速度在地震勘探中的應(yīng)用分析
——合理運(yùn)用速度提高地震勘探質(zhì)量

王林燕

中國(guó)煤炭地質(zhì)總局物測(cè)隊(duì) 河北邢臺(tái) 054000

地震波從地面發(fā)出，在地層中傳播，經(jīng)過(guò)目的層的反射，回到地面被接收，地震反射波一入一出相當(dāng)于從地面到目的層經(jīng)過(guò)雙程，如果通過(guò)運(yùn)算將接收點(diǎn)回歸到發(fā)射點(diǎn)，我們就得到了每一個(gè)點(diǎn)的自激自收雙程旅行時(shí)。由于地震勘探得到的共激發(fā)點(diǎn)地震波形記錄中，除了有效波外還伴隨各種干擾波。需要進(jìn)行濾波、靜校正、動(dòng)校正、疊加和偏移一系列資料處理工作。地形起伏大的區(qū)域激發(fā)和接收不在同一個(gè)水平面影響資料處理和解釋的準(zhǔn)確性，將底層起伏和表層速度變化引起的時(shí)差進(jìn)行靜校正后，通過(guò)抽道集把分布在或西高東低，或東高西低，或南高北低，或北高南低，或四周高中間低，或中間高四周低的各個(gè)線束資料疊加，不同共激發(fā)點(diǎn)記錄中的共反射點(diǎn)記錄道抽出來(lái)，再進(jìn)行動(dòng)校正后疊加能量。將初至起跳接收時(shí)間統(tǒng)一放在一個(gè)所有接收點(diǎn)中海拔最高的水平面上，這就是基準(zhǔn)面的概念[1]。引入基準(zhǔn)面后的時(shí)間剖面，便于分析觀察地層深度變化和厚度變化。資料處理時(shí)就涉及一個(gè)填充速度，填充速度用的合適了，由上往下各個(gè)地層的速度變化，就會(huì)較好地吻合地層速度變化規(guī)律。

為了進(jìn)行地震資料解釋?zhuān)p程旅行時(shí)層位追蹤之后，要通過(guò)疊加速度量板進(jìn)行反復(fù)迭代修改。

首先將已知各個(gè)鉆孔對(duì)應(yīng)層位的自激自收雙程旅行時(shí)間與深度在坐標(biāo)軸上描點(diǎn)法做成一個(gè)速度量板，大致是圍繞一條斜線，如果某個(gè)孔位的疊加速度點(diǎn)位偏離過(guò)多，需要核查此處層位追蹤是否需要上下移動(dòng)時(shí)間同相軸，如果同相軸連貫性好，不允許此處雙程旅行時(shí)發(fā)生變化，那就要考察該鉆孔的層位深度運(yùn)用是不是有問(wèn)題。

通過(guò)這個(gè)速度量板，我們可以推算區(qū)內(nèi)該層位內(nèi)任意已知深度的位置的自激自收雙程旅行時(shí)，也可以根據(jù)區(qū)內(nèi)任意已知自激自收雙程旅行時(shí)推算該位置的層位深度。這就是常說(shuō)的平均速度法時(shí)深轉(zhuǎn)換。于是，很好地解決了由野外資料采集到時(shí)間剖面，再到目的層深度起伏形態(tài)的勘探目的。

1 時(shí)深轉(zhuǎn)換常規(guī)平均速度法

平均速度是構(gòu)造成圖、地震數(shù)據(jù)時(shí)深轉(zhuǎn)換的必需數(shù)據(jù)。為了得到與工區(qū)內(nèi)地質(zhì)規(guī)律符合的平均速度場(chǎng)，給地震地質(zhì)解釋和其它時(shí)深轉(zhuǎn)換應(yīng)用提供比較準(zhǔn)確的平均速度[2]。

全區(qū)一個(gè)目的層追蹤完成后，要運(yùn)用全區(qū)雙程旅行時(shí)自激自收時(shí)間做一張等值線平面圖，便于應(yīng)用方分析反射層位特性。

要運(yùn)用公式：V=H/T0＊2＊1000，將每個(gè)已知鉆孔處深度值去除以雙程旅行時(shí)自激自收時(shí)間，乘以2 變?yōu)樯疃扰c單程時(shí)間關(guān)系，乘以1000 將毫秒換算成秒。沒(méi)有鉆孔的地方要用速度量板增加控制點(diǎn)，對(duì)全區(qū)做成一張速度等值線圖。

要運(yùn)用公式：D=V＊T/2000，將每一個(gè)點(diǎn)的速度（m/s），乘以雙程旅行時(shí)自激自收時(shí)間（ms），除以2 再除以1000 得到每一個(gè)點(diǎn)的深度值（m），對(duì)全區(qū)做成一張深度等值線圖。

用公式：基準(zhǔn)面- 深度= 標(biāo)高，得到標(biāo)高等值線圖。

2 時(shí)深轉(zhuǎn)換層速度法

速度廣泛應(yīng)用于地震正反演理論中。然而，傳統(tǒng)的基于網(wǎng)格的射線追蹤方法無(wú)法準(zhǔn)確描述地層界面2，在復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)中，地層起伏大、目標(biāo)勘探煤層多、層間距小情況下特別是超深層地層，所用速度場(chǎng)的微小誤差可能導(dǎo)致相鄰反射層深度不準(zhǔn)確。

當(dāng)一個(gè)工區(qū)深度域速度變化過(guò)大，運(yùn)用常規(guī)疊加速度，俗稱“大平均速度” 進(jìn)行時(shí)深轉(zhuǎn)換所得深部時(shí)深轉(zhuǎn)換結(jié)果不夠準(zhǔn)確時(shí)，由于同一個(gè)區(qū)域的兩個(gè)相鄰煤層根據(jù)平行沉積原理煤層近似平行，這就需要運(yùn)用層速度法[3]。

層速度的算法，用公式：V 層=（D 下-D 上）/（T0 下-T0 上）＊2000。

用每個(gè)已知鉆孔處的從上一個(gè)層位到下一個(gè)層位的深度變化除以下一個(gè)層位與上一個(gè)層位的雙程旅行時(shí)自激自收時(shí)間變化，網(wǎng)格化得到一張全區(qū)層速度平面等值線圖。

用上下兩個(gè)層的雙程旅行時(shí)自激自收時(shí)間的等值線平面圖之差網(wǎng)格化可以得到一張時(shí)差等值線圖，用公式：

△D=V 層＊ △T/2000，將這張圖與層速度等值線圖相乘得到兩個(gè)層位之間的深度增量等值線圖，用公式：

D 下＝D 上＋△D 與上一個(gè)層位的深度底板等值線圖相加得到該目的層的深度等值線圖。用公式：基準(zhǔn)面- 深度= 標(biāo)高，用基準(zhǔn)面去減這張圖就得到標(biāo)高等值線圖。

3 特殊問(wèn)題的速度處理

（1）當(dāng)?shù)貙訋r性相同，但相同位置同一個(gè)鉆孔處的多個(gè)煤層，深層的疊加速度或?qū)铀俣让黠@低于淺層的層速度或疊加速度時(shí)，顯然違背地質(zhì)規(guī)律，原則上地層越深速度越大，此時(shí)，首先要從資料處理上著手解決，看是不是填充速度用的太大了，調(diào)整填充速度，再看是不是替換速度用得不合適，通過(guò)反復(fù)測(cè)試找到最合適的速度參數(shù)，實(shí)現(xiàn)最佳處理效果，最終得到最好的解釋成果。

（2）相鄰煤層起伏形態(tài)出現(xiàn) “打架”。以王村勘探區(qū)為例，有多個(gè)鉆孔的煤層缺失的，層速度法仍然不能解決將3 號(hào)和5 號(hào)兩個(gè)煤層分開(kāi)到正確的深度位置。

采用的解決方法是：給3 號(hào)煤層的缺失鉆孔分別假設(shè)鉆孔處存在3 號(hào)煤層，按照速度譜算出其煤層底板應(yīng)有的深度值，虛擬出來(lái)這幾個(gè)鉆孔深度后用運(yùn)算公式D’=V’＊T’和 V’=D’/T’。式中T’ 為時(shí)間剖面上讀取的虛擬雙程自激自收時(shí)間，D’為根據(jù)速度譜量板得到的3 號(hào)煤層此處虛擬深度值，V’速度量板上雙程旅行時(shí)對(duì)應(yīng)的虛擬速度。

經(jīng)過(guò)這樣的處理后，每個(gè)鉆孔所有煤層都有了對(duì)應(yīng)的深度數(shù)值，網(wǎng)格化以后通常能夠解決臨近煤層起伏形態(tài) “打架” 問(wèn)題，如果嫌鉆孔不夠密，還可以在不同位置讀取雙程旅行時(shí)間后根據(jù)速度量板虛擬增加更多控制點(diǎn)，用以控制煤層起伏形態(tài)的合理性。

通過(guò)以上速度的應(yīng)用，王村三維地震勘探取得了很好的地震資料解釋成果，煤層深度起伏形態(tài)完全經(jīng)得起檢驗(yàn)，達(dá)到了令甲方滿意的勘探目的。是一種值得總結(jié)推廣的速度運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)。