基于多元約束表層建模的靜校正方法

■杜鑫

（中石化石油工程地球物理有限公司華東分公司 江蘇南京211112）

基于多元約束表層建模的靜校正方法

■杜鑫

（中石化石油工程地球物理有限公司華東分公司 江蘇南京211112）

靜校正是地震資料處理中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，尤其對(duì)于表層地震地質(zhì)條件復(fù)雜，低降速帶縱、橫向變化較大的地區(qū)來說，僅依靠高程靜校正及折射靜校正已滿足不了要求，需要使用層析靜較正技術(shù)，而近地表模型的準(zhǔn)確程度是影響層析靜校正精度的主要因素，通過工區(qū)內(nèi)已有近地表資料對(duì)反演近地表模型進(jìn)行約束的"多元約束近地表建模技術(shù)"可以快速建立較為準(zhǔn)確的近地表模型，從而保證了靜校正效果，并為資料品質(zhì)評(píng)價(jià)及后續(xù)資料處理奠定了基礎(chǔ)，本文以黃土塬地區(qū)為例對(duì)本靜校正方法及效果進(jìn)行了分析，可供類似地區(qū)地震資料處理參考。

多元約束表層模型 黃土塬靜校正初至

0　前言

Dix教授曾說，解決好靜校正問題就等于解決了地震勘探中幾乎一半的問題[1]。由于現(xiàn)有的地震資料處理方法(去噪、動(dòng)校正、疊加、偏移等)均是建立在平面接收面的假設(shè)上，所以在處理時(shí)要盡可能的消除靜校正問題帶來的影響。

黃土塬地區(qū)塬、峁、梁、坡、溝發(fā)育，地形起伏劇烈，表層結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，黃土層巨厚（100-400米），黃土層孔隙度大，激發(fā)接收條件極差，面波、多次折射等干擾波發(fā)育，降低資料的信噪比。受巨厚黃土層影響，單炮能量吸收衰減強(qiáng)烈。表層結(jié)構(gòu)橫向不連續(xù)，導(dǎo)致激發(fā)能量不均勻，波場(chǎng)、波形變化強(qiáng)烈，初至波扭曲嚴(yán)重，使得靜校正問題突出，這也是黃土塬地區(qū)地震資料處理的關(guān)鍵，采用高程靜校正及折射波靜校正已無法解決該地區(qū)靜校正問題，為此我們對(duì)基于多元約束表層建模的層析靜校正方法進(jìn)行了研究，通過區(qū)內(nèi)已有的鉆井?dāng)?shù)據(jù)、黃土厚度數(shù)據(jù)以及低降速帶調(diào)查等成果對(duì)表層模型進(jìn)行約束，從而提高表層模型的精度以提高靜校正效果。

1　研究區(qū)背景

區(qū)內(nèi)黃土塬地形起伏變化十分劇烈,最高處高程在1200m左右，溝底高程1040m左右。工區(qū)內(nèi)黃土厚度大，地表起伏變化劇烈。

表層結(jié)構(gòu)調(diào)查結(jié)果顯示表層多為三層結(jié)構(gòu)，自上到下分為干燥黃土、潮濕黃土和含水黃土，低降速帶厚度一般在0-70m之間，低速層速度一般在240-800m/s之間(圖1)，一般塬上較低，溝底較高；高速層速度一般在1500-3500m/s。根據(jù)區(qū)內(nèi)大鉆資料及表層調(diào)查結(jié)果繪出了全區(qū)黃土厚度分布，這些詳實(shí)的表層結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)資料為精確地表模型的建立奠定了基礎(chǔ)。

2　多元約束表層結(jié)構(gòu)建模

受本區(qū)復(fù)雜地表?xiàng)l件及其獨(dú)特的近地表結(jié)構(gòu)影響，靜校正問題直接關(guān)系到地震勘探成果的優(yōu)劣。在復(fù)雜地質(zhì)條件下需要多種靜校正方法共同使用，才能得到適合后續(xù)處理的單炮記錄（圖2）。層析反演靜校正是一種非線性模型反演靜校正技術(shù)[2]，其采用高密度速度單元?jiǎng)澐?，可以?zhǔn)確的描述復(fù)雜構(gòu)造下的速度場(chǎng)，能適應(yīng)近地表結(jié)構(gòu)復(fù)雜的縱、橫向變化的情況[3]，能有效解決黃土塬地區(qū)靜校正問題。層析靜校正需要準(zhǔn)確的初至拾取，以進(jìn)行近地表地層反演。經(jīng)過一次長(zhǎng)波長(zhǎng)靜校正之后的單炮初至明顯平滑，初至的拾取能夠快速準(zhǔn)確。

圖1　研究區(qū)內(nèi)低速帶速度平面分布圖

圖2　黃土塬原始單炮

拾取的初至按偏移距顯示初至?xí)r間，其結(jié)果與微測(cè)井小折射結(jié)果相吻合，相互印證。根據(jù)微測(cè)井、小折射解釋結(jié)果繪制的速度、厚度分布平面圖，在不同的區(qū)域時(shí)選取不同厚度以及不同的V0，使得采用延時(shí)法建立速度模型在空間和時(shí)間上更加準(zhǔn)確。

將拾取的初至采用延時(shí)法建立速度模型，并利用黃土厚度調(diào)查結(jié)果對(duì)模型深度進(jìn)行約束，使其更接近真實(shí)地表結(jié)構(gòu)。經(jīng)過靜校正系統(tǒng)多次迭代反演得到近地表模型，模型與初至劃分的原始模型相似，較好的反映了近地表特征。（圖3）

3　靜校正效果分析

將經(jīng)過靜校正軟件計(jì)算得到的靜校正量應(yīng)用到原始單炮中進(jìn)行靜校正處理，經(jīng)層析靜校正后的單炮初至波起伏現(xiàn)象得到了明顯改善，線性關(guān)系明顯，反射波組同相軸連續(xù)穩(wěn)定，地形和低降速帶造成的靜校正問題得到了明顯改善。

圖3　反演得到的近地表模型

圖4　層析靜校正后的單炮及剖面

完成層析靜校正處理后，無論是初至平滑性，還是反射層的連續(xù)性都有了明顯的改善，目的層明顯且連續(xù)。進(jìn)一步對(duì)影響層析反演效果的固定基準(zhǔn)面、替換速度以及層析靜校正反演所用的最大偏移距等主要參數(shù)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)與分析，通過研究確定合適的層析反演靜校正方法的關(guān)鍵參數(shù)，在實(shí)際應(yīng)用中取得了比較良好的效果。

在實(shí)際生產(chǎn)中，在多種約束條件下通過專業(yè)的靜校正軟件基本解決了絕大部分長(zhǎng)波長(zhǎng)靜校正問題以及部分短波長(zhǎng)靜校正問題，剩余的短波長(zhǎng)靜校正問題可以通過后續(xù)的剩余靜校正進(jìn)行修正。

經(jīng)過靜校正之后的原始單炮經(jīng)過合適的去線性、非線性干擾，反褶積，速度分析、疊加等處理后得到野外現(xiàn)場(chǎng)剖面。剖面目的層清晰連續(xù)，地層構(gòu)造清晰在疊前去噪消除虛反射之后，得到的地震資料提高明顯，疊加剖面同相軸連續(xù)性增強(qiáng)，地質(zhì)結(jié)構(gòu)刻畫清楚。

4　結(jié)論

本文所述技術(shù)能夠較好的解決黃土塬地區(qū)資料的靜校正問題，此方法也適用于其它復(fù)雜地表?xiàng)l件下的靜校正，其前提是有足夠的可靠的約束條件。由于能夠獲得準(zhǔn)確的表層速度模型，它對(duì)地表高程變化和地下速度分布無嚴(yán)格假設(shè)和限制，能夠適應(yīng)復(fù)雜的黃土塬環(huán)境。通過對(duì)黃土塬地區(qū)靜校正方法的研究，有如下認(rèn)識(shí)：（1）根據(jù)小折射、微測(cè)井等多元條件約束進(jìn)行速度建模可以明顯提高建模精度，有利于減少迭代次數(shù)提高效率；（2）準(zhǔn)確拾取初至是解決本區(qū)靜校正問題的關(guān)鍵；（3）在初至拾取之前應(yīng)用一次長(zhǎng)波長(zhǎng)靜校正使得初至更加平滑，有利于初至的拾取。

[1]渥·伊爾馬滋著,黃緒德譯：《地震數(shù)據(jù)處理》,石油工業(yè)出版社,1994.

[2]林伯香，肖萬富，李博.層析靜校正在黃土塬彎線資料處理中的應(yīng)用［J］.石 油 物探，2007，46（4）：417-420.

[3]李敏杰，劉玉增，孟祥順，王錫文，王獻(xiàn)杰.陜北富縣黃土塬區(qū)三維地震資料處理技術(shù)[J]，2012,51 （3） :285-291.

P3[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-2-161-2