复杂山区初至波层析反演静校正
几种静校正方法在复杂山区的应用分析
几种静校正方法在复杂山区的应用分析在复杂山地地区，由于地表起伏剧烈，低速带的横向速度和纵向厚度变化大，不同检波点接收到的地震波至时间出现延迟，反射波时距曲线发生畸变，通常利用静校正解决这种畸变，目前勘探实践中较常使用高程、折射、层析等三种静校正方法。
文章对这几种静校正方法的原理、特点以及实际应用效果进行了对比分析，研究认为基于初至时间的层析静校正方法能较好地解决复杂山区由于地形和低速带变化引起的长波长静校正问题，同时结合反射剩余静校正解决残余的短波长静校正量，可有效地解决复杂山地的静校正问题。
标签：高程静校正；折射静校正；层析静校正；剩余静校正引言目前油气勘探的重点逐步在向复杂地区转移，其地表起伏剧烈，表层速度横向变化大，部分地区基岩出露，这给地震资料处理工作带来复杂的静校正难题。
静校正工作是地震资料处理中最基础也是最关键的一项内容，它直接影响叠加效果，同时决定叠加剖面信噪比和垂向分辨率。
静校正可分为一次静校正和剩余静校正两大类，常用的一次野外静校正方法有高程静校正、折射静校正和层析反演静校正等；剩余静校正方法主要有基于初至时间的剩余静校正与基于反射能量的剩余静校正两类[1]。
为此，应清楚认识理解每种方法的基本原理及其适用条件，以免在处理过程中走弯路。
1 方法及原理1.1 高程静校正高程静校正是最简单的静校正方法，它不考虑近地表速度和厚度变化的影响，只对由地形变化引起的部分进行校正，因此高程静校正只能消除地表起伏的影响。
在复杂地区，低速带对静校正的影响并不仅仅是高频分量，也有影响构造形态的低频分量，对于这种情况，高程静校正无能为力，尽管在某些地区可以见到较好的效果，但也可能会是构造假象难以让人察觉，所以在复杂探区，高程静校正并不是一种理想的静校正解决方法。
通常地震处理者为了快速了解研究区的大致构造形态，会选用该方法进行初叠加剖面，同时也作为选择其它静校正方法及参数的一个质量控制对比标准。
1.2 折射静校正折射静校正方法有两点假设：一是假设地表模型是由几个局部水平层构成；二是假设波在折射界面上的入射角是临界角。
适合于复杂地表条件下静校正处理技术
Ａ
ｙ
Ｇ பைடு நூலகம்Ｘ
Ｂ
的初 至折 射 时 间 ， 能 够 有 效 地 进 行 初 至 折 射 波 静 不
校正处理 ； 外 ， 果 可 控 震 源 和炸 药 震 源 ｝ 另 如 昆合 使
用 。 大炮 初 至 上 也 较 难 人 工 拾 取 初 至 折 射 时 间 。 在
以 上 因 素 决 定 了初 至 折 射 静 校 正 并 不 适 合 于 某 些 特 定地 区 。通 过 对 静 校 正 方 法 的 大 量 研 究 和 探 索 ， 并
射 波 传播 路 径发 生 畸变 ， 造成 时距 曲线 畸变 ， 法 很 好成 像 ， 者 根 据 理 论研 究 和实 际 处 理 过 程 ， 结 了一 套适 而 无 笔 总
合 复 杂 地 表 条 件 的 初 至 模 型 静 校 正 、 大 面 元 组 合 静 校 正 和 相 关 法 自动 剩 余 静 校 正 循 环 迭 代 的 处 理 方 法 。 通 过 实 扩
静 校 正 是 实 现 ＣＭ Ｐ 同 相 叠 加 的 一 项 重 要 的 基 础 工 作 ， 直 接 影 响 叠 加 效 果 ， 定 叠 加 剖 面 的 信 噪 它 决
充 分 利 用 野 外 小 折 射 结 果 ， 结 了 一 套 解 决 复 杂 地 总
区 静 校 正 问题 的方 法 ， 通 过 生 产 实 践 得 到 了验 证 。 并
度 分 析 的 质 量 ， 高 叠 加 剖 面 的 信 噪 比 和 垂 向 分 辨 提
ｌ 方 法 原 理
１ １ 初 至 模 型 静 校 正 处 理 方 法 ．
初 至 模 型 静 校 正 是 在 地 震 资 料 处 理 时 ， 据 野 根 外 提 供 的 小 折 射 ， 取 初 至 时 间 ， 定 测 线 上 每 一 个 拾 确 观 测 点 的 时 间 深 度 值 Ｔ ， 后 用 扫 描 法 或 者 人 工 给 然 定 方 法 选 择 风 化 层 速 度 。值 ， 差 值法 估 算 出 折 射 用 界 面 深 度 ， 而 建 立 了 地 表 折 射 界 面 模 型 。随 后 根 从 据 各 点 高 程 ， 终 基 准 面 高 程 以 及 井 深 、 口时 间等 最 井 诸 多 因 素 ， 别 计 算 出炮 点 和 检 波 点 处 的静 校正 值 。 分 最 后 进 行 静 校 正 量 的 高 、 频 分 离 ， 别 应 用 于 叠 低 分 前 、 后 地 震 数 据 ， 型 示 意 见 图 １ 叠 模 。
山前地带煤田地震勘探折射静校正方法应用效果
始速度模型及完成初至波拾取的基础上 ， 对区域内 近地表速度模型进行层析反演。得到相应的近地表 层析反演速度 一 深度模型。为了得到准确的近地表 速度深度模型 ， 需要进行多次迭代运算 ， 直到结果满 足收 敛条件 为止 。
４ 求 取 炮 点 及 检 波 点 静 校 正 量 。 在 层 析 反 ） 演 得 到 的 速 度 一深 度 模 型 上 。 交 互 拾 取 高 速 层 顶 界（ 即低 降速 带 底 界 ） 以及 相 应 的校 正 基 准 面 ， 通 过 对 速 度 一深 度 模 型 上 各 网 格 时 问 的纵 向 求 和 ， 到 与 地 表 观 测 点 相 应 的 炮 点 、 波 点 静 校 得 检
接影 响着 结果 的质 量 ， 以初 至 拾 取 工作 一 定 要 认 所 真细致 。 ２ 面元 化 分 和给 出初 始 模 型 。在 层 析 反 演 过 ） 程中， 首先 要在 反演 的 地质 区域 内建 立初 始 的速 度 模型 ， 并对 其 网格化 ， 目的是 为层 析反 演提 供一 个 其
据 处理中的应用 ［ ］ 中国煤 田地质 ，０ ６ ２ ． Ｊ． ２０ （） ［ ］ 罗英伟 ． ３ 几种静 校正 方法 的研究 与 比较 ［ ］油 气地 Ｊ．
球 物理 ， １ （ ） ２ ０ １． ０
・ ●… ・ … ・ ● ●… ・ ●… ・ … － ● ●… ’ … ・ … ●… ・ ● ●・ ●… ・ ●… ‘ … ’ … ● ・ ・ ●… ● ●・ ・・ ・ … ． ・ ● … ・ … ・ ・ ● ． … ● ● ・
分 述如下 。 ３ １ 地表 一致 性延 迟 时法初至 折射 波静 校正 ．
有新生界地层覆盖 ， 新生界最 厚近 １０ 有潜 ２ ｍ，
水位， 地震激发较有 利 ， 由于地势平坦 ， 初至折射波 品质 较好 。
初至层析静校正在复杂山地三维地震勘探中的应用
优点 ， 广泛应 用 于地形 起伏 较 大地 区 。 随着 地形 被 但 高 差增 大 、 貌单 元 多 变 、 地表 模 型 复杂 ， 至折 地 近 初 射静 校 正 的精 度达 不 到希望 的 目标 。近年 来 绿 山公
型 精 度低 于层 析 折 射 静 校 正 ， 而且 其叠 加 剖 面精 细 程 度 也 远 低 于 层 析 静 校 正 ， 在 初 至 折 射 静 校 正 叠 加 剖 面 同相 轴 如 上 呈 现 的 凹 凸 形 态 ， 层 析 静 校 正 叠 加 剖 面并 无 显 示 ， 后 者 剖 面 的 信 噪 比 也 比前 者 明显 提 高 。 在 且 关 键 词 ： 至折 射 静 校 正 ； 至 层 析 静 校 正 ； 地表 模 型 ； 料 处 理 ； 维 地 震 勘 探 初 初 近 资 三
中图 分 类 号 ： ６ ｌ Ｐ３ － ４ 文献标识码 ： Ａ
在 我 国西部 复 杂 山地蕴 藏 着 丰 富 的煤 炭 资 源 ，
非水 平 观测 面带来 的影 响 。显然 静校 正 的精 度直接 影 响到叠 加后 的 地震资 料精 度 。初 至折射 静校 正方
法 因其采 用地 表一 致性 模 型 、不需要 确定 基 准面 等
向量 ， 它与深 度 、 速度 有关 系
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第２ ０卷 ６期 ２０ ０ ８年 ６月
文 章编 号 ：６４ １０ （０ ８０ — ０４ ０ １ ７— ８ ３２ ０ ）６ ０４ — ２
中 国 煤
炭 地 质
Ｃ０ＡＬ ＧＥＯＬＯＧＹ ＯＦ ｉ ＮＡ Ｃｔ Ｉ
Ｖｏ － ． ｌ ０ Ｎｏ６ ２ Ｊ ｎ ２ ０ ｕ． ０８
司在 其初 至折 射静 校 正的基 础 上进一 步开 发 了层析 静校 正技 术 ，对 复杂地 形地 貌 近地 表模 型进一 步精 细化 ， 高 了静校 正 的精 度 。 提
层析静校正方法在复杂地表静校正中的应用
层析静校正方法在复杂地表静校正中的应用摘要：我国中西部地区地表条件十分复杂，地表高程变化剧烈，表层低速带速度横向变化较大，静校正的正确性直接关系到叠加剖面上煤层反射波的动力学特征、运动特征和正确成像。
本文在阐述层析静校正方法的理论基础上，通过实际资料的处理，分析了其在地表复杂地区的应用特点。
关键词：复杂地表；层析静校正；模型离散化；射线追踪0引言我国中西部地区大部分属于复杂地表地区，受复杂地表条件影响，一方面反射资料信噪比低，不能精确成像，另一方面会使反映出的地下构造信息发生畸变，引起假“构造”，这就使得静校正成为影响这些地区地震勘探效果的关键技术之一。
因此，进行静校正方法的研究，解决好静校正问题，具有重要的理论意义和实用价值[1]。
1 层析静校正的理论基础[2]层析静校正是一种非线性模型反演技术，它利用地震初至波的走时和射线路径反演介质速度场。
这项技术不受地表及近地表结构纵横向变化的约束，使用的是地震初至波的到达时间，得到的结果是地下不同深度的速度值，更加符合低速带速度并非严格成层的实际情况。
层析静校正反演得到的是纵横向连续变化的表层低速带，避免了层状速度模型的假设，更适合复杂近地表条件表层速度模型的建立，具有更强的适应能力。
地震层析成像技术是指在已知某种地震波的旅行时的情况下反演求解地下介质的速度场。
地震波的旅行时间是对地下介质慢度函数沿着波的传播射线路径的进行线性积分，可表示为：（1）上式中，是指地下介质的慢度函数，dl是指波的射线路径的微分，T是指地震波从震源s到检波点r的走时。
把（1）式离散后，可以将其写成如下：式中T表示为所有炮点到检波点的旅行时矩阵，S是指地下介质的慢度矩阵，A表示为与地震波传播射线路径有关的距离矩阵。
反演则是指在已知地震波的旅行时矩阵T的条件下反推出慢度函数s（x，z）。
由于距离矩阵A也是未知的，直接从上式求出S是不可能实现的。
因此，必须先要对S做出假设，再利用正演方法求出射线路径A和走时T，最后，通过比较实际走时和正演计算得到走时，求出走时差矩阵△T，慢度矩阵S的修正量为△S，△T与△S的关系可表示为：式中△T、A已知，可用很多方法求出△S。
初至时间反演静校正技术的发展趋势及实践效果
1 常用静校正技术的局限
1 . 1 微测井分层模型法 由所建立的模型可见 , 能较好地控制模型的低 频分量, 真实反应地下速度变化。但由于受空间采 样的影响, 不能反映低降速带横向变化对地震资料 [ 1~ 3] 的影响 ; 同时受钻井深度的影响 , 所采集资料 时常在区域上不能建立稳定层系的模型 , 从而引起 校正错误。 1 . 2 小折射法 虽然建立的模型能较好地控制模型的低频分 量, 但由于它要求激发与接收必须在同一平面上且 无地层倾角变化 , 因此容易受到地表高程剧烈变化 [ 1~ 3] 以及低降速带横向变化的影响 。同时 , 当低降 速带厚度较大时 , 受排列长度限制采集的也难以进 行。与微测井一样, 它还受空间采样的影响而不能 反映出低降速带的横向变化。 1 . 3 初至折射波反演法 初至折射波反演法在理论上能反演高频、 低频
。因此, 静校正处理技术一直 是地震工作
者持续研究与重点关注的课题。 经过长期的勘探实践 , 新疆油田公司地震数据 处理工作者建立了微测井分层模型法、 小折射法、 大折射沙丘曲线法、 初至折射波反演法和初至层析 反演等静校正处理技术, 并在准噶尔盆地的勘探实 践中发挥了重要作用。尤其是折射波反演静校正 技术, 由于该技术利用了大量初至折射波信息, 可 以连续反演地表各物理观察点的延迟时间 , 得到理 想的成像质量, 因此 , 近年来发展迅速并逐步成为 主流技术之一。 由于各类单一技术本身的局限以及假设条件 的苛刻 , 使得这些技术在陆 9 井、 滴 12 井、 泉 1井 等复杂表层结构地区的应用中 , 遇见了前所未有的
2 静校正技术的发展趋势及实现方 法
就静校正技术本身而言, 没有大的突破 , 依然 还是常见的微测井分层模型法、 小折射法、 大折射 沙丘曲线法、 初至折射波反演法, 以及初至时间层 析法等 , 或者是这些方法的各类算法有小的改进。 但其应用方式及生产流程却出现了新的趋势, 并已 经形成技术序列 , 这就是利用尽可能多的信息, 以 表层资料解释及可视化模型时时关联互动为基础, 分层系、 分阶段, 利用不同方法建立合理速度深度 模型, 用于表层结构校正。 西方地球物理公司在综合折射波与层析法特 点的基础上 , 提出了全初至时间多炮检距段折射层 析反演技术。而 CGGV eritas公司则提出了四套方
层析反演静校正技术及其应用
层析反演静校正技术及其应用Ξ罗有春,雷 宛,王怀坤,周文峰,邹 俊(成都理工大学,四川成都 610059) 摘 要:近年来,静校正技术在复杂地区地震数据处理中起着举足轻重的作用。
回折波走时层析反演是一个全三维反演方法,它是用回折波或连续折射直达波通过高精度的交互反演近地表介质速度变化,进而计算静校正量的过程,它适用任意观测系统的二维或三维地震资料。
将此方法应用在某地资料处理中,提高处理剖面质量,尤其在解决长波长静校正方面,取得了明显效果,与其它同类静校正技术相比有独到之处。
关键词:初至波;回折波;表层速度模型;层析反演静校正 在沙漠、戈壁、黄土塬、山地等地震勘探复杂地区,静校正和信噪比是影响地震资料处理质量的重要因素,静校正问题严重影响了地震资料叠加成像的质量。
在这些复杂地区地形起伏比较大,表层岩性变化非常剧烈,低降速带厚度变化大,激发接收条件复杂等引起的近地表条件纵横向变化剧烈。
存在严重的长波长和短波长静校正问题。
如果解决不好,将会影响叠加偏移剖面的构造形态,导致错误的解释结果,也将降低叠加偏移剖面的信噪比,影响储层解释和储层研究。
通常短波长静校正量的变化会引起反射同相轴错位,叠加后不能很好的聚焦;长波长静校正量的变化会造成地震剖面上的虚假构造。
静校正解欠佳,不仅影响后续各阶段的处理质量,也会导致欠优化或完全错误的虚假构造。
对复杂地区的地震资料处理,静校正是关键技术之一,能否解决静校正问题已成为衡量资料处理技术水平高低的重要标准。
因此,复杂地区地震资料处理过程中选择合理、适用的静校正方法越来越重要。
本项目研究是利用基于回折波的层析反演静校正方法,力图解决复杂地区的长波长静校正问题。
利用拾取的初至波通过高精度的层析反演方法反演复杂近地表速度结构,获得高精度的静校正值,进一步提高地震资料品质,为识别和研究低幅构造奠定良好的基础。
与现有的延迟时方法相比,层析方法提供了一种不同于折射模型的静校正计算方法。
层析静校正技术
层析静校正技术一级类目：油气勘探二级类目：前陆盆地油藏勘探技术三级类目：前陆盆地地震勘探技术——地震资料处理技术技术类型：前沿技术（中试或现场先导试验技术）在地形复杂、老地层出露地区，地表速度横向变化剧烈，折射界面不能连续识别时，传统的野外高程静校正、初至折射静校正很难解决好静校正问题。
层析静校正技术在这些地区尤其是在三维静校正方面具有明显优势。
从低速层底部折射的波可成功地用于计算和改善野外静校正。
层析静校正包括回转射线层析成像和静校正两部分。
1、层析成像首先利用回转射线层析成像估算近地表速度。
把要成像的介质离散成小矩形单元或格子状的网格，每个单元有一个单一速度（v）,输入数据是从单炮记录中人工拾取的折射（初至波）旅行时（t）, 震源和检波器都位于地表。
速度估算通过解下面方程组获得=?式中，D是射线段的矩阵（m×n），s是未知慢度的矢量（n×1），t为所观测时间的列向量（m×1）。
解方程?的方法很多，一般是最小二乘法和共轭梯度法。
相应的，不同求解方程?的方法形成不同的层析静校正方法。
使观测（拾取的初至折射）和预测的（根据初始模型进行射线追踪得到的）旅行时差最小。
其过程是一个迭代过程，一般分为5步：（1）拾取初至；（2）通过初始速度模型进行射线追踪；（3）射线路径分成小段，使其每个部分包括速度模型的每个网格；（4）对每条射线计算观察和预测的旅行时差；（5）将时差返回到速度模型，并不断地进行修正。
层析成像反演是一个非线形问题。
利用初始模型的一套射线追踪进行线形反演是实际可行的。
好的初始模型一般是根据初至旅行时或区域资料建立的。
当地形变化很严重时，建议用沿着变化的地形初始化的垂向速度梯度建立初始速度模型。
通过反演的速度模型和测井资料对比，回转射线层析成像可以估算比较精确的近地表速度模型。
2、静校正这个过程比较简单，从地面到下延拓基准面（利用所计算出的近地表速度场）垂直估算静校正值，然后用一常数替代速度，通过整体静态时移，将基准面上延到最后基准面。
山地地震勘探中野外静校正问题解决方案的探讨
山地地震勘探中野外静校正问题解决方案的探讨喻兵良 刘玉红 解建建（安徽省勘查技术院，安徽 合肥 230031）摘 要以山西沁水地区煤层气地震勘探数据处理为例，对比分析三种静校正方法应用效果，认为折射静校正和层析静校正方法在山地地震勘探中解决静校正问题方面都有不错的效果。
但由于两种方法又具有各自不同的适用条件，在资料处理时需针对不同勘探区的浅地表地震地质条件和初至波复杂程度对这两种静校正方法进行选择或组合使用。
关键词山地地震勘探 层析静校正 折射静校正 高程静校正 同相叠加中图分类号 P631.4 文献标识码 A doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2019.02.064Discussion on the Solution of Field Static Correction in Mountain Seismic ExplorationYu Bing-liang Liu Yu-hong Xie Jian-jian(Anhui Institute of Exploration Technology, Anhui Hefei 230031)Abstract : Taking the processing of coal bed gas seismic exploration data in Qinshui area of Shanxi Province as an example, the application effects of three static correction methods are compared and analyzed, and the refraction static correction and chromatography static correction methods are considered to have good results in solving static correction problems in mountain seismic exploration. However, since the two methods have different applicable conditions, the two static correction methods should be selected or combined according to the shallow surface seismogeological conditions and the first-arrival wave complexity in different exploration areas.Key words : mountain seismic exploration elevation static correction refraction static correction tomographic static correction phase stacking收稿日期2018-07-01作者简介喻兵良（1965-），男，湖南宁乡人，毕业于原长春地质学院物探专业，高级工程师，长期从事煤田和石油地震数据处理工作。
层析反演静校正技术
大速度梯度射线追踪三维算法，这种方法根据费马原理 （Fermat’s Principle），在炮点和检波点之间通过计算最小的 旅行时间，找到两点之间的射线路径，而不是严格地验证Snell 定律。这种算法的优点是它的计算效率比较高，可以避免内插。 这种算法不要求有岩性边界或水平连续层面
层析反演静校正原理
问题的提出
问题的提出(2)
如果低速层下面的沉积层较厚，而且速度 垂直梯度变化较大，应当采用回折波的非
线性初至波代替线性首波
试验已经证明：回折波速度估算是一种较 好的方法，该方法能够较好地估算影响构 造成像的静校正低频分量
层析反演静校正技术开发及应用
提
♣问题的提出
纲
♣层析反演静校正原理 ♣层析反演静校正实现
反演古河道实例(长庆苏里格庙地区） 1）该工区地表高程变化不大在1330米左右 2）反演后其速度、延迟时间、模型底界、低降速 带厚度均有相应的变化 3）通过立体图示清楚地看到古河道体的存在 4）去掉了长波长静校正的影响
不同系统EGRM算法迭加剖面对比
应用高程静校正
应用层析静校正
印 尼 三 维 迭 加 剖 面 对 比
应用高程静校正
应用层析静校正
1000ms
1000ms
2000ms
2000ms
长庆苏里格庙三维应用不同静校正后迭加剖面对比
层析反演静校正技术开发及应用
提
♣问题的提出
纲
♣层析反演静校正原理 ♣层析反演静校正实现
层析反演静校正主要技术参数试验
初始速度模型参数
注：表层速度指的是地表的起始速度 速度梯度因子指的是随深度增加１米，速度的增加值
地表速度300米,梯度是8
初至波表层模型层析反演静校正在吐哈盆地的应用
初至波表层模型层析反演静校正在吐哈盆地的应用 水
吴 文 熙
（ 中国石 油吐哈 油田分公司勘 探事 业部 ，新疆哈 密市 ８ ３ ９ ０ ０ ９ ）
梁 春 燕
（ 中国石 油吐哈 石油勘 探开发 指挥部 ，新疆哈 密市 ８ ３ ９ ０ ０ ９ ）
等低 降速 带变化 大 的复杂地 区 ， 已打 出油 的探井显 示 的折 射静 校正 方法 仅适 用于地 表起 伏不 大 、表 层速 度
这 些 区域勘 探潜 力 巨大 ，但静 校正 问题很 严 重且难 以 横 向均 匀性较 好 、有明 显的折 射界 面存 在且折 射面 比 解决 ， 大大 降低 了勘 探效果 。由此 ， 吐哈 油 田开 展 了各 较平 缓的地 区 。
Ｊ ｉ ｌｌ 中国石油勘探 ２ ０ ０ ７ 年第３ 期 ４ ８
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种静校正技术的攻关和新技术的实际应用研究工作 。 研 究结 果表 明 ：小 折射 法低 速带调 查 由于排 列的长 度 有限， 观测的资料难以完全反映近地表情况 ， 对地形起 伏 剧 烈以及 表层速 度变 化较 大的地 区不 太适 用 ；微 测 井法能够 较 准确地 确定 测点 处表 层速 度随深 度变化 的 规 律 ，但成本 太高 ；而对 于近 地表情 况较 为 复杂 的地 区， 基于表 层调查 点 的表 层模 型内插 和建立 ， 并 且 由此 来 计算静 校 正的确 定性 方法 的可靠性 和精 度对 野外调 查数据的依赖性很强。 另外 ， 许多基于浅层折射和统计
关键 词 ：层析反演 ，表 层模型 ，静校正 。吐哈盆地 中图分类号 ：Ｐ ６ ３ １ ． ４ ４ ５ 文献标识码 ：Ａ
吐哈 盆地 自２ ０ 世纪 ９ ０ 年 代初发现 油 田以来 ，经过 分析 的静 校正 方法 ，如 目前 比较流 行的 折射 静校 正方 十几年 的持 续勘 探 ，容 易开 展地震 工 作的 区域 多已探 法 、交互 迭代静校 正方 法等【 ｌ ｌ ２ １ ，在一 定的 条件下 能够 明， 未 明区域 多是在 山地 、山前 带 、 沙漠、 沟 壑纵深 区 取得 较好 的成果 ， 但各 自也存在 局限性 。 目前 应用较 多
地震波层析成像反演方法及其研究综述
地震波层析成像反演方法及其研究综述通过研究利用初至波走时的层析反演方法建立近地表速度模型,提供近地表地下介质的速度信息,进一步为静校正或浅层工程勘探服务。
标签：速度建模;层析成像;初至波地震勘探是利用人工在地表激发和接收地震波,再对地震波作分析处理以及解释而得到地下构造信息和岩性信息的一种方法。
在整个地震勘探过程中,精确的求取地震波在地下介质中的传播速度,一直是地震勘探的核心问题之一。
尤其在地表条件较复杂的区域,地表速度的横向剧烈变化会严重影响中深层目的层的成像效果。
近地表速度不准确,将会直接影响到速度分析、偏移成像的质量以及静校正的精度等地震勘探的各个环节和最终的勘探成果。
1 地震面波及波形反演利用面波进行结构反演一直是了解地球介质结构的重要途径。
近几年来,在面波理论和面波反演方面做了大量工作。
陈蔚天和陈晓非(2001)提出了一种求解水平层状海洋-地球模型中面波振型问题的新算法,它简洁、高效,彻底消除了高频情况下数值计算的精度失真问题。
张碧星等(2000,2002)对瑞利波勘探中“之”字形频散曲线形成的物理机理和多模性问题进行了理论分析,研究了诸波模的传播特性及相互关系,以及地表下低速层介质的位置、厚度及其它参数对“之”字形频散曲线的相互影响.在面波反演理论方面,朱良保等(2001)通过保角变换,把面波群速度的反演变成了球谐系数的线性化反演,使其计算速度快,等值线光滑,构造界限清晰。
众多研究者根据从面波资料求出的频散曲线,对不同地区的地下速度结构作了反演,揭示了横向结构差异的广泛存在。
根据走时反演地下结构是获取结构信息的经典做法。
刘伊克等(2001)根据三维地震观测的初至走时数据,利用最小平方与QR分解相结合的算法,在三维空间重建近地表低降速带速度模型。
同时,采用分形算法克服了初至波波形差异以及折射波相位反转导致的拾取误差,实现了三维初至拾取的大规模全自动化运算。
李录明等(2000)针对地震勘探中的复杂地表问题,提出了一套地震初至波表层模型层析反演方法.它利用地震直达波、回折波、折射波以及三者组合的初至波和层析反演方法具有的纵、横向变速优势,实现适应速度任意变化的复杂表层模型反演。
层析反演静校正技术在永新地区的应用
层 析 反 演 静 校 正 技 术 在 永 新 地 区 的应 用
宋 涛 ，王 秀 云 ，杨 世 文 王 艳 ，孑 永 伟 Ｊ 、 （ 胜利油田 公司孤岛采油厂， 东 东营 有限 山 。） ’
［ 要 ］ 在表 层 风 化 带速 度 横 向 变化 较 大 的地 区，做 好 静校 正是 取得 高 质 量 叠 加 剖 面 的 重 要 一 步 ， 而确 定 表 摘
第３ 第５ Ｏ卷 期
宋 涛 等 ：层 析 反 演静 校 正 技术 在 永 新 地 区 的应 用
正方体 单元体 ，回转 波 由激发 点逐个单 元体 向前传播 ，波到达 地下某个单 元体 的某位置 的时 间为从激发 点 到该 节点所经过 的所 有单元 体最小 时间 的和 ，某接 收点所在 节点的时 间即为 波从激发 点传播 到该接收
石油 天然 气 学 报 （ 汉 石 油 学 院 学报 ） ２０ 年 １ 月 第 ３ 卷 第 ５ 江 ０８ ｏ ｏ 期 Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ｉ ａ ｄＧ ｓ ｅｈ ｏｏ ｙ（ ． Ｐ ） Ｏ ｔ２０ Ｖ １ ０ ｏ ５ ｏ ｒ ａ ｏ ｌ ｎ ａ ｃ ｎ ｌｇ Ｊ Ｊ Ｉ Ｏ Ｔ ｃ ０ ８ ｏ ３ Ｎ ． ． ．
的折 射线校 正法 （ 折射静 校正 ） ；③ 把表层模型作 为任意介质处理 的曲射线静 校正方法 （ 析静校正） ］ 层 ［。 ８ 永新 高精度 三维位 于永安 油 田和新 立 村油 田老 区 ，尽管 工 区内地表起 伏 不大 ，但 由于地表 低速带 速
度及厚 度的影 响 ，产 生 了较 大 的长波 长静 校正量 ，原 始单炮 上双 曲线扭 曲 ，高程静 校 正叠加 剖面上 反映 存在静 校正 问题 ［ 。静 校正量 的存 在 不 仅 影 响 资料 的信 噪 比和 同相轴 的连 续 性 ，使 得 资料 不 能 同相 叠 ９ ］
复杂地表初至波层析反演静校正应用研究
１引言 随着勘 探的 不断深 入 ， 地震勘探 由平原地 区逐步转 移到 山地 、 沙漠 及黄 土
的校 正量值 是唯一 的 。 每个站 点的静校 正量 由两 部分组 成 ； 长波长校 正量 （ 高频分量 ） 。
一
塬 等地区 ， 而这 些探 区地表条件 极为复 杂 ， 静 校正 问题 尤为严 重。 这 些地区地 形 起 伏大 ， 表层 岩性 变化 非常剧 烈 ， 低降速 带厚 度变化 大 ， 激 发和接 收条件 复杂 ， 近 地表条件 纵 、 横 向千差 万别 ， 导致地 震反射 资料不能 准确成像 ， 也造成地 下构 造 发生 扭 曲。 静 校正 问题是 制约地 表复 杂地 区油气勘 探 的关键性 问题 。 本 次研 究通过 辽河 外围沙 漠 、 山地 地区和 黄土 塬等地 震资料 特点 ， 选 定初至 波层析 反 演静校 正 的方法 ， 解决地 表 复杂地 区地 震资 料 的静 校 正 问题 。 ２层析 反演 静 校正 方法 层析 静校正 技术是 一种 利用单 炮初至进 行近地表速 度反演 的方法。 在层析 反演 中， 将地 质模 型假设 由速 度单元 组成 ， 每个 单元是常速 ， 单元 之间 的速 度不 同。 首先给定 一个初 始的速度 模型 ， 通过 射线追 踪计 算初 至时间 ， 它与实 际旅行 时 的差被 用来计 算速 度模型 的修 正量 ， 模型 修改 后 ， 再计算 基于新 的速度 模型 的初 至旅 行时 ， 最 终构成 了一个 迭代 过程 。 当正 演旅 行时和 实 际初 至时 间之差 小于 某个 阈值 时 ， 就得到 了最终 的速度分 布。 层 析反演 采用正反演 迭代 的方 法 ， 可根 据初至 时间 重构速 度场 ， 并充分 利用更 多的地 球物理 信息。 臭 Ⅱ 直达 波 、 回折 波 或折射 波 等初 至信息 到可 靠 的结果 。 当低 降速带厚度 、 速度 横向变化 非常剧烈 ， 或者 纵向速度分 布异常 时 ， 层析 静 校正 是一种 十分有 效 的方法 。 层析 反演静 校 正技术 不需要 输入 风化层速 度 ， 它 通过运 算 可以较 准确 的得到 近地表 风化层 的速 度 ， 另外 ， 层析 静校正 可 以让 整 个偏移 距 范围 内的所有 初至 参与计 算 ， 无需 人工将 初至分 组 ， 所需参 数量 较 少。 该 方法 不仅适 用于地 表 低降速 带复杂 速度 场的需 要 ， 而且 能刻画 出小尺 度 的各种 地质 异常 体 。
复杂地表初至波层析反演静校止应用研究
复杂地表初至波层析反演静校止应用研究[摘要]常规的方法在复杂近地表条件下很难求得正确的低速带速度和静校正量。
从理论模型上得出层析反演静校正通过非线性算法反演出准确的近地表速度模型，求出准确的静校正量。
通过本研究结果可看出层析反演静校正明显改善了复杂地区（沙漠、山地、黄土塬等）地剖面的质量，证明其是解决复杂地表地区静校正问题的一条比较有效的途径。
[关键词]复杂地表层析反演静校正中图分类号：tf046.6 文献标识码：a 文章编号：1009-914x （2013）11-0162-011 引言随着勘探的不断深入，地震勘探由平原地区逐步转移到山地、沙漠及黄土塬等地区，而这些探区地表条件极为复杂，静校正问题尤为严重。
这些地区地形起伏大，表层岩性变化非常剧烈，低降速带厚度变化大，激发和接收条件复杂，近地表条件纵、横向千差万别，导致地震反射资料不能准确成像，也造成地下构造发生扭曲。
静校正问题是制约地表复杂地区油气勘探的关键性问题。
本次研究通过辽河外围沙漠、山地地区和黄土塬等地震资料特点，选定初至波层析反演静校正的方法，解决地表复杂地区地震资料的静校正问题。
2 层析反演静校正方法层析静校正技术是一种利用单炮初至进行近地表速度反演的方法。
在层析反演中，将地质模型假设由速度单元组成，每个单元是常速，单元之间的速度不同。
首先给定一个初始的速度模型，通过射线追踪计算初至时间，它与实际旅行时的差被用来计算速度模型的修正量，模型修改后，再计算基于新的速度模型的初至旅行时，最终构成了一个迭代过程。
当正演旅行时和实际初至时间之差小于某个阈值时，就得到了最终的速度分布。
层析反演采用正反演迭代的方法，可根据初至时间重构速度场，并充分利用更多的地球物理信息（如直达波、回折波或折射波等初至信息）得到可靠的结果。
当低降速带厚度、速度横向变化非常剧烈，或者纵向速度分布异常时，层析静校正是一种十分有效的方法。
层析反演静校正技术不需要输入风化层速度，它通过运算可以较准确的得到近地表风化层的速度，另外，层析静校正可以让整个偏移距范围内的所有初至参与计算，无需人工将初至分组，所需参数量较少。
复杂地表初至层析地震静校正技术及其应用
关
键
词 ：复杂地表 ；煤层 气；地 震勘探 ；静校 正 ；层 析反 演
文献标识 码 ：Ａ Ｄ ： ０３ ６ ８ｉ ｎ１ ０ —９ ６２ １ ．４ １ ＯＩ １ ． ９ ．ｓ ． １１ ８ ． ２ ． ６ ９ ｓ ０ ０ ００
中图分类号 ：Ｐ ３ ６１
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｐｐ ｉ ａ ｉ ｆｆｒ ｔａ ｒ ｖ ｌｔ ｍ ｏ ｒ ｐｈ ｃｓ ａ ｉ ｅ ｈｎｉ ｓ ａ ｃ ｎｄ ａ ｌｃ ｔｏｎ ｏ ｓ ｒ ｉ ａ ｏ ｉ ｇ ａ ｉ ｔ ｔｃｔ ｃ ｑｕｅ
摘 要 ：复杂地表 条件 的煤层 气地震勘 探 资料处 理对静 校 正有较 高要 求 。折 射静 校正 具有 较好 的静
校 正 效果 ，但 对 于地表起 伏 大、纵横 向速度 变化 剧 烈的复 杂地 区则难 以取得 较好 的效 果 。建立横 向速度 变化 大且基岩 裸 露 的地 震模 型进行 理论 试算 ，分析 了层析 静校 正 的特点及 适 用条件 ，指 出 了层析 静校正 中应 该注 意 的关键 问题 。实例验证 结 果表 明：层析 静校 正 更适合 复杂地表 煤层 气地
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｒｅ ｒ ｃ ｉ ｎ ｓａ ｉ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｈ ｓｇ ｏ ｆｅ ｔ ｎ ｓａ ｉ ｓｃ ｒ ｅ ｔ ｎ ｂ ｔｉ ｉ ｉ ｃ ｌ ｔ ｅ ｒ ｆ ｒ ｂ ｅ ｅ － ｆ ａ ｔ ｔ ｔ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ａ ｏ ｄ ｅ ｆ ｃ ｔ ｔｃ ｏ ｒ ｃ ｉ ， ｕ ｓｄ ｆ ｕ ｔ ｏ ｇ ｔ ｅ ｅ ａ ｌ ｆ ｏ ｃ ｏ ｏ ｔ ｉ ｐ ｆ ｃ ｅ ｃ ｍｐ ｅ ｅ ｉ ｎ ｗｉ ｏ ｌ ｇ ｓ ｆ ｃ ｎ ｒ ｍ ａ ｉ ｅｏ ｉｙ ｃ ａ ｇ ｓｉ ｅ ｔ ａ ｎ ｏ ｉ ｏ ｔ ｌ ｉｅ ｔｏ ． ｅ ｔｉ ｔ ｏ ｎ ｈ ｌｘ ｒ ｇ ｏ ｔ ｒ ｌ ｎ ｕ ａ ｅａ ｄ ｄ ａ ｔ ｖ ｌ ｃ ｔ ｈ ｎ ｅ ｎ ｖ ｒｉ ｌ ｄ ｈ ｒｚ ｎ ａ ｒ ｃ ｉ ｎ Ａ ｈ ｉ ｃ ｃ ａ ｄ ｆ ｒ ｒ ｄ ｌｗｉ ａ ｇ ｏ ｉ ｏ ｔ ｌｖ ｌ ｃｔ ｈ ｎ ｅ ａ ｄ ｂ ｒ ｄ ｂ ｄ ｏ ｋ ｗａ ｕ ｌ ａ ｄ ｃ ｍｐ ｔｄ ｉ ｈ ｓｐ ｐ ｒ ｔ ｏ ｗａ ｄ ｍｏ ｅ ｔ ｌ ｒ ｅ ｈ ｒｚ ｎ ａ ｅ ｏ ｉ ｃ ａ ｇ ｎ ａ ｅ ｅ ｒ ｃ ｓｂ ｉ ｎ ｏ ｈ ｙ ｔ ｕ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ｏ ａ ａｙ ｅｔ ｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉ ｓ ａ ｄ ａ ｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓ ｏ ｍ ｏ ｒ ｐ ｉ ｔ ｔ ｏ ｒ ｃｉ ｎ Ｔ ｅ ｋ ｙ ｐ ｏ ｌｍ ｓｏ ｍｏ ｎ ｌ ｚ ｈ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉ ｔ ｎ ｐ ｌｃ ｔ ｏ ｄ ｔ ｎ ｆｔ ｃ ｏ ｉ ｏ ｇ ａ ｈ ｃ ｓａ ｉ ｃ ｒｅ ｔ ． ｈ ｅ ｒ ｂ ｅ ｆｔ ｃ ｏ ｏ － ｇ ａ ｈ ｃ ｓａ ｉ ｓ ｗｅ ｓ ｏ ｌ ａ ｔ ｎ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｎ ｅ ｕ ． ｈ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗｅ ａ ｏ ｒ ｐ ｉ ｔｔｃ ｈ ｕ ｄ ｐ ｙ ａ ｔ ｔｏ ｏ ｗｅ ｅ ｐ ｉ ｔ ｄ ｏ ｔ Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｄ ｔ ｔ ｍｏ ｒ ｐ ｉ ｔ ｔｃ ｃ ｒ ｅ ｔｏ ｅ ｓ ｈ ｔ ｇ ａ ｈ ｃ ｓａ ｉ ｏ ｃ ｉ ｎ
地震数据处理第五章：静校正
（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；
直接利用野外实测的表层资料，进行的静校正叫野外 静校正，也叫基准面校正。
包括井深校正，地形校正和低速带校正。
2.井深校正
井深校正是将激发点 O 的位置由井底校正到地面 Oj。
j
1 [
V0
(h0
1 hj) V
h)
注：取“负号”是“减负”等于“加正”，因为静校正
是减去静校正量。
说明：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。
的散射和噪声； 4）射线自下而上穿过LVL界面时，不管层下传播
方向如何，都会产生强烈弯曲； 5）自由表面会产生虚反射，与直接下传信号相叠； 6）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。
层析静校正在复杂地表地震资料处理中的应用
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２０ 年第１ 期 ０８ ５
黄鑫 等 层析静校正在复杂地表地震 资料处理中的应用
１１ ４
之差 Ａ Ｔ＝Ｔ 一Ｔ ， Ａ 当 Ｔ满 足精度 要求 时输 出层 析
结果 。
较大 ， 纵横 向岩性变 化较 大 。 因此静 校正处 理是该 地 区地 震资料 处理 的关键 。现对 工 区某一条 测线 利用 高程 静校正 、 折射 静校正 、 层析 静校 正分别 进行 了处
式 中：。 Ｘ—— 炮点 位置 ；
收稿 日期 ：ｏ ８ ３ ２ ２ ０ 一ｏ 一ｌ
在初始 模型 的基础 上 ， 用射线 追踪 技术计 算射
线 路径 和 旅行 时 Ｔ ， 算拾 取 旅行 时与 正演 旅行 时 计
作者简介 ： 鑫（９３ ）女 ， 士， 业 ： 球探驯与信息技术 。 黄 １８一 ， 硕 专 地
校 正 的基 本理论 和适 用条件 进行 了讨 论 和分析 ， 为基 于初 至时 间 的层 析 静 校正 方 法能 够很 好 地解 决 认
复杂地 表 区由地 形和低 速带 变化 引起 的长波 长静校 正 问题 。
关键 词 ： 校正 ； 析静 校正 ； 静 层 复杂 地表 ； 长波 长
１ 引 言
３ ４ 根 据 前一 步 的 结果 建立 反 演方 程 ＡＡ —Ａ ． Ｓ Ｔ，
带横 向变 化 引起 的 长波长 静校 正问题 。理论 模 型与
实 际资料 的反 演结果 表 明 ，其效果 显著 。
２ 层析 静校正 的 原理
３ 层析静 校正 的处理 步骤 及优 点处理 步 骤
３ １ 拾 取各 炮 的初至 旅行 时 Ｔ 。 由于旅 行时 就是 ．
地 震层 析 成像 反演 的基 础数 据 ， 质 量好 坏 直接 影 其 响层析 结果 。拾取初 至 旅行 时实质 上涉及 到 叠前地 震 数据 的解释 ， 般 采用 自动 拾取 人 工 修正 的方 式 一
复杂山地三维快速层析静校正方法与应用
复杂山地三维快速层析静校正方法与应用
崔璞;童桥;金雅琪;贾晓会;华蕾
【期刊名称】《物探装备》
【年(卷),期】2024(34)1
【摘要】在野外复杂山地区,地表起伏大,岩石时常露出地表,低降速带速度与厚度横向变化剧烈,近地表结构复杂,利用表层调查模型和初至折射静校正方法不能很好地解决静校正问题。
层析静校正方法不受近地表结构影响,可以有效解决复杂山地区静校正问题,但是在野外三维采集中,层析静校正计算太耗时,效率极低。
因此,本文提出一种三维快速层析静校正方法,不仅能够保证静校正效果,而且能够大幅提高效率。
【总页数】6页(P20-25)
【作者】崔璞;童桥;金雅琪;贾晓会;华蕾
【作者单位】中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司新兴物探经理部
【正文语种】中文
【中图分类】P631
【相关文献】
1.初至层析静校正在复杂山地三维地震勘探中的应用
2.层析静校正技术在山地复杂地区三维地震勘探中的应用
3.复杂山地层析反演静校正新方法及应用
4.层析静校正方法在复杂地表静校正中的应用
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在三维情况下 , 旅行时反演可以通过以下步骤 来实现 : ( 1) 估算视速度和延迟时 ; ( 2) 计算穿透深度 . 虽然这时视速度不再对应固定的射线参数 , 但 拾取的旅行时 t Rs , R d 能通过旅行时积分建立模 型:
t Rs , R d =τ s +τ d + +
1 2
∫v
0x ( 2)
1 2
∫v
0
x sd
1
x , R2
dx ,
式中 , Rs , R d 分别为对应激发点和接收点的坐标 ( 图 2 ) ; v x , R 为 视 速 度 ; x 为 炮 检 距 , x sd = Rs - R d ; τ为模型的延迟时函数 ; R 为地表位置 的坐标矢量 ; 坐标 R1 , R2 分别对应于图 2 中的积分 路径 1 和 2. 在该积分中 , 积分路径是直线 , 相对于 慢度 1/ v x , R 是一个线性反演 . 在旅行时分解过程中 , 利用类似 SIR T[ 11 ] 的方 法多次迭代将 t Rs , R d 映射到 v x , R 和τ上 ,还利用 类似于 Ryzhikov 等提出的散射归一化 Guassian 加 权法进行空间平滑[ 12 ] . 模型反演的下一步是用导出 的视速度计算折射波穿透深度 z ( v x sd , R mp ) . 其方程 如下 :
收稿日期 2007212211 ; 修回日期 2008203215. 基金项目 国家重点基础研究发展计划 (2005CB422104) 资助 .
作者简介 韩晓丽 ,1979 年生 ,女 ,山东青岛人 ,中国科学院地质与地球物理研究所在读博士 ,主要从事复杂构造成像研究 .
( E2mail : hanxiaoli @mail . iggcas. ac. cn)
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地 球 物 理 学 进 展
23 卷
做不同程度的近似假设形成了一系列的静校正方 法 ,主要有以下三大类 : ① 假设表层模型为均匀介质 的直射线校正法 ( 一次静校正) ; ② 假设为层状介质 的折射线校正法 ( 折射静校正) ; ③ 把表层模型作为 任意 介 质 处 理 的 曲 射 线 静 校 正 方 法 ( 层 析 静 校 正) [ 7 ] .
. 在地震资料处理中 ,静校正问题往往不是孤立
存在的 ,它还影响着去噪和速度分析工作 . 在复杂山 区 ,除了地震波的能量损失 、 噪声干涉外 , 重要的就 是静校正问题了
[2 ]
. 随着开展地震勘探工作的区域
由地形简单的平原 、 丘陵地区逐渐转向地形复杂的 山区 ,由二维观测逐渐转为三维观测 ,静校正处理方 法也越来越难 . 在常规资料处理中 ,通常假设地下介 质是水平层状 ,表层速度横向变化比较缓慢 . 处理时 先将地震数据校到一个浮动基准面上 , 然后再进行
第 2 3 卷 第 2 期
2008 年 4 月 ( 页码 :475～483)
地 球 物 理 学 进 展
PRO GR ESS IN GEO P H YSICS
Vol. 23 No . 2 Ap r. 2008
复杂山区初至波层析反演静校正
韩晓丽1 , 杨长春1 , 麻三怀1 , 秦宏国2
原因回折波的存在就保证了有大量的不同路径 . 在 这种情况下 ,在任何一个地面位置之下 ,可以确定更 多的速度面元并估算它们的速度 , 如图 1 ( b ) 所示 . 如果也能观测到来自分界面的反射波 ,那么 ,射线路 径的覆盖范围还可以增加 ,尽管这些通常难以拾取 , 因为反射波通常比初至折射波到达晚 . 如果获得了 反射波数据 ,也可以把它们合并到反演中 . 反演基于旅行时方程 : 1 ( 1) t = dl .
(1. 中国科学院地质与地球物理研究所 , 北京 100029 ; 2. CN PC 东方地球物理勘探有限公司研究院 ,涿州 072751)
摘 要 提高静校正精度是取得复杂山区良好地震成像的一个重要条件 . 而建立在水平折射面假设基础之上折射波 静校正方法 ,无论是假设前提还是实际应用效果 ,都不适应于地表剧烈起伏 ,速度纵 、 横向变化大的复杂区 . 为此本文 提出使用初至波层析反演静校正方法 ,即利用地震记录中初至旅行时反演出表层速度模型 , 计算出炮点和检波点的 静校正量 . 通过正演模拟数据和实际资料的验证 ,很好的解决了复杂地表引起的静校正问题 . 关键词 静校正 ,初至波 ,层析反演 ,长波长静校正量 ,短波长静校正量 中图分类号 P631 文献标识码 A 文章编号 100422903 ( 2008) 0220475209
2 . B G P I nc. , CN PC, Zhuoz hou 072751 , Chi na)
Abstract The solutio n of static p roblem in complex mountaino us areas is one of t he mo st important aspect s of better seismic imaging. The ref ractio n static met hod is based on t he hypot hesis of ho rizo ntal ref ractio n interface. Therefo re , bot h t he p reconditio n and t he p ractical applicatio ns have p roved it s incapability for t he complicated areas characterized by severely relief surface and rapidly changed velocity bot h laterally and vertically. This paper reco mmends t he to mo2 grap hic inversion static by first breaks , t hat is to say , t he first breaks of seismic records are used to inverse t he sur2 face velocities and calculate t he long2period static correctio ns and t he short2period static correctio ns. By using it to t he forward modeling and t he p ractical seismic data , t he tomograp hic inversion met hod well solves t he static p roblem caused by co mplicated surface. Keywords statics , first break , tomograp hic inversio n , lo ng2period static co rrections , short2period static co rrections
0 引 言
静校正是一系列反射波地震勘探数字处理的基 础
[1 ]
处理 ,将最终处理成果校正到一个水平基准面上[ 3 ] . 但在复杂地区 ,地表起伏变化较大 ,表层速度横向变 化剧烈 ,岩性多变 ,表层结构复杂 ,基岩出露 . 复杂地 表必然引起地震采集激发和接收问题 , 同时给地震 资料处理带来复杂的静校正问题 . 静校正问题是目 前复杂地球地震勘探所面临的一个主要问题 , 它在 很大程度上决定着资料处理的质量 [ 4 ] , 影响叠前深 度偏移及水平叠加的成像效果 . 而折射技术的理论 是建立在水平折射面的假设基础之上[ 5 ] , 在复杂山 区寻找稳定的同一折射层较困难 , 故基于折射波理 论的地表调查方法也不能取得好的应用效果 [ 6 ] . 在表层静校正方面 , 目前人们通过对表层模型
2期
韩晓丽 ,等 : 复杂山区初至波层析反演静校正
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分析 、 边认识的基础上进行 [ 16 ] . 初至拾取完成后 , 可以在多个道集域内显示拾 取的时间曲线 ,对初至拾取曲线域地形的匹配情况 进行 对 比 分 析 , 对 误 差 较 大 的 地 方 进 行 重 新 拾 取 [ 17 ] . 2. 2 表层速度模型反演 ( 1) 偏移距范围的确定 该反演算法在理论上适用于所有偏移距范围 , 而且在全偏移距范围内反演能够减少模型的不确定 性 ,但由于近偏移距资料缺失或信噪干扰较大 ,反演 过程中常不用近偏移距资料 . 受计算效率和折射波 的最大穿透深度的限制 , 用于反演的最大偏移距也 小于实际资料的最大偏移距 , 对于低 、 降速带不太 厚 ,地形起伏不太大的地区 ,用于反演的偏移距范围 为 400～3500 m. 由偏移距范围和偏移距的分段数 可以确定每段的偏移距范围 ( 偏移距的采样率 ) , 偏 移距分段数对应于近地表速度模型的层数 , 一般情 况下为 5 层 ,过多的层数会增加速度模型的不确定性. ( 2) 横向平滑 横向平滑距离的大小直接影响静校正量的高频 部分 ,当地形起伏很大时 ,可以通过调整该值减少静 校正高频分量误差 . 该平滑距离一般为反演最大偏 移距的 1/ 4. ( 3) 风化层速度的约束和模型平滑 风化层速度可以由近偏移距的直达波时间或井 口时间导出 ,也可以用表格方式直接定义 . 当近偏移 距资料不能使用 ,不能利用直达波估算风化层的速 度 ,一般用井口时间来估算 . 风化层的平滑半径一般 在 100 ～ 1000 m , 对于地形起伏不太大的地区 , 用
v ( x , z) ∫
l
1 层析反演方法
1. 1 层析反演的定义 Sheriff 于 1991 年对层析法作了如下定义 : 层
析法是一种利用大量炮点和检波点综合观测结果求 取速度与反射系数分布的方法 . 在处理过程中 ,空间 被分割为面元 ,观测值用沿穿过面元的射线路径的 线积分表示 . 层析法用到的求解方法包括代数重构 法 ( A R T) 、 联合迭代重建法 ( SIR T ) 和高斯2赛德尔 法[ 8 ] . 表层模型层析反演 , 是一种非线性模型反演技 术 ,利用初至波射线走时和路径反演近地表速度结 构 ,建立近地表速度模型 ,进行静校正或波动方程基 准面校正 ,直接为叠前深度偏提供近地表速度[ 9 ] . 用 来反演的初至波可以是直达波 , 折射波 , 回折波 , 或 者以上几种波的组合 . 1. 2 层析反演的基本原理 在层析技术中 ,地下介质被分解为面元 ,层析的 目标是求解每个面元的速度 . 从炮点到接收点的射 线路径是由位于不同面元中的射线段组成 , 根据各 个面元中射线段的长度和各个小面元的速度计算折 射波的波至时间 . 图 1 ( a) 显示了一个两层近地表模 型和由炮点到检波点的射线路径 ,在该模型中 ,地下 介质被分成许多面元 . 由初始近地表模型计算的或 模拟的折射波波至时间与观测值进行比较 [ 10 ] . 根据模拟的波至时间与观测时间之差对模型进 行修改 . 通过改变模型的速度就可以达到这一目的 . 模型正演 、 测量时间差 、 修改模型这一迭代过程一直 进行到时差小于给定的门槛值为止 , 这通常需要多 次迭代 ,时差最小通常是指最小平方意义下的最小 . 一般希望对模型使用某种类型的平滑以增强迭代过 程的稳定性 ,保持模型简单是有利的 . 在层析法中 , 需要大量不同路径的射线以多种 方位角通过各个面元 . 对二维折射记录来说 ,不同的 射线路径数一般较少 . 一个原因是 ,从一个炮点到若 干个检波点的射线路径在折射面上是相同的 . 但是 在速度随着深度逐渐增加的地区 ,比如由于压实