表層約束下的靜校正方法在戈壁地區(qū)的應(yīng)用分析

劉二鵬　汪玉玲

摘要：戈壁地區(qū)復(fù)雜的表層結(jié)構(gòu)，橫向上地層巖性、厚度的急劇變化導(dǎo)致靜校正工作存在較大的困難。通過對表層調(diào)查約束下的層析靜校正、人工靜校正、折射靜校正方法的原理及實現(xiàn)過程、實現(xiàn)條件進(jìn)行分析，結(jié)合工程實例對經(jīng)過不同靜校正方法處理的單炮、疊加剖面進(jìn)行對比分析，表明表層調(diào)查約束下的層析靜校正方法對解決戈壁復(fù)雜表層條件下的靜校正問題有明顯技術(shù)優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：靜校正；戈壁地區(qū)；表層調(diào)查；約束

前言

靜校正方法作為地震資料處理的關(guān)鍵一步，歷來為地震勘探工作者所重視。其主要是由于地形起伏變化引起的表層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，低降速帶的分布不均勻，從而導(dǎo)致野外接收到的地震資料時距曲線不完全是一條雙曲線，而是一條畸變了的曲線，不能正確地反映地下的構(gòu)造形態(tài)。因此必須探究地形、地表結(jié)構(gòu)對地震波傳播時間的影響，設(shè)法把由于激發(fā)和接收時的地表條件變化所引起的時差找出來，再對其進(jìn)行校正，使畸變了的時距曲線恢復(fù)成雙曲線，以便能夠正確地解釋地下的構(gòu)造情況。因此，靜校正在資料處理中是一項重要的基礎(chǔ)工作，它對提高疊前道集的信噪比、疊加效果、精確成像都起著舉足輕重的作用，不僅影響疊加剖面的信噪比和縱向分辨率，同時又影響速度分析的質(zhì)量及時深轉(zhuǎn)換速度的求取。靜校正技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，發(fā)展出了適應(yīng)多種表層情況和不同地形條件下的方法。目前主流的方法有三種：人工靜校正、初至折射靜校正、初至層析靜校正。其方法各有專擅，不能籠統(tǒng)的去說明哪一種方法適合那種地形，需要根據(jù)實際地形條件及表層情況去分析論證出最為恰當(dāng)?shù)撵o校正方法[1-4]。

戈壁地區(qū)大部分地表起伏變化不大，地表覆蓋著較厚的風(fēng)化巖石顆粒，新生界松散層厚度橫向變化大。新生界下部基巖面巖性變化大，其下的構(gòu)造大部分地區(qū)較為復(fù)雜，地層傾角變化較大，表層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對靜校正方法有更加迫切的要求。戈壁地區(qū)以往地震工作程度低，大部分地區(qū)屬于勘探空白區(qū)，且地層的橫向變化較大，靜校正方法無法依靠前人的經(jīng)驗來選擇，單純的人工靜校正、折射靜校正和層析靜校正都無法準(zhǔn)確建立符合實際情況的近地表速度模型，而采用表層調(diào)查約束下的層析靜校正方法能夠更加準(zhǔn)確地建立貼合實際的近地表速度模型。

1. 表層約束下的靜校正方法分析

人工靜校正方法利用表層調(diào)查的結(jié)果確定低降速帶的厚度和層速度，計算出旅行時；再將低降速帶用統(tǒng)一的替換速度填充，建立近地表速度模型，計算出速度替換后的旅行時；兩者的差值再結(jié)合高程靜校正的靜校正量，即得出最終的人工靜校正量。該方法適用于表層結(jié)構(gòu)簡單，橫向分布均勻區(qū)域的資料處理，其應(yīng)用前提條件是已有較密集的低降速帶調(diào)查資料，既能計算出較正確的近地表模型和靜校正量，但戈壁地區(qū)表層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，橫向速度變化大。因此，人工靜校正方法并不適用于戈壁地區(qū)。

人工靜校正量分為低降速帶靜校正和地形靜校正兩個分量。計算公式如下：

TD=H0～1/V-H0～1/V0～1 TD為低降速帶靜校正量（ms）

TE=（SRD-ELE）/V TE為地形靜校正量（ms）

TR=TD+TE TR為人工靜校正量（ms）

V0～1為低降速帶平均（m/ms） H0～1為低降速帶厚度（m）

ELE為地表高程（m） SRD為地震處理基準(zhǔn)面

V為替換速度

初至折射靜校正方法原理是假設(shè)表層可看做由多個局部近似水平層組成，地震波以臨界角傳入折射界面，其將初至分解為延遲時和折射波速度，再轉(zhuǎn)換成厚度，建立近地表速度模型[5]。其實現(xiàn)過程為通過拾取同一折射波的初至，獲得地震波在折射界面之上的旅行時和折射波速度，得到初始速度模型，反演出低降速帶底界面深度模型，以統(tǒng)一的替換速度填充，再結(jié)合基準(zhǔn)面高程等建立符合表層情況的近地表模型，求出折射靜校正量。該方法適用于表淺層復(fù)雜的資料處理，其應(yīng)用前提條件是來自同一層折射界面的初至折射波清晰，有較多道數(shù)能夠連續(xù)追蹤拾取，并已有一個接近實際的低降速帶平均速度，既能計算出正確的表淺層模型和靜校正量。戈壁地區(qū)表層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，巖性、厚度等橫向變化大，構(gòu)造作用強烈，地層尖滅情況時有發(fā)生。很難形成一個穩(wěn)定、連續(xù)的折射界面，所以初至折射靜校正方法難以在戈壁地區(qū)普及。

初至層析靜校正方法根據(jù)潛行波理論，通過單炮的初至獲得初始表層速度，經(jīng)試驗給定一定間隔的網(wǎng)格建立初始速度模型。再根據(jù)射線追蹤得到理論旅行時，求出其與實際初至的時差，根據(jù)時差計算速度的變化，修正初始模型，迭代計算至滿足精度要求，就得到了準(zhǔn)確的近地表速度模型[6]。

初至層析靜校正的基礎(chǔ)是初至拾取，初至拾取時應(yīng)注意以下幾點：應(yīng)拾取直達(dá)波和各個折射波的同一個相位時間，盡量做到每一個接收點都有初至?xí)r間控制。層析靜校正速度模型反演計算時，利用直達(dá)波、淺層折射波的初至進(jìn)行速度模型反演，層析靜校正面元劃分時橫向一般為CDP點距，縱向一般為CDP點距的1/3，面元太大時計算精度不高，面元太小時反演模型不穩(wěn)定，層析靜校正的關(guān)鍵是替換速度的選定，反射波的最淺目的層為正常高速層，替換速度要選定為接近最淺正常高速層的速度，并且全區(qū)該速度層的形態(tài)最穩(wěn)定、最光滑，若選定更深的、更大的速度為替換速度，會影響最淺目的層反射波的形態(tài)，并且靜校正量太大也會影響各個目的層反射波的疊加速度分析和影響時深轉(zhuǎn)換速度的求取[7-8]。

該方法適用于表淺層復(fù)雜的資料處理，尤其是折射波速度變化大、分層比較嚴(yán)重地區(qū)，其應(yīng)用前提條件是直達(dá)波、折射波的初至清晰，既能計算出正確的表淺層模型和靜校正量。該方法適合在表層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，橫向變化劇烈的戈壁地區(qū)使用。

初至層析靜校正過程中由于初始模型被網(wǎng)格化為一系列面元，內(nèi)插了大量估算值，存在多解性，從而影響近地表模型的精度。采用足夠密集的表層調(diào)查成果去約束層析靜校正，既能控制初始模型，也能控制反演過程中的低降速層的速度范圍。使近地表模型更貼近實際情況，盡可能的減弱這種多解性，提高靜校正的精度[9]。

2. 實例分析

戈壁某工區(qū)涵蓋數(shù)個構(gòu)造區(qū)域，區(qū)內(nèi)地形起伏不大，表層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，淺部地層橫向變化較大。低速帶速度344m/s～713m/s，厚度0.75m～8.2m；降速速帶速度930m/s～1240m/s，厚度0m～12.58m；新生界高速層的速度1530m/s～1936m/s，一般為1800m/s。根據(jù)原始地震記錄來看（圖1），初至波清晰，直達(dá)波和多層折射波同時存在，同一單炮速度變化大、分層現(xiàn)象相當(dāng)嚴(yán)重。同一測線一定間隔的單炮中同一層初至波漸漸消失，難以追蹤同一層的初至波（圖2）。區(qū)內(nèi)存在嚴(yán)重的靜校正問題，處理過程中難以消除地質(zhì)假象，影響疊加成像精度。因此，我們采用了由表層調(diào)查成果約束的初至波層析靜校正技術(shù)用于區(qū)內(nèi)地震資料處理，同時與人工靜校正、初至波層析靜校正進(jìn)行對比論證。

工區(qū)替換速度選定為1800m/s，統(tǒng)一基準(zhǔn)面為950m。

工區(qū)做了一定數(shù)量的低降速帶調(diào)查工作，使用野外人工靜校正，可以計算出基本正確的低頻靜校正量，不能計算出正確的高頻靜校正量，因此不適合單獨使用野外人工靜校正。工區(qū)雖然直達(dá)波、折射波的初至清晰，但是從本區(qū)的原始單炮上分析：直達(dá)波僅有2～3道，折射波速度變化大、分層比較嚴(yán)重，來自同一層折射界面的初至折射波道數(shù)較少，并且同一層的折射波難以追蹤，（圖1、2），不適合使用初至折射靜校正。單獨使用層析靜校正，可以計算出正確的速度模型和高頻靜校正量。但由于直達(dá)波道數(shù)太少，只有1-2道，不能計算出正確的淺層模型。采用表層調(diào)查成果約束層析靜校正，將層析靜校正量分為低頻和校正量兩步，利用低降速帶調(diào)查成果約束計算低頻分量，與層析的高頻分量相加形成最終靜校正量。通過原始單炮和分別經(jīng)過人工靜校正、層析靜校正、表層調(diào)查約束的層析靜校正后的單炮對比（圖3）：表層調(diào)查約束的層析靜校正后的單炮的初至得到了較好的修正。通過分別經(jīng)過人工靜校正、層析靜校正、表層調(diào)查約束的層析靜校正后的時間剖面與原始剖面進(jìn)行對比（圖4）：表層調(diào)查約束下的層析靜校正很好地解決了本區(qū)的靜校正問題，低頻分量得到了較好的約束，更貼近實際的近地表模型。消除了剖面中的地質(zhì)假象，提高了疊加剖面的成像質(zhì)量。

3. 結(jié)束語

表層調(diào)查約束下的層析靜校正能夠建立更加精確的近地表模型，適應(yīng)戈壁地區(qū)復(fù)雜的表層條件下地震資料處理的要求。表層調(diào)查工作越詳細(xì)，越能夠保證近地表模型的準(zhǔn)確度。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陸基孟.地震勘探原理[M].東營：中國石油大學(xué)出版社，1993.

[2] 周國婷，潘東明，牛歡，凌丹丹，夏暖.層析靜校正方法研究與應(yīng)用[J].物探與化探，2012，36（5）：802～803.

[3] 尹奇峰，潘東明，夏暖，李娟娟，胡明順.基于模型正演的折射靜校正方法研究與應(yīng)用[J].地球物理學(xué)進(jìn)展，2011，26（2）.

[4] 劉秋良，馮會元，汪清輝，陳娟，周齊剛，許建權(quán).幾種靜校正方法在蘇里格氣田的應(yīng)用[J].石油天然氣學(xué)報，2012，34（6）.

[5] 王立會，梁久亮.三種折射靜校正方法原理的比較[J].科技資訊，2014，25.

[6] 盛道顯，謝純?nèi)A，孫穎.江蘇油田復(fù)雜探區(qū)地震資料處理靜校正方法研究[J].石油天然氣學(xué)報，2011，33（10）.

[7] 劉玉柱，程玖兵，董良國.面向起伏地表偏移成像的表層靜校正方法[J].石油物探，2012，51（6）.

[8] 王淑玲.約束層析靜校正方法應(yīng)用效果分析[J].石油物探，2012，51（4）.

[9] Osypov k.Refraction tomography without ray tracing[J].Expanded Abstracts of 69th Annual Internet SEG Mtg，1999.

[10] 王俊林.巴音戈壁盆地因格井地區(qū)鈾成礦條件分析[J].西部資源，2016（04）.

[11] 董雁南，趙雷.電法勘探在金屬礦勘查中的應(yīng)用探究[J].西部資源，2016（04）.