初至波层析静校正在三维连片处理中的应用.pdf

第15卷第3期 2010年9月 吐哈油气 TUHA0IL＆GAS V01．15．No．3 Sept．2010 初至波层析静校正在三维连片处理中的应用 唐博文，吴艳辉，刘建红，薛宁，陈宝孚 (中国石油东方地球物理公司物探技术研究中心，河北涿州072750) 摘 要：在SD工区连片处理中引入表层信息约束的初至波层析静校正技术，利用初至信息和表 层调查信息建立初始速度模型，在表层信息的约束下达代反演近地表速度模型，然后计算静校正 量该方法不仅成功的解决了这些工区的常规静校正问题和资料拼接的时差问题，而且还解决 了高程静校正所无法解决的长波长静校正问题实际资料处理结果证明该方法计算的静校正量 精度高，具有良好的实际应用效果 关键词：连片处理；初至波；旅行时；层析静校if-；长波长：高程静校正 地震层析成像方法大致可分为基于射线追踪的 走时层析成像以及基于波动方程的衍射层析成像两 大类基于波动方程的衍射层析成像虽然分辨率更 高，但对振幅敏感，而且对初始模型的依赖也很强，不 当的初始模型会使结果严重偏离真实情况；本次连片 处理所用的基于射线追踪的初至走时层析成像方法 简单直观，稳定性较好，所以发展迅速，已在实际生产 中得到应用。

SD工区地表为固定、半固定沙丘，相对高差20～ 40 m，低降速带厚度100～120 m，地面海拔430～ 530 m本次连片处理涉及的SD1、SD2和SD3三个工 区施工年度不同，分别是1994年、2001年和2002 年它们的激发、接收、以及观测系统等采集参数各 不相同这给连片处理时解决静校正问题带来相当 大的难度 三个工区提供的野外静校正量不齐全：SD2提供 了完整的野外静校正量；SD3只提供了部分野外静校 正量；而SD1根本没有提供野外静校正量因而我们 在处理时放弃使用资料的野外静校正量而直接试验 了高程静校正结果表明使用高程静校正只能部分 解决野外静校正问题，并且存在三块资料拼接的时 差问题和长波长静校正问题 为了解决高程静校正无法解决的长波长静校正 问题及三块资料拼接时差的问题，同时改进静校正效 果，我们使用了表层调查信息约束的初至波层析静校 正技术通过实际应用表明，该方法不仅成功地解决 该区的常规静校正问题和不同采集年度资料拼接的 时差问题，而且也解决了长波长静校正问题 1 初至波层析静校正的方法原理及流程 层析反演是假设地质模型由N个矩形速度单元 组成，每个单元内是常速，单元之间的速度不同。

首先给定一个初始速度模型，通过射线追踪得到 M条射线的路经： Ⅳ ， (1) i=l 式中 ——第j条射线的观测走时； ——第j条射线在第i个网格中的射线路 径长度； ——第i个网格的慢度， j=1，2，…，M；i=l，2，…，N 计算理论走时与实际走时的残差，如果残差大于 给定的误差值，则需要修改慢度修正量，具体方法是 通过求解方程： Lx AS=,4 (2) 式中 【一是射线路径， [D，i]； ．9一速度单元的慢度修正量； —计算的理论走时与实际走时的残差 通过得到的慢度修正量去修正速度模型，利用 收稿日期：2010—01—26 作者简介：唐博文(1977一)，男，四川遂宁人，工程师，应用地球物理专业联系：0312—3825919 第l5卷第3期 唐博文，等：初至波层析静校正在三维连片处理中的应用 249 式(1)重新进行射线追踪，再次计算理论走时与实际 走时的残差△T 以上过程不断迭代，直到理论走时与实际走时的 残差满足精度要求为止这样就得到了与真实速度模 型逼近的近地表模型，进而就可以由近地表模型计算 出较为精确的静校正量 本文的初至波表层模型层析反演是由表层调查 数据确定初始速度模型，使初始模型建立在表层调查 数据库所得成果的基础上，经此优化了的初始输入模 型能大大减少迭代次数，另外还通过表层调查数据建 立方程对反演进行约束： Wx S--O． (3) 联合(2)式和(3)式建立新的反演方程： f上 1 x s=f厶 ． (4) ＼占W／ ＼0 ／ 式(4)的反演方程组利用表层调查数据对层析反 演做紧约束，提高了反演的精度与可靠性。

我们采用 最小二乘QR分解法(LSQR)来求解反演方程，该算 法具有占用计算机内存少、收敛性好的特点，无论方 程组是超定还是欠定的，都可以使用该算法求解 本文所述初至波层析静校正方法的流程如图1 [二 垂三三三至至兰 ．1 图1 层析静校正流程示意 实际处理过程中，准确拾取初至波是至关重要的 一步为了保证拾取的速度、质量和精度，采用人工 拾取极小部分数据，用以引导、约束计算机程序自动 拾取余下部分的模式这样既保证了拾取的准确性， 又大大地节省了时间和人力同时，由于自动拾取的 初至避免了人为因素的干扰，与人工拾取结果相比具 有较好的一致性，因而能更好的保证层析反演的质量 2层析静校正的应用效果分析 (1)层析反演结果 图2为本次处理过程中层析 反演得到的、具有代表l生的一条Crossline线的表层速 度模型(上)、及与这条线对应的层析反演得到的层析 静校正量(下)为方便对比结果，该线对应的高程静校 正量也绘制在其中 图2 反演所得某Crosshne线表层速度模型及对 应的层析静校正量与高程静校正量 从图2中的两条静校正量曲线可以看出，层析静 校正量与高程静校正量在变化趋势上相吻合，证明层 析的结果是可靠的；但层析静校正量的低频分量幅值 更大(高程静校正量的低频部分基本上是一条直线)， 而高频成分更丰富。

静校正量曲线的低频部分(大的 变化趋势)反映的是长波长静校正量，而高频部分(细 节)则将影响剖面最终的成像质量从后面层析静校 正量应用前、后的单炮及叠后剖面对比可以进一步佐 证：层析静校正量的高频分量改善了剖面的成像效 果，而低频分量有效的解决了该区存在的长波长静校 正问题 (2)炮集记录静校正效果对比图3为原始单炮、 高程静校正后单炮以及层析静校正后单炮线性校正 后的对比图从对比图上可见，原始单炮初至严重扭 曲、起伏较大；高程静校正后的单炮初至有所改善，但 部分初至仍有扭曲，特别是左排列中部和右排列；经 采用本文所述的层析静校正后效果明显，线性校正后 的初至比较光滑，明显优于高程静校正的结果，这主 要是层析静校正量中高频分量的作用 250 吐哈油气 2010钽 图3 原始(上)、高程静校正后(中)、层析静校正后(下)的单炮线性校正对比 (3)连片数据叠加剖面对比 图4～5分别为三 维连片后Inline和Crossline的高程静校正以及层析 静校正后的叠加剖面对比图从图4—5的叠加剖面 可以看出，高程静校正后叠加剖面同相轴连续性较 差，剖面信噪比低；资料拼接的时差问题比较明显；在 高程静校正后的Crossline剖面上可以看到比较明显 的长波长静校正问题(图5中剖面左端)。

而采用层 析静校正后的叠加剖面有了很大的改观，同相轴连 续性增强，波组特征变好，Inline剖面的浅层尤为明 显；资料拼接的时差问题得到明显改善；同时很好的 解决了Cr0ssline剖面上存在的静校正问题图6为 连片后高程静校正与层析静校正在2．5 s的时间切片 对比从图上可以看出层析静校正后同相轴的连续 性增强，成像更为细腻，资料拼接的时差问题基本获 得解决 图4连片数据Inline线高程静校正(左)与层析静校正(右)叠加剖面对比 图5 连片数据Crosshne线高程静校正(左)与层析静校正(右)叠加剖面对比 第l5卷第3期 唐博文，等：初至波层析静校正在三维连片处理中的应用 25l 从以上对比可以看出，图2中层析静校正量曲线 的低频分量有效的解决了该区存在的长波长静校正 问题，而高频分量则明显的提高了剖面的成像质量 校正问题通过SD工区三维连片的应用进一步认识 到，要得到好的层析静校正结果需要做好以下几方面 的工作： 图6 高程静校正(左)与层析静校正(右)时间切片对比 3结论与认识 实际资料处理结果表明，本文所述的初至波层析 静校正技术能够在复杂近地表条件下获得较准确的 静校正量，是解决复杂静校正问题的有效手段。

该方 法不但能解决常规静校正问题从而提高剖面成像 量，还能解决一般静校正方法无法应对的长波长 (1)地震资料的测量数据要准确 (2)初至波的拾取精度要高 (3)正反演的网格大小要合理，兼顾计算 效率与正反演的精度 (4)充分利用表层调查数据，由其确定初 始速度模型，并约束反演 参考文献 【1]吴文熙，梁春燕．初 波表层模型层析反演静校 正在吐哈盆地的 朋．中国石油勘探，2007，3(9)： 48—51． [2】刘玉柱，董良国．初至波层析影响因素分析．石油 地球物理勘探，2007，42(5)：544—553． 【3】潘艳梅，董良国，刘玉柱，等．近地表速度结构层析 反演方法综述．勘探地球物理进展，2006，29(4)： 229-234 杨为民，张云岗，刘原英．层析静校正技术在山地复杂地区 三维地震中的应用．中国煤田地质，2007，19(2)：63—65． 王伟，廖大香，杜宏筠．层析静校正在泽口地区地震资料 处理中的应用．石油天然气学报，2007，29(3)：227—228． 李录明，罗省贤，赵波．初至波表层模型层析反演．石油地 球物理勘探，2000，35(5)：559—564． 陆基孟．地震勘探原理【M]．东营：石油大学出版社，1993． Application of First Break Chromatography Static Correction in 3一D Block-jointed Processing Tang Bowen，Wu Yanhui，Liu Jianhong，Xue Ning，Chen Baofu (Geophysical Prospecting Technique Research Center，BGP INC．，CNPC，Zhuozhou 072750，，Hebei) Abstract：The technique of first—break chromatography static correction，which is constrained by near-surface information，is introduced during block-jointed processing of the work area SD，using information of first—break travel time and near[]surface survey establishes the initial model of velocity，and we can iteratively invert the near—surface velocity model constrained by surface interval information and calculate the static correction．This method not only can successfully solve the problems of conventional static correction and data conjunction time difference among different blocks，but also can solve the problem of long—wavelen h static correction，which can not be solved by the method of elevation static correction．From the outcome of real seismic data processing，it can be pmven that precision calculated by the first—break chromatog。