层析反演静校正技术
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。
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 。
起伏地表无射线追踪层析静校正技术研究及应用
笔 者 提 出 了首 先 采 用 微 测井 资 料 时 深 曲线 拟
合 的方法 ， 得到地 表高差对 应 的垂直 传播 时间 ， 然后 计 算 一 个 和炮 检 距 、 检 高 差 、 炮 速度 模 型 有 关 的 比
大量 的未 知量 ， 要 间接 的正 则 化 约束 ， 定 方 程 需 欠
半 ）ｐ为射 线参 数 ， Ｓ ｅｌ 律可 知 ，＝ｉｃ ｖ＝ ／ ； 由 ｎ ｌ定 ｐ ｓ ｊ １ ｎ
，
ｐ为折射 层 的慢度 。
指数 拟合 ， 进一 步 消除地 表起 伏 对 回折波 时距 曲线
的影 响 ， 好地 适应 水平 地 表连续 介 质模 型假 设 的 更
条 件 。在此 基 础上 ， 应用 无射 线追 踪 折射 层 析静 校 正方 法 。
术． 比较成功地 解决 了黄 土塬地 区的静校 正 问题 。
关键词 ： 起伏地表 ； 连续介质 ； 回折波 ； ｅｇｏ — ｅｈ ｒ 积分 法 ； 线追踪 ； Ｈ ｒｌ ｚＷｉｃ ｅｔ ｔ 无射 层析静 校正
中 图 分 类 号 ：６ １ Ｐ３．２ ４ 文献标识码 ： Ａ
０ 引 言
Ｏ ｙ ｏ 提 出 了基 于水平 地表 １ Ｄ连续 介质 模 ｓｐｖ Ｃ 一
组反 演 难度 大 、 定 性不 高 ］而无 射 线追 踪 层 析 稳 ；
静校 正技 术 结 合 了 首 波延 迟 时 方 法 的稳 定 性 和 走
型假设 的无射 线追踪 层析 静校正 技术 。假设 初至 波
旅 行时 间可 以分 解 为不 同 的子炮 检距 对应 的炮 、 检
摘 要 ： 伏地表 无射 线追踪 层析静 校 正技 术基 于 １ Ｄ连 续介质 模型假 设 ， 起 一 隐式地 利 用 了水平地 表 回折 波 的射 线传播 规律和运动 学特性 ， 用层 析 法反 演近地表模 型。鄂 尔多斯盆地 黄土塬地 区黄土 巨厚 ， 采 地袁
绿山折射静校正2
试验方法—不同的方法对应不同的结果
沙丘—模型法1叠加
沙丘—模型法2叠加
折射法叠加
剖面对比--不同的模型对应不同的结果
第一次反演底界
第二次反演底界
第三次反演底界
有三种建立近地表模型方法
----根据低速带速度建立模型
----根据折射界面形态建立模型
----交互建立模型
（1）根据低速带速度建立模型
静校正的处理方法很多，从最基本的野外人工 静校正到神经网络法和波动方程基准面校正有 50余种，每一种方法都有其本身的优点和应用 条件。从实际资料的处理结果出发，对一些生 产中常用的静校正处理方法进行分析和对比， 对它们的特点进行初步的讨论并给出应用时的 参考条件。
静校正可分为两大类：
----野外静校正 （1）微测井和小折射静校正 （2）沙丘曲线静校正 （3）初至折射波静校正
绿山公司利用大炮初至折射，反演近 地表模型来求取野外静校正值。 该静校正计算方法，既能求解短波长, 同时又能求解长波长, 以改善迭加的质量和 构造成像的精度。
技术 可行
----信噪比较高。单炮初至早于声波、面波等强
干扰，可产生精度更高的静校正值。
----反射波与初至同步记录，客观地反映了当时的
（2）与折射层速度有关的算法（RVD） 需要先求取折射层速度, 才能求得延迟时的算 法, 象GLI, 交互模型算法, 高斯－赛德尔算法。
优点----提供高质量的短波长延迟时。
缺点----如果折射层速度有误差，会影响长波长 延迟时, 导致不准确的长波长静校正值。
RVD算法为什么重要 ！！
（1）是三维折射静校正的主要算法。 （2）对观测系统无严格要求。适用于复 杂 的观测系统
G2 图示(plot)监控、编辑炮/检点的布设及观测系统
初至层析静校正技术在迪那某测线的应用
图 1描 述 了正 态 分 布 的静 校 正 误 差 为
．
．
± 1
波层 析反 演与静校正 技术 能够详 细 反 演
每
一
校正
…
。
根 据 静校 正 对 数 据 的影 响
，
一
，
般
时 对 高 频 信 息 的压 制 作 用 表 1 描 述 了 不
同静校误 差 的截频 作 用
。
观 测 位 置 上 的速 度 信 息
，
．
不 存 在控
有长 短 波 长 之 分 地 形 和 低 降 速 带 的 厚
、
长 波长 静 校 变
制 点与 非 控 制 点 问题
正 的精度
。
，
从 而 保 证 了静 校
度 变 化 引 起 的 静 校 正 量 变 化 通 常剧 烈
主 要 是 短 波长 的静 校 正 量 从 地 质 角度 来 看
；
．
化 不 影 响反 射 波 的聚 焦 而 能产 生 地 震
；
近 地 表模 型 是 由
一
层
．
用高 度 密集 单元 划分可 以描述 更 为 复 杂
或 多层 岩 石 所 构 成 的 接 近 地 表 的 地 质 体 并 具 有 明 显 的速 度 厚 度 变 化 大 及 各
， 、
初至 走时层析静校正 初 至 走 时层 析反 演利 用直 达 波 折
、 、
的速 度 场 增 加 了初 至 信息 的利 用 率 同
，
由此 可 见 初 至 波 层 析 反 演 用
， ，
而 潜水面起
。
剖 面 中的假 构 造 异 常 影 响 构 造 解 释 和
，
于 估 算 表 层 速 度 借 此 解 决 静 校 正 问题
层析静校正技术在柴北缘地区的应用
ｏ ｓｉ ｉ ｓｃｉ ． ｈ ｐ ｌ ａ ｏ ｅ ｏ ｈｒ ａｇｎｏ ａｄ ｍ Ｂ ｓ ｏ ｓ ｈ ｔｈｓ ｔｏ ｐｏｅ ｅ ｔ ｉ ｆ ｅ ｍ ｃ ｅｔ ｎ Ｔ ｅａｐｉ ｔ ｎｉ ｔ ｒ ｅｎｍ ｒｉ Ｑ ｉａ ａｉ ｓ ｗ ａ ｔｉ ｍｅ ｄｉ ｒｖ ｓｈ ａ ｃ ｓ ｏ ｃ ｉ ｎｈ ｎｔ ｆ ｎｈ ｔ ｈ ｍ ｔ ｓ ｔｓ
ｒ ｇｏ ， ｏ ｔ ｉｌｂ ｌ， ｏ ｉａ ｄ ｄｅ ｅ ， ｅ ｉｎ ｆ ｏｈ ｌ ｅｔ ｇ ｂ ｎ ｓ ｒ ｗｈｅ ｅｔ ｅｖ ｒａ ｉｎ ｏ ｗ ｅｏ ｉｙｌ ｙ ｒｉ ａ ｉ Ｓ ｔｔｃｃ ｒ ｅ ｔ ｎ ｈ ｓｂ ｃ ｍｅａ ｔ ｒ ｈ ａ ｔ ｆ ｏ ｖ ｌ ｃｔ ａ ｅ ｓｒ ｐ ｄ， Ｏ ｓａｉ ｏ ｒ ｃ ｉ ａ ｅ ｏ ｉ ｏ ｌ ｏ
ｂ ｔｅ ｅ ｋ ｒｓｒ ｔ ｇｔｅｅｆｃ ｆｅ ｐｏａｉｎ Ｔ ｍｏ ｒ ｐ ｉ ｔｔ ｏ ｅ ｔ ｎ ｔｃ ｎ ｌｇ ｆＧ ｅ ｎ ｕ ｔｉ ｓａｎ ｎ ｏｔ ｎ ｃ ｅ ｔ ｃｉ ｈ ｆ ｔｏ ｘ ｌｒｔ ． ｏ ｇａ ｈｅ ｓ ｉ ｃ ｒ ｃｉ ｅ ｈ ｏｏ ｙｏ ｒ ｅ ｍｏ ｎａｎ ｉ ｏ ・ ｌ ｉ ｎ ｅ ｏ ａｃ ｏ
ｌ ａ ｎｖ ｒｉ ｎ ｍｅｈ ｄ ｉ ｒｉ ｅ ｓｏ ｔ ｏ ，ｗｈｉｈ ｉ ｅ ｓ ｓ ｔ ａ ｕ￣ ｅ ｅ ｏ ｉ ｔｕ ｔ ｒ ａ ｆｆｒｔｂ ｅ ｋ ｔｍｅａ ｄ ｒ ｙ ｐ ｔ ｎｅ ｃ ｎｖ ｒ ｅ ｈｅｎｅ ｒｓ ｉａ ｅ ｖ ｌｃ ｔ ｓｒ ｃ ｕ ｅｂｙ ｍｅ ｎｓｏ ｓ ｒ ａ ｉ ｎ ａ ａｈ ｙ ｉ ｇ ｉ ｅ ｙｒ ｙ ｔａ ｉ ｇｍｅｈｏ ， ａｃ ｌ ｔｓｔ ｔｔｃ ， ｌｍｉ ａ ｅ ｈ ｆｅ ｔ ｆｓａｉ ｏ ｅ ｔｏ ｎｄｉ ａ ｎ ｄｂ ａ ・ｒ ｃｎ ｔ ｄ ｃ ｌｕ ａ ｅ ｈｅｓａｉ ｓ ｅ ｉ ｎ ｔｓｔ ｅｅｆ ｃ ｔｔｃｃ ｒ ｃｉ ｎａ ｍｐｒｖｅ ｈ ｅ ｏ ｕ ｉｎ ｏ ｏ ｓｔ ｅｒ ｓ ｌ ｔｏ
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
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 ］
绿山层析静校正
Figure 8
GX Technology
层析反演流程图
初始速度模型
射线追踪求旅行时
拾取初 至时间
求剩余时差
修改速度模型
层析反演速度扰动
(SIRT)
是
模型解释、静校正量计算
Figure 9
否
GX Technology
在绿山的层析方法中，采用Um和Thurber于1987年提出的最
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
GX Technology
校正量对比 – 延迟时与层析反演
层析校正量
延迟时校正量 校正量包含高程校正
Figure 18
GX Technology
层析混合方法
速度 延迟时方法的速度作为层析的初始速度模型 模型 用延迟时方法确定的模型底界作为层析模型底界 校正量 合并求解
Figure 19
三维资料层析实例
校正量对比
延迟时方法
层析混合方法
Figure 40
GX Technology
模型法
Figure 41
GX Technology
层析法
Figure 42
GX Technology
中间基准线
模型底
Figure 43
GX Technology
层析法
模型法
在边界端差别较大
层析、折射静校正值比较
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。
层析反演约束近地表模型静校正方法
层析反演约束近地表模型静校正方法[摘要]以沙漠区野外近地表调查资料为基础，结合低、降速层的分层情况及常用的几种野外静校正方法的原理，依据各种野外静校正方法的优势和实际资料处理中所存在的问题，提出了一种新的针对沙漠区资料野外静校正的方法——利用层析反演约束近地表模型方法。
该方法充分利用了资料的初至信息与野外近地表调查数据资料，获得更为准确的野外静校正量，更好地解决了沙漠区野外静校正问题，在实际资料处理中效果明显[关键词]沙漠区资料；资料处理；野外静校正；近地表模型；层析反演约束中图分类号：td353.5 文献标识码：a 文章编号：1009-914x （2013）14-0181-01静校正技术是沙漠区地震资料处理的一项关键技术，静校正问题的解决程度，直接影响资料处理的最终效果。
沙漠区地表条件复杂，沙丘起伏剧烈，沙山沙墙起伏不断。
地震资料处理中针对沙漠区地震资料的野外静校正方法有近地表模型静校正、折射波静校正、层析反演静校正以及最新提出的近地表数据约束条件下的层析反演静校正等。
不同的沙漠区，其地震资料特点不一样，上述方法针对不同地区地震资料都有相对理想的处理效果。
根据实际。
资料处理情况，分析提出了一种新的解决沙漠区静校正的方法——层析反演约束近地表模型静校正。
1 方法介绍实现该方法首先要消除低降速带的影响，然后用替换速度充填速度校正到基准面上。
由于沙丘起伏剧烈，沙丘高差可达一百多米，野外施工困难，对表层结构调查数据带来不利影响，加上表层结构调查数据控制点少，在沙丘起伏大的地区不能真实反映近地表情况，简单的利用表层调查数据所建立近地表模型不能很好地解决沙漠区的野外静校正问题。
层析反演静校正是利用地震初至波射线的走时和路径反演介质速度结构，根据正演初至时间与实际初至时间的误差修正速度模型，经反复迭代，最终达到误差精度。
该方法求取静校正量时采用射线法计算炮点到检波点的旅行时，从而得到基准面校正量。
其优点是不受地表及近地表结构纵横向变化的影响，但在实际资料应用中发现在信噪比极低的沙漠区出现串层现象，不能得到真实的地下构造。
层析静校正在准噶尔盆地地区应用
层析静校正在准噶尔盆地地区应用摘要：中石化西部区块准噶尔盆地地区地震勘探多在山地、山前带、戈壁、沙漠等低降速带变化大的复杂地区进行，静校正问题成为制约勘探成效的瓶颈。
关键词：近地表速度模型低速带初至时间1.引言层析静校正是一种非线性反演技术，该方法应用于西部地区准噶尔盆地，提高了静校正计算的精度，较好地解决了该区的静校正问题。
2.层析静校正的影响因素在层析静校正过程中，以下几个因素对静校正的精度和求解速度有较大的影响。
2.1初至拾取错误的观测系统使炮检关系与实际不符，导致计算结果错误，因此，在拾取之前要严格检查观测系统中的错误，并予以修改或者删除相应的炮或道。
在层析计算过程中，初至拾取的精度对层析静校正结果影响较大，因此初至拾取必须在交互拾取的状态下进行，边拾取，边分析，边认识，边解释，务必保证精度，同时注意尽量拾取所有道的初至，以便对反演有充分的约束，从而保证反演的稳定性，提高反演的精度。
为了能够更精确的拾取初至信息，物探院引进了APM自动拾取。
APM自动拾取能够方便高效的对单炮数据和动校正数据进行初至波自动拾取，还提供方便的初至监测和修改功能。
通过简单的操作就可以在短时间内完成二维、三维资料的初至波自动拾取工作。
不仅能够提高工作效率，还能够提高拾取质量。
（图1、图2）2.2网格单元大小网格单元的大小决定了层析反演的速度和精度。
网格单元划分过大，计算快但反演结果的精度会降低；网格单元过小，虽然有可能提高反演结果的精度，但由于反演中待求速度的数量增加，会使反演计算不稳定且计算速度变慢。
网格单元的大小取决于介质的复杂程度，其横向距离一般选取一倍道间距，而纵向距离要视层析反演区域内低、降速层的深度及横向分布而定。
沙漠等低降速层较厚的区域一般选择10m为宜，而盆地边缘的戈壁区以及山前带一般选择5m 左右较合适，这样既提高了层析反演的速度，又能保证反演结果的精度。
2.3初始模型尽管现在的层析算法对于初始模型的依赖大大减小，而且有多种初始模型可选。
菲涅耳体初至层析静校正技术的研究与应用
走 时层 析成像 ， 利 用 菲涅 耳 体 代 替 理 想 射 线 进行 则
层 析成像 ， 够解 决 从 地表 到地 幔 较 宽 尺 度 范 围 内 能 的层 析成 像 问题 。 本文 提 出基 于菲涅 耳体 初至走 时层析 成像 的静
按 照第 一 菲 涅 耳 带 的定 义 ， 足 下列 条 件 的所 满 有点 Ｆ的集 合 ， 成第 一 菲涅 耳带 的边 界 ： 组
点 和接 收点 之 间的射线 路径 的线 积分 。 由于射线 在 模 型空 间分 布 的不 均匀 性 ， 即在低 速体 偏离 ， 在高 速
区聚集 ， 使得 层析 反演 问题产 生严 重 的不适 定性 。
速体 出露地 表 ， 表层速 度在 垂 向和横 向上变 化复 杂 ，
没 有稳 定 的折射 层 ， 在严 重 的静 校 正 问题 ， 存 也使 得 目前 比较成 熟 的折射静 校 正方法 失效 。
ｔ（ ， Ｓ Ｆ）＋ｔ（ 月）一ｔ （ ， ￡ ，， Ｓ Ｒ）＝ １ （ｆ ／ ２）
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。
静校正方法
上面列举的一些静校正方法，基本反映了当前这项 技术的发展状况。我们面临的任务是：一方面是继续研 究和发展一些新的方法和技术；另一方面是作业人员如 何根据作业现场千变万化的地表条件，选择合适的方法，
组织有效的静校正处理流程，追求较好的应用效果。近
几年随着勘探战场的转移，进入复杂地区工作，静校正 技术有了很大的发展，出现了为数众多的成果和适应各 种不同条件的方法，在这种情况下，讨论应用技术就更 加需要和更加现实。
底面与地形面之间是不平行的。
低降速带底面是实际存在的一个面。野外进行小折射测
量，就是追踪这个面，室内处理也希望能解释出这个面的准 确位置，但实际应用中困难较多。不少的静校正处理方法是 针对这一点而设计的。
二、基准面 基准面是用户在一个工区内所选用的参考面。 当地表高程变化不大时，基准面采用水平面，如华
这个误差由自动剩余静校正程序进行进一步校正处理。
基准面的深度直接影响反射波的自激自收时间to值， 对速度分析和动校正都有较大的影响，为了减小这种 影响，所选基准面越接近地表越好。另外，基准面的 选择对构造偏移位置也有影响，这是因为静校正的应 用改变了偏移的起始点。
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）。
第二类是基于生产炮初至信息为基础 （1）基于折射原理的方法：
、动校正、叠加等，都与双曲线的定义有关，只有地
面水平，并且低降速带没有横向变化，共深度点时距 曲线才可近似地认为是一条双曲线。为此，我们必须 在一个或相邻几个CMP道集的炮点和接收点所涉及的 范围内，确定一个时间地形平均面。
07-层析反演静校正技术
层析反演静校正原理
层析成像的分类
1、根据地震勘探中的方法，分为地表反射（折射） 层析成像、井间层析成像、 VSP 层析成像和反向 VSP层析成像； 2、根据所利用数据类型分为反射层析、透射层析 和折射层析等； 3、根据所利用的地震剖面上的属性的不同可分为 走时层析、振幅层析和波形层析； 4、根据层析成像方法所利用的理论基础，基本可 分为以射线理论和波动理论为基础的绕射层析。
层析反演存在的问题
层析反演静校正 戈壁
初至折射静校正
层析反演存在的问题
1、目前的层析反演静校正应用软件是基于回折波 射线追踪原理开发的，对于层状介质或波场比较 复杂的山地适应性较差。 2、由于大炮采集的道距相对较大，近地表介质的 射线条数很少甚至没有，所以对靠近地表的模型 参数（速度）求取不准，导致静校正误差较大。 3、对于边界的处理还存在一定缺陷，但这是由于 射线较少造成的。
层析反演静校正实现
对模型反演结果的分析：
1、从模型反演的收敛程度分析，看所反演的模型 是否达到要求。一般情况下两次迭代之间速度变 化小于5％。
层析反演静校正实现
对模型反演结果的分析：
2 、从速度变 化规律上分 析。通过与 其他资料对 比分析看速 度变化是否 符合地质规 律，从而判 断反演模型 的可靠性。
层析反演静校正原理
层析静校正软件产品情况
1、美国劳雷公司的产品 2、美国I/O（绿山）公司的产品 3、中国科学院地质与地球物理研究所的产品
4、中国成都理工大学的研究成果
5、东方地球物理公司技术发展中心研究成果
. . . . . .
层析反演静校正原理
初始速度模型
射线追踪求旅行时 拾取初 至时间 求剩余时差 层析反演速度扰动 (SIRT) 修改速度模型
层析静校正在复杂地表地震资料处理中的应用
维普资讯
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
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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
♣应用效果对比 ♣结论与认识
问题的提出
问题的提出(1)
目前，我们常用的静校正算法,如西方OMEGA 系统
EGRM算法、GRISYS折射波剩余静校正等，都利
用折射波初至建立地表模型。对于速度垂向变化的
层状模型,静校正问题基本能够得到完全解决 但这些方法在速度横向变化剧烈和速度反转 的模型上，却无能为力
结论与认识（四）
适用层析反演的条件： 1、首先肯定工区存在比较严重的静校正问 题，因为层析反演的计算量比较大 2、单炮上有比较清晰的大炮初至，良好的 初至是保证计算正确的前提 3、最好有工区低降速带的相关资料（小折 射或微测井及地表露头资料）
结论与认识ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
结论与认识（五）
层析静校正的缺点： 1、计算量比较大 2、初始模型对最终结果影响比较大，即对 初始模型的准确性要求比较高 3、层析静校正是基于回折波的算法，对于 常速模型，从炮点到检波点没有回折射线， 因此，层析静校正不适用于常速模型
基底为2300米
基底为高速层顶界
100 199 298 397 496 595 694 793 892 991
层析反演静校正主要技术参数试验
层析静校正计算参数，主要是基底高程的选择，
参数选择方法比较多：
１、可以采用地表模型向下延伸的参数设置方法
２、采用固定值的方法
３、采用折射波计算所得的结果
４、采用速度模型数据体沿某一速度的平滑面
层析静校正质量控制
层析反演静校正主要技术参数试验
来自青海油田，测线长度为： 27.15km ，总的炮数为482，覆 盖次数：30 道距：50米 炮距： 100米 水平基准面：2772米 填 充速度为：2000米/秒 整条测线 地表起伏比较平缓，沿测线高差 只有4米，但地表结构复杂，低 降速带变化比较剧烈,存在长、 短波长静校正问题.
可视化显示
层析反演静校正应用效果对比
这是经过11 次迭代得到的速度模型，通过模型我 们清楚地看到地下多处存在速度异常。
层析反演静校正应用效果对比
射线路径平面图
迭代误差平面图
层析反演静校正应用效果对比
层析静校正与折射波静校正曲线对比图
层析反演静校正主要技术参数试验
1000ms
2000ms
长庆苏里格庙三维，地 表平坦，地表起伏只有56米，但工区表层结构的 复杂，高速层顶界是古 河道，低降速带速度和 厚度横向变化剧烈，所 以在采用高程校正和折 射波校正后地层仍存在 大幅度的长波长问题
地震波走时公式
层析反演静校正原理
层析反演方法
完整的层析速度算法包括以下几个步骤
初始模型
射线追踪
• 大炮初至拾取
• 成像域参数化 • 射线追踪和分割 • 剩余时间（误差）计算 • 更新速度、减小误差
初至时间
计算剩余时间
正演：计算炮/检对的旅行时间
反演：通过迭代更新速度模型，产生能 够同野外资料匹配的速度模型
初始模型参数的设置，应综合考虑地表模 型的各种因素（包括收集工区或相邻工区的１ －２口微测井的资料或参考单炮记录或折射波 计算所得的速度模型）
层析反演静校正主要技术参数试验
层析静校正计算参数
注：模型基底的高程值指的是射线路径的相对稳定面
层析反演静校正主要技术参数试验
层析静校正计算参数
50 40 30 20 10 0 -10 -20 -30 1 系列1 系列2
高速层顶界平面图
高速层顶界立体图
层析反演静校正应用效果对比
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
♣应用效果对比 ♣结论与认识
层析反演静校正应用效果对比
60 40 20 0 -20 -40 -60 -80 -100 1 52 103 154 205 256 307 358 409 460 511 562 613 664 715 766 817 868 919 970 1021 1072 DATUM EGRM GAUSS-SEIDEL HY TOMO
Output statics
Fathmodl
Go any model
层析、折射静校正方法流程
层析反演静校正实现
层析静校正流程
建立 GII 数据库 BIO转换SEGY数据为CPT文件 PICKER 拾取折射初至 FathTomo计算层析静校正
注: 前三步与模型法相同
层析反演静校正实现
层析静校正计算流程 层析静校正参数测试
层析反演静校正应用效果对比
GMG_GAUSS算法迭加剖面
层析反演静校正应用效果对比
GMG_EGRM算法迭加剖面
层析反演静校正应用效果对比
GMG_HY算法迭加剖面
层析反演静校正应用效果对比
GMG_TOMO算法迭加剖面
层析反演静校正应用效果对比
GMG_EGRM_MISER01 OMEGA_EGRM_MISER01
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
♣应用效果对比 ♣结论与认识
层析反演静校正实现
层析静校正计算流程 层析静校正参数测试
层析静校正质量控制
Geoscribe II BIO*.cpt
Picker
Xsaber
FathTomo
Branch Fathanal Raystat V0
♣应用效果对比 ♣结论与认识
问题的提出
层析反演方法
层析反演是一个全三维回折波反演方 法，通过建立近地表速度模型，计算 静校正量，适用于二维和三维资料 ☻ 该方法用回折波或连续折射直达波， 交互反演近地表的速度变化 , 适用任 何观测系统
☻
层析反演静校正原理
速度模型
射线追踪
射线分割
层析反演
在绿山的层析方法中，采用Um和Thurber于1987年提出的最
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
地表速度700米,梯度是6
初 始 模 型 对 比
300米,梯度是8
速度图 初 始 模 型 对 迭 代 结 果 的 影 响
700米,梯度是6
层析反演静校正主要技术参数试验
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
层
析
输出速度模型 层析反演流程图
层析反演静校正原理
层析反演静校正的特点
1、考虑了介质速度能够纵横向任意变化的 情况，对复杂模型有比较强的适应性 2、能够利用不同类型的初至时间(如:折射波、 回折波等)，这样增加了已知信息的利用率， 也免除了识别初至波类型的困难 3、使用最大速度梯度射线追踪算法，可以 避免内插,提高反演的精度、速度及稳定性
计算静校正
可视化有关数据
层析反演静校正主要技术参数试验
模型空间离散化参数
注:最小高程指的是速度模型的底界,保证射线完全返回,它不 同于高程的最小值,一般应小于高程值
最小高程为:2300米
射线路径平面图
最小高程为:1867米
最小高程参数测试对比图
Inline=50m
迭代3次后误差对比图
Inline=200m
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
深度网格参数测试对比图
层析反演静校正主要技术参数试验
通过以上的模型空间离散参数的测试,我们可以得到这
样的参数设置结果:
最小高程值=工区高程的最小值-300米 Inline size=道距＊４ Crossline size＝线距稍大＆炮距＊４ 深度网格大小＝10－20米（最好根据区域选值，如黄土塬
选１０米）
层析反演静校正实现
层析静校正计算流程 层析静校正参数测试
层析静校正质量控制
层析反演静校正主要技术参数试验
层析反演质量控制图
１、速度模型图、射线图、迭代误差图的 Inline、 Crossline 、水平切片显示图
２、完成同一速度的高程切片图、同一高程的
速度切片图
３、对于三维工区可以进行高程、速度的三维
Inline网格参数测试对比图
Inline=50m 15次迭代之后的速度模型图
Inline=200m 15次迭代之后的速度模型图
Inline=500m
速度图
Inline=200m
Inline方向网格参数对比图