数字处理第五章.ppt

第五章 静校正（static correction）,本章内容：,第一节 与静校正有关的概念 第二节 基准面校正 第三节 初至折射静校正 第四节 地表一致性剩余静校正,著名地球物理学家迪克斯教授曾经说过： “解决好静校正就等于解决了处理中几乎一半的问题”近地表是指地表以下未成岩的低速介质区，虽然厚度不是很大（几米至几百米），但它对地震波场改造很大，不利于地震资料的处理因此，需要对近地表产生的影响进行校正 近地表沉积的介质相对深层而言，沉积年代相对较短，长年的风化作用使近地表沉积的介质疏松，无胶结或半胶结，地层中含水与不含水，含水量的多少都会引起地球物理特征的变化 近地表厚度和速度的各向异性、地表高程起伏都会对地震波场造成不等量的延迟，延迟的大小与近地表地层的物性有关，这种延迟时若不校正，将会影响到叠加成像和构造形态的可靠性近地表由于高程、厚度、速度的空间变化，当地震波穿过近地表时，产生不等量的延迟时差，改变了反射时距曲线所遵循的时距曲线方程，动校正后不能同相叠加成像，且不能反映真实的构造形态 表层介质按速度划分为低速层（速度小1000m/s）、降速层（速度在1000m/s~2000m/s之间），高于2000m/s的介质归类为高速层（即成岩地层）。

低速层主要是暴露在大地表面不胶结的松散介质，厚度一般不大；降速层下伏在低速层之下，不胶结或半胶结塔里木河,沙漠区主要是经过地壳运动，使盆地整体抬升而露出水面，后又在风力的作用下形成目前这种凹凸起伏、形状怪异的沙丘、沙梁及沙沟等地貌形态由于年注水量远远小于其蒸发量，因此该区气候十分干燥，潜水面非常低，部分地区的地表沙在风力作用下，顺风方向移动，处于半流动状态在山区或山前地带，由于地壳的剧烈运动，近地表介质空间上没有很好的连续性，速度变化很大，甚至缺失低速层或降速层，成岩老地层出露地表黄土塬区遭受长期的风化、剥蚀、冲刷、切割等地质作用，形成了沟、梁、塬、峁、坡、川等特殊地貌现象塔克拉玛干沙漠,塔克拉玛 干沙漠,沙漠区沙层很厚，介质单一，低、降速层之间没有明显的速度界面，由于压实的作用，表现为速度随深度递增的连续介质特征山地和山前带,地表起伏对反射波时距曲线的影响,STATICS,第一节 与静校正有关的概念,1、静校正的概念 （1） 概念：消除由于地表高程变化、风化层厚度和速度变化、激发和接收点深度变化等因素 对反射波传播时间影响的过程称为静校正 （2）好处：准确的静校正对优化速度分析、改善叠加成像效果、提高地震记录的信噪比和分辨率、准确刻画各种地质体的几何形态都具有十分重要的意义。

校正量不随时间变化 校正量不随炮检距变化 校正量不随方位角变化(3D数据),静,静校正的“静”反映了静校正量是不随时间而变化的特征，一个物理点的静校正量是固定不变的3）静校正的目的：使炮点S和检波点G位于同一平面或曲面（基准面）上，使反射波时距曲线具有双曲线形态静校正之后的地震数据，相当于在基准面高程上采集地震数据 （4）静校正量：一个地震道对应一个炮点和一个接收点，其静校正量是炮点和接收点静校正量之和 （5）地表一致性：某一道的静校正量只与炮点和检波点的地表位置有关，而与炮检距、入（出）射角等因素无关①地表一致性：即对于地面同一位置，不分炮点和检波点，都有相同的静校正量；另外射线出露地表面时，近似地为铅垂线 ②在表层结构中射线为直线在复杂地区，使用长炮检距大排列接收以及在巨厚的黄土覆盖等地区，这种假设有一定的近似性，会产生静而不静的问题，处理时需要加以关注 初至走时层析反演近地表模型结构，有可能成为解决问题的有效方法，当前存在的问题：一是数据观测不完全；二是层折反演方法解的稳定性问题静校正只解决旅行时畸变问题，目的在叠加时，达到时间对齐 静校正采用了地表一致性模型： 速度反差大，低速带不能太厚，地形起伏不能太 大， 高速顶界面起伏不能太大。

实际资料有 ‘静而不静’ 的问题，非地表一致性6）影响静校正量的因素除近地表结构（地形、低、降速带厚度和速度等）外，还与激发、接收点深度及基准面高程和替换速度（用于基准面静校正量计算的速度，叫基准面校正速度或替换速度或填充速度）有关7）假设：地震波在震源和接收点处沿垂直方向入射、出射 因为风化层(低速层-Low velocity layer)比下伏地层速度低很多，可近似认为沿垂直方向传播低速带 1)能量衰减、频率吸收作用非常强； 2)速度低且横向变化，对旅行时有较大的影响； 3）速度低、波长短，很小的地质体也会产生很强 的散射和噪声； 4）自由表面会产生虚反射，与直接下传信号相 叠； 5）强阻抗界面，会产生多次波和波形转换静校正量 是炮点和检波点空间位置的函数，是沿空间变化的曲线（面），可分解为低频分量和高频分量 （8）低频分量即长波长(波长大于排列长度)静校正量，对叠加效果影响不十分明显，但影响低幅构造的勘探 （9）高频分量即短波长(波长小于排列长度)静校正量，影响同相叠加10）地表一致性剩余静校正主要解决 短波长静校正问题； （11）野外静校正和折射静校正主要解 决长波长静校正问题。

12）基准面：可以是,水平面； 倾斜面； 曲面参考基准面或最终基准面； 中间基准面，如浮动基准面13）浮动基准面=CMP叠加基准面，是通过对 CMP平滑而得到的基准面，是时间基准面 浮动基准面除了较平缓外，还要求尽可能接近地面 叠加后再将地震数据由浮动基准面向最终基准面转换，偏移在最终基准面上完成可分为,（14）基准面静校正术语,基准面速度,井口时间,Full Statics Solution,Low Frequency Component,炮点全静校正量剖面图,长波长静校正处理,（15）静校正方法概述 据信息来源大致可分为三类： 第一类在野外进行表层结构调查：如小折射、微测井、地形测量等，获得近地表模型中的控制点上的数据，并把这些数据外推或内插到各个点上；然后确定一个基准面，再根据地形线高程数据，计算出每一个炮点和检波点上的校正量由此算出的校正量称为野外静校正量基于近地表模型的静校正方法： （1）基准面校正；CMP叠加参考面校正；低降速带底面校正； （2）控制点数据线性内插法（微测井、小折射方法等建立控制点数据）； （3）沙丘曲线法（根据沙丘厚度在延迟时曲线上找到对应的延迟时，计算静校正量）； （4）相似系数法； （5）数据库法（建立导线成果、浮动基准面高程、地表高程、小折射成果、高速层顶深度、潜水面深度等数据库）。

第二类:信息源来自于正常生产的初至信息 正常生产炮的初至信息一般是直达波和近地表折射波，进入复杂山地以后，初至波信息变得十分复杂，除上述两种类型波以外，可能还有透射波、反射波、反射折射波、折射反射波，以及多次折射波和多次折射反射波等 利用初至信息估算静校正量的方法为数众多，在生产中应用十分广泛，是一类重要的静校正量估算方法1）基于折射原理的方法： ①斜率、截距时间法，包括单倾斜和多倾斜折射面； ②合成延迟时法，包括ABC方法、FARR显示方法、相对延迟时法、绝对折射静校正、 合成延迟时法（DRS）； ③时间深度项法或称为互换法，包括GRM、EGRM、 ABCD法、相对折射静校正（RRS）、相遇时间 法等； ④回折波和折射波连续速度模型反演静校正方法； ⑤迭代反演低降速带厚度法静校正（假设v0 已知）； ⑥折射分析射线反演静校正方法；,（2）基于其它原理的方法： ①走时层析反演，包括近地表速度模型约束反演、广义线性反演（GLI）、模型反演、数值等效法等； ②初至曲线拟合，包括指数曲线拟合法、光滑曲线拟合法、模型曲线拟合法等； ③多域正交迭代； ⑤回折波层析成像法静校正； ③全差分法第三类，根据生产记录中的反射波信息估算静校正量 这类算法是在应用前面第一、第二类算法估算出的静校正量以后的记录上进行，其目的是解决剩余静校正量问题。

首先，这类方法利用的是经过常规处理和动校正以后的道集记录，要求数据有较高的信噪比，因此一般以信噪比较高的目的层为中心提取一个时窗段内的数据来运算；其次这类算法主要是解决静校正量中的高频分量的小校正量部分，其基本原理是叠加能量最大或者具有较高的相似性度量基于反射波信息的静校正方法： （1）最大叠加能量准则法（二阶差分法等）； （2）相关法求静校正量，包括MISER（与模型道相关） 和SATAN等； （3）模型迭代法（求长波长分量静校正等）； （4）其它高级算法包括蒙特卡罗迭代法、遗传算法 阻尼LSQR算法、高斯赛德尔迭代算法等； （5）波动方程延拓静校正方法1.高程静校正适用条件 严格地讲，高程静校正只适合不存在低速带或者低速带结构横向没有变化的地区如果某一地区有低速带，但低速带横向上的变化对静校正量的影响仅仅是高频的，或者低速带的剥离和填充对静校正量的影响仅仅是高频的，可以在精细剩余静校正的基础上使用高程静校正高程静校正的优点是计算效率高，较好地了解决长波长静校正问题；其缺点在于适应条件有限，解决短波长静校正问题能力比较差在资料处理中，高程静校正更多的是作为静校正质量控制的最基本标准在使用其他静校正方法前，先做高程静校正，得到初叠剖面，以了解地震资料的基本情况。

在使用其他静校正方法后，将其叠加结果与高程静校正的叠加结果进行对比，判断所用静校正方法是否适应该地区，计算静校正量参数是否合理2.模型法适用条件 模型法近地表校正只适合低降速带具有相对稳定的层状地区，并且具有一定密度及精度 的低测成果其优势是建立近地表模型效率高，可以较好地解决中长波长静校正问题，尤其能够按三维方式建立全区统一的静校正量库，真正达到了先闭合，后处理的要求；其缺点对近地表调查资料的准确度及精度依赖性大，另外，它解决短波长静校正问题能力比较差3.沙丘曲线法适用条件 沙丘曲线法静校正适应于低降速带速度随深度变化曲线相对稳定和潜水面稳定的地区 该方法解决近地表问题效率高，可以较好地解决中长波长静校正问题；其缺陷在于对沙丘曲线量板的代表性依赖较大，解决短波长静校正问题能力较差4.折射波法适用条件 工区有相对稳定折射层的地区采用折射波法，使用该方法必须预知表层速度，要求有良好的折射初至以及足够的覆盖次数折射波法能够较好地解决短波长和长波长静校正量 其缺点也明显：①由于该方法采用分层模型，不能模拟层内的速度变化，且，为了拟合拾取 初至的非线性时差，要么限制偏移距范围，要么在模拟模型中引入更多的层，这些做法都使旅行时反演不稳定和多解；②通常用井口时间来计算表层速度，但V0速度如果有较大误差，会导致折射面深度计算错误，造成长波长静校正量残留；③在低覆盖次数时，易产生边界问题；④它不适合于反演不存在明显折射界面的近地表速度模型，也不适合求解存在速度倒转和层尖灭的近地表速度模型。

5.层析反演法适用条件 层析反演近地表用于表层速度比较复杂的地区，在这些地区，初至能够较好地连续追踪，并且还要求有足够的覆盖次数该方法可以适应复杂的地表条件，能够提供高质量的中、长波长静校正量但是，由于介质被网格化为一系列单元，引入了大量的未知量，层析问题常常是欠定的，需要间接的正则化约束，这增加了反演的难度，特别是在三维情况下，需要做更多的努力，才可使反演切实可行并且稳定；反演对射线路经有很强的依赖性，反演通过逐次线性化迭代求解，这使得反演对初始模型敏感；人为因素大，对初至拾取误差比较敏感；该方法的稳定性较差6.部分剩余静校正适用条件 基于初至时间的剩余静校正多域统计也称多域迭代或交互迭代剩余静校正是使用较多、效果较明显的一种基于初至时间的剩余静校正方法一般认为，多域统计剩余静校正基于对来自变化相对平缓的同一折射面初至波的统计分析也就是说在对地震数据应用比较准确的静校正量后，来自同一折射层的共炮点域、共检波点域、共中心点域和共偏移距域的初至折射波的时距曲线是比较平直的，不平直则意味着存在剩余静校正量相对折射剩余静。