有着更为成熟的应用。2007年海洋地震勘探的巨头PGS在欧洲地球科学与工程学会上就公开了其近年在SRME应用上的进展和成果。

SRME在国内的应用是伴随着国内勘探重点从陆地到海洋的转移与最近几年开始展开的，在辽河，南海以及东海都有实际的应用案例，取得了一定的效果。但是整体上看这种方法的应用与国外相比还存在这一定的差距，应用层次上还有待提高的空间。

如国外已经开展的SRM/IME迭代，优化自适应减去法等综合应用流程在国内还没有在生产应用中广泛开展。对于这方面的技术研讨、流程设计，参数应用，效果分析还有很大的完善空间。

主要参考文献：

[1]郭磊；近海浅层高分辨率多道地震采集与处理方法研究[D]；中国海洋大学；2010年

[2]牛滨华，沈操；波动方程多次波压制技术的进展[J]；地球物理学进展；2002年03期

[3]王彦江；多次波压制方法及应用研究[D]；中国地质科学院；2009年