層析靜校正方法在枝江萬(wàn)城地區(qū)的應(yīng)用

徐楷亮

(中國(guó)石化江漢油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，湖北武漢 430223)

1 靜校正方法分類(lèi)及適用條件

目前主要有以下三大類(lèi)靜校正方法:高程靜校正、折射靜校正、層析靜校正。這些方法具有不同的原理和適用條件。高程靜校正適合于不存在低降速帶或低降速帶橫向上沒(méi)有變化的地區(qū)，在地震資料處理中一般作為靜校正質(zhì)量控制的基本標(biāo)準(zhǔn);折射波靜校正適用于地表起伏不大、表層速度橫向均勻性較好、有明顯折射界面存在且該界面變化不大的地區(qū);層析靜校正適合任意復(fù)雜的近地表情況，允許地形劇烈起伏或速度橫向變化，該方法可以利用直達(dá)波、回折波、繞射波和透射波等各種初至信息。

2 層析靜校正原理和求取過(guò)程

層析成像靜校正基本理論根據(jù)費(fèi)馬原理推導(dǎo)，假設(shè)地下為連續(xù)的介質(zhì)，且速度在縱、橫向都有一定的變化，從炮點(diǎn)激發(fā)的地震波向下傳播到一定深度后，向上反射返回到地面，由地面接收點(diǎn)接收，形成地震初至走時(shí)T=D×S，其中S為單元時(shí)間慢度，D為單元內(nèi)射線路徑長(zhǎng)度(圖1)。

層析靜校正的求取過(guò)程:先給定一個(gè)初始的速度模型，將計(jì)算的理論初至?xí)r間與實(shí)際初至?xí)r間相減，所得的差用于修正速度模型，這樣重復(fù)計(jì)算若干次后，當(dāng)正演初至?xí)r間和實(shí)際初至?xí)r間之間的差小于一定的值時(shí)，就得到最終的速度模型，應(yīng)用該速度模型就可以計(jì)算出最終靜校正量。

3 層析靜校正方法在萬(wàn)城地區(qū)的應(yīng)用

對(duì)萬(wàn)城地區(qū)的三維地震資料處理，擬定了層析靜校正流程圖(圖2)。

圖1 層析靜校正射線追蹤示意圖Fig.1 Schematic diagram of trace of tomographic static correction

圖2 層析靜校正流程圖Fig.2 Flow chart of tomographic static correction

3.1 初至的拾取

準(zhǔn)確的初至拾取是層析靜校正的基礎(chǔ)，只有正確的初至拾取，才能使靜校正量異?；鞠踔?xí)r間曲線變得光滑，通過(guò)對(duì)比正確拾取單炮初至和錯(cuò)誤拾取單炮初至的疊加剖面可以看出，確保初至拾取的質(zhì)量是層析靜校正方法的關(guān)鍵所在(圖3、圖4)。

圖3 錯(cuò)誤拾取初至后應(yīng)用層析靜校正單炮疊加效果圖Fig.3 Effect of superposition of single shot by tomographic static correction with error picking method

圖4 正確拾取初至后應(yīng)用層析靜校正單炮疊加效果圖Fig.4 Effect of superposition of single shot by tomographic static correction with right picking method

3.2 建立初始速度模型

建立初始速度模型只要包含拾取的初至信息即可，主要參數(shù)有反演深度、替換速度、偏移距的范圍、網(wǎng)格大小;一般網(wǎng)格越小，層析靜校正計(jì)算時(shí)間越長(zhǎng)，結(jié)果越精細(xì)。

3.3 利用初至波反演近地表速度模型

在完成初至波拾取及建立初始速度模型的基礎(chǔ)上，先通過(guò)多次對(duì)比試驗(yàn)，決定適合枝江萬(wàn)城地區(qū)的反演深度、替換速度、偏移距范圍、網(wǎng)格大小等參數(shù)，然后進(jìn)行近地表速度模型的層析反演，當(dāng)反演誤差逐漸收斂到一定數(shù)值以?xún)?nèi)時(shí)，得到的近地表速度模型比較可靠。

3.4 層析靜校正量的計(jì)算

根據(jù)層析反演得到的速度模型，確定高速層頂界以及相應(yīng)的校正基準(zhǔn)面，通過(guò)對(duì)速度模型上各網(wǎng)格時(shí)間的縱向求和，得到地表接收點(diǎn)相應(yīng)的靜校正量。

層析校正量計(jì)算的關(guān)鍵參數(shù)包括中間基準(zhǔn)面、固定基準(zhǔn)面和替換速度，其中固定基準(zhǔn)面和替換速度通過(guò)區(qū)域地表調(diào)查，統(tǒng)一給定一個(gè)常值;中間基準(zhǔn)面的選取十分關(guān)鍵，它直接影響到靜校正效果，如何選擇必須根據(jù)地面高差仔細(xì)試驗(yàn)。一般原則上地表平緩的情況下中間基準(zhǔn)面用固定的高程，地表起伏大的情況下中間面選擇固定值不太合適，一般選擇高速層的頂界面。

4 應(yīng)用效果分析

萬(wàn)城三維工區(qū)位于荊州和枝江兩市境內(nèi)，地質(zhì)構(gòu)造屬于江陵凹陷萬(wàn)城斷裂構(gòu)造帶的北端，東臨梅槐橋向斜，西與江口向斜相連，是一長(zhǎng)期繼承性古隆起。該區(qū)地表?xiàng)l件和地下結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由于處于江漢平原中部，氣候濕潤(rùn)、雨量充沛、表層水豐富，低洼水田較多，所以工區(qū)野外施工采用了炸藥震源和可控震源(圖5)。此外，該區(qū)內(nèi)地表層為第四紀(jì)形成的松軟沉積，淺表層沉積復(fù)雜多變，主要是厚薄不等的淤泥、流沙、粘土形成的互層，河道及其周緣地帶以流沙為主，縱橫向上巖性變化較大，雖然本工區(qū)高程變化不大(主要分布范圍為30～55 m)，但地表低速帶及厚度的影響，產(chǎn)生了較大的中長(zhǎng)波長(zhǎng)靜校正量，原始單炮上初至不平滑，反射波同相軸變形(圖6)。

圖5 單炮初至分析圖Fig.5 Analysis chart of single shot

圖6 未做層析靜校正的單炮Fig.6 Single shot without tomographic static correction

通過(guò)應(yīng)用層析靜校正后單炮資料可以看出，初至上的跳躍逐漸變得平滑，反射波更接近雙曲線，初至?xí)r間曲線變得光滑(圖7)。

圖7 作了層析靜校正的單炮Fig.7 Single shot with tomographic static correction

再?gòu)奶幚砬昂蟮寞B加剖面效果上可以看出(圖8、圖9)，通過(guò)層析靜校正的應(yīng)用，疊加剖面反射成像清晰，構(gòu)造形態(tài)更加合理，反射波同相軸更加連續(xù)光滑，地質(zhì)現(xiàn)象更加清楚，信噪比明顯提高。

圖8 應(yīng)用層析靜校正前疊加剖面效果Fig.8 Effect of stack section before tomographic static correction

圖9 應(yīng)用層析靜校正后疊加剖面效果Fig.9 Effect of stack section after tomographic static correction

5 結(jié)論

(1)從原理上，層析靜校正方法適合解決任何復(fù)雜地表?xiàng)l件產(chǎn)生的靜校正問(wèn)題，其關(guān)鍵點(diǎn)在于初至的正確拾取及反演深度、替換速度、偏移距范圍、網(wǎng)格大小等參數(shù)實(shí)驗(yàn)。

(2)萬(wàn)城地區(qū)雖然高程變化不大，但地表?xiàng)l件復(fù)雜，部分單炮的初至沒(méi)有穩(wěn)定的折射層，且單炮初至較差，層析靜校正方法有效地解決了該區(qū)的靜校正問(wèn)題，應(yīng)用效果較好。

［1］ 熊翥.復(fù)雜地區(qū)地震資料處理思路［M］.北京:石油工業(yè)出版社，2002.

［2］ 鄭鴻明，婁兵，蔣在超.復(fù)雜地貌區(qū)地震資料處理中的靜校正方法［J］.新疆石油地質(zhì)，2002(6):214 －216.

［3］ 林伯香，孫晶梅，劉清林.層析成像低速帶速度反演和靜校正方法［J］.石油物探，2002，41(6):136 －140.