层析反演静校正方法
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 。
高效高精度初至波层析静校正方法及应用
直射 线 法计算 静 校 正 量 的低 频 分 量 ； ④ 用 计 算 的
低频 分 量对初 至 时 间 进行 静 校 正 ； ⑤ 用 低 频 分量
校 正后 的初 至 时 间再 次 进 行 折 射 时距 曲线 拟 合 、 自动分 层 ， 统计 地表一 致性 静校 正量 的高频 分量 ；
区， 若 仍使 用适 应 任 意介 质 的层 析 静 校 正 则 代 价
设 备 资源 ， 采用 加大 深度 方 向 网格 间距 ， 减 少 网格
表 非一 致性 时差 校 正 方 法 的 高效 、 高精 度 快 速 初 至 波静 校正方 法 软件 。
１ 基 本 方法 及 流 程
高效、 高精度 快 速 初 至 波静 校 正 的基 本 方 法 及 流程 如下 ： ① 用交 互 及 自动 初 至拾 取 相 结 合 的 方 法快 速拾 取初 至 时 间 ； ② 对 拾 取初 至 时 间进 行 折 射 时距 曲线模 拟 ， 自动 实现折 射 波分层 ， 再进 行 折 射层 参数 反演 ， 可反 演 不 受 深 度方 向 网格 间距 影 响 的表层 层状 模型 ； ③基 于反 演 的表层模 型 ， 用
点数 的方 法 ； 但 增 大 深 度 方 向 网格 间距 会 降 低 反 演 模 型 的精 度 ， 影 响层 位 分 辨 率 。在 处 理 静 校 正
问题 中 ， 由于各 区域 地 表 的差 异及 多样 性 ， 对 于一
些 特 复 杂地 区 ， 地 表 速 度纵 、 横 向变 化 无 规 律 ， 适 应 层 状介 质 的折 射层 析 方 法 得 不 到好 结 果 ， 因 此 用适 应任 意介 质 的层析 静校 正 的处理 代价 换取 处 理效 果 是 有 必 要 的 。但 在 一 些 表 层 相 对 简单 地
分析各类静校正方法的适用条件
分析各类静校正方法的适用条件地震勘探解释的理论都假定激发点与接收点是在一个水平面上，并且地层速度是均匀的。
但实际上地面常常不平坦，各个激发点深度也可能不同，低速带中的波速与地层中的波速又相差悬殊，所以必将影响实测的时距曲线形状。
为了消除这些影响，对原始地震数据要进行地形校正、激发深度校正、低速带校正等，这些校正对同一观测点的不同地震界面都是不变的，因此统称静校正。
广义的静校正还包括相位校正及对仪器因素影响的校正。
静校正是陆地地震资料常规处理流程中必不可少的一个环节。
在我国西北地区，地表条件比较复杂，静校正问题尤为严重。
目前地震勘探的重点主要在我国的西部，在这些地区静校正问题严重制约着地震勘探的效果，解决好静校正问题具有重要的理论意义和实际意义。
随着数字处理技术的发展，已有多种自动静校正的方法和程序。
本文简单地讨论各种静校正方法的分类以及适用条件。
静校正方法很多，归纳起来主要有以下三大类：第一类是基于模型和高程为基础的静校正计算方法。
（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）。
第二类是基于生产炮初至信息为基础。
（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已知情况下）；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。
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
复杂近地表层析反演与波场延拓联合基准面校正
演得到近地表模型 ， 再根据修正后 的近地表速度模型分 别对检波 点和炮点 进行波 场延拓 。具体实 现步骤 是 ： 将
水平基 准面置于地形之上 ， 根据惠更斯一 菲涅尔原理 和波场互易 原理 以及 炮 、 检点 的空间分 布位 置 ， 以地表接 收 到 的地震数据 为二次震 源 ， 将检波点和炮点分别先 向下 、 后 向上延拓 到水平基 准面上 ， 从而实现复 杂近地表地 区 地震数 据处理 的层析反演 与波场延拓联合基准面校正 。
摘要 ： 在 复 杂 近 地 表 条件 下采 集 的 地 震 资 料 ， 由 于地 形 起 伏 剧 烈 ， 低、 降速带变化大 ， 采 用 传 统 的 垂 向时 移 静 校 正
方法会使地震波场发生扭 曲， 降低速度分析精度 ， 影响资料 的最 终成像质 量 。近地 表层析 反演 与波场延 拓联合 基准面校正 的方法有利于解决 复杂 近地 表条件下地震资料 的静校正 问题。其应用 思路是 先采用 折射波 层析 反
也 就越 大 ［ ２ ］ 。采 用 Ｋｉ ｒ ｃ ｈ ｈ ｏ ｆ ｆ 积 分 法 可 以实 现起
Hale Waihona Puke 线） 划 定低 、 降速带 的底 界 面 ， 将该 界 面 以下 的部位
剥离 出来 （ 图２ ｂ ） ， 并在 基础 模 型 中将 其 减 去 ， 其余 部位 用替 换速 度充 填 ， 从而 提取 出相 对 准确 的近 地 表（ 风化 层 和低 、 降速 带 ） 模 型（ 图２ ｃ ） ； 然 后 再 对 近
准面处 理 ， 由于浮 动基 准面 与剧 烈起 伏地 表之 间存 在 较大 的高 程差 ， 垂直静校正量很大， 因此 必然 会 产 生波 场走 时路 径 误 差 ， 降低 速 度分 析 精 度 ； ② 若
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
一种新的沙漠区资料静校正方法
式 中 ： 为检 波 点静 校 正量 ； 为炮 点静 校 正 量 ； 、 。
。
为低 速带 厚度 与 速度 ；： 、 降速 带厚 度 与速 度 ； 为
收稿 日期 ：０ ９０ —９ 修订 日期 ：０ ９ｌ一３ ２ ０ —９１ ； ２０ 一ｌ１ 作者简介 ： 天真， ， 孙 女 工程师 ，０ ３年毕业于吉林大学勘查 技术与工程专业 ， ２０ 主要从事 地震 资料处理 工作 。 系电话 ： ０ ４ ８ ９ １ １Ｅｍａｌ 联 （ ５ ６） ７ ６ ２ ， — ｉ ｓ １ １＠ｓ ｆ ｏ 通讯地址 ： ２ ７２ ） ￣ ２ ９ ｌ ． ｍ， ｏｃ （ ５ ０ ２ 山东省东 营市北一路 ２ ０ １ 号物探研究院西部处理室 。
Ｉ 型静 校 正 方 法 求 取 野 外 静 校 正 量 的
关键是建立合理的近地表模型。建立近地表模型的 方 法一 般 是利 用 表层 调 查 的小 折射 、 测 井数 据 作 微 为控制点 ， 根据地表高程的变化趋势 内插 出近地表 模 型 。静 校正 量 的计 算 公式 如下
关键 词 ： 漠 区资 料 ； 料 处 理 ； 外静 校 正 ； 地表 模 型 ； 析 反 演 约束 沙 资 野 近 层
静 校 正 技 术 是 沙 漠 区地 震 资 料 处 理 的一 项 关 键 技 术 ， 校 正 问 题 的解 决 程度 ， 接 影 响资 料 处 静 直 理 的最终 效果 。沙 漠 区地 表条 件 复 杂 ， 丘起 伏 剧 沙 烈 ， 山沙墙 起 伏不 断 。地震 资料 处 理 中针 对沙 漠 沙 区地 震 资 料 的野 外 静 校 正 方 法 有 近 地 表 模 型 静 校 正 、 射 波 静 校 正 、 析 反 演 静 校 正 以及 近 地 表 数 折 层
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。
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。
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
几种静校正方法在苏里格气田的应用
沿着 折射 界 面传播 的首 波起跳 时间ｌ ，根据初 至 波旅行 时 间 ，建 立数 学模 型＿ ： ＿ ７ ＿ ８ ］
＋ ｒ ｄｌ ０ １ ２—２ ０ ［Ｅ ４￣ ｆ ］ 刘 秋 良 （ ９ ５一 ，男 ，２ ０ ｑ ｒ １６ ） ０ ９年 中 国石 油 大 学 （ 东 ） 毕 业 ，工 程 师 ，现 主 要 从 事 地 震 资 料 处理 及 方法 研 究 工作 。 华
在 复杂 地表 区建 立可靠 的 近地表 速 度模型 难度极 大 ，主要 原 因是地 表类 型复杂 多 变 ，不 同的低 降速 带 模 型差异 较 大 ，必 须选 用不 同 的近地表 速度 模 型反演 方法 。地震 资料 处理 中 ，近地 表模 型反 演方 法 主 要 有两 大类 ：折 射法 和走 时层 析 反演 法 。折射 法 基 于 简 单 的水 平 层 状 模 型假 设 ，稳 定 性 好 、计 算 效 率 高 ，在 存在 稳定 折射 层 的地 区 ，一般 可 以取得 理想 的效 果 ，但 在 复杂 山地 ，该方 法失 效 。走 时层 析反 演 法 理论 上 比较 完善 、算法 比较 灵活 ，可 以有效 地解 决表 层 低 降速 带速 度 变化 剧 烈 的地 区 的静 校正 问题 ，
石 油 天 然 气 学 报 ＊ 石 油 物 探 与 测 井
２ｌ 年 ６ ｏ２ 月
２ 走时 层 析 反 演 静 校 正
用效 果 。
１ 折 射 波 静 校正
折射 波静 校正 是利 用初 至折 射波旅 行 时计 算 静校 正 ，基本 的假设 条件 是存 在稳 定 的折射 层 ，表层 速
度 和厚度 纵横 向变 化不 太剧 烈 。折射波 静校 正假 设 近地表 模型 由几 个局 部水 平层构 成 ，认 为初 至时 间为
Kirchhoff叠前时间偏移技术在唐河低凸起的应用
石油地质与工程2011年3月PETROLEUM GEOLOGY AND ENGINEERING第25卷第2期文章编号:1673-8217(2011)02-0042-04Kirchhoff叠前时间偏移技术在唐河低凸起的应用李丽(中国石化河南油田分公司石油物探技术研究院,河南南阳473132)摘要:唐河低凸起地层破碎,构造复杂,横向速度变化较大,信噪比低,叠后成像效果不佳,难以满足解释的需要。
而Kirchhoff叠前时间偏移原理简单、实现容易、计算效率高、对观测系统适应性强,输出的共成像点道集非常适合倾角地层的速度分析,是解决复杂构造成像的有效手段。
为了查清该区主要断裂展布、构造发育特征以及地层接触关系,对该区地震资料进行了叠前时间偏移处理。
在实际应用中,通过精细的叠前预处理、建立合理的偏移速度场、优选偏移参数,大幅度提高了低凸起的成像精度,为该区的勘探和开发提供了高品质的地震资料,取得了明显的地质效果。
关键词:唐河低凸起;叠前预处理;叠前时间偏移;速度场;偏移参数中图分类号:P631.443文献标识码:A1概述唐河低凸起横跨泌阳凹陷西部和南阳凹陷东南部,露头资料和研究资料表明,唐河低凸起一带发育古近系核桃园组地层,在核桃园组沉积时期,为一水下继承性隆起,定型较晚,经抬升剥蚀后仍保留有核三下段的有利含油层系,具备良好的储集条件,为油气运移的长期指向区,其两侧均是有利的油气聚集带,已发现张店、井楼、古城三个油田。
本工区表层条件复杂,地形起伏,相对高差较大,局部地区有岩石出露,横向速度变化较大,特别是低凸起部位地层缺失较多,埋深较浅,地下构造复杂,小断块发育,资料信噪比较低,静校正及干扰波问题严重。
从以往处理的剖面(图1)看,该区资料主要存在以下问题:信噪比低,低凸起构造、地层特征反映不清;归位不准确;不同地段频率特征不一致。
针对这些问题,通过对原始资料分析,结合本工区的地质情况,认为常规的叠后成像精度不理想,无法查清该区主要断裂展布、构造发育特征以及地层接触关系,而叠前时间偏移较常规叠后时间偏移能较好地解决复杂构造的成像问题。
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三维层析混合方法
• 观测系统
三维资料层析实例
三维层析混合方法
• 原始共偏移距(1820)
三维资料层析实例
• 延迟时校正(1820)
三维资料层析实例
• 层析混合校正(1820)
三维资料层析实例
• 校正量对比
延迟时方法
层析混合方法
V1 速度显示 V2
Dt1 延迟时间 Dt2
模型
模型厚度
层析反演静校正方法
输入/输出绿山公司北京代表处
提纲
• 层析反演方法 • 层析混合方法 • 软件和应用
层析反演方法
• 传统的折射理论,如Slop/Intercept法、延迟时法、 互换法、最小平方法和Time-term法等，都用首波 计算速度。在很大程度上，适用于速度和厚度变化 的层状模型地区，都能提供较好的静校正。 但这些方法在速度横向变化大和速度反转的模型 上，效果较差甚至无能为力。折射方法需要精确的 地表速度，才能解决速度/深度变化的不确定问题
基本折射方程
Time = Ta + Tb + ab/Vr
互换速度分析
交互模型建立
• 建立风化层速度模型 • 综合下列因素 – 延迟时间 – 速度 – 高程
层析反演的发展方向
• 弯曲射线模型 – 基于箱体的模型 – 速度横向剧烈变化
二维层析方法
• 原始共偏移距
二维层析方法
• 延迟时校正
二维层析方法
层析反演方法
• 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 • 回折波速度估算是一种较好的方法，已经证明 该方法能够较好地估算影响构造成像的静校正
低频分量
层析反演方法
• 绿山公司开发了二维及全三维回折波层析技术， 建立近地表速度模型，计算静校正值 • 这是一个速度反演过程，对任何观测系统，可 以用回折波迭代求解炮点和检波点之间的近地 表速度模型
SIRT: Simultanenous Iterative reconstruction technique
FathTomo 流程
打开*.mas 数据库 定义网格大小 给定初始速度函数 设定有关迭代参数
计算并输出静校正
可视化有关数据
二维层析方法
• 地表高程
二维层析方法
三维层析混合方法
• 地表高程
Picker
Xsaber
FathTomo
Branch
Fathanal
Raystat V0
Output statics
Fathmodl
Go any model
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
绿山静校正
野外静校正
绿山静校正
野外静校正
层析反演得到的速度反转模型
横向速度变化大并且倒转
初至上时差达２００毫秒
北京市朝阳区亮马桥路39号第一上海中心写字楼302 美国输入/输出绿山地球物理公司北京代表处 电话: 68458445 84534347 传真: 84534351 Email: gmgbj@ 邮编: 100016
层析校正量
混合校正量
校正量包含高程校正
三种不同静校正方法迭加剖面对比
层析
延迟时
层析与 延迟时 混合
结论
• 在试验资料上, 层析方法能够得到与延迟 时方法相似的结果 • 混合方法能够得到非常好的结果 • 某些静校正方法的不足，可以通过混合 方法得以解决
层析混合方法的应用前景
• 深层模型 ----能够改进某些地区的长波长校正 • 垂向和横向速度变化 ---- 非地表一致性模型 • 与延迟时方法结合将提高静校正求解的唯一性
延迟时方法
北京市中关村南大街 1 号 友谊宾馆苏园 61132, 61133 美国输入/输出绿山地球物理公司北京代表处 电话: 68458445 68498392 传真: 68498375 Email: gmgbj@ 邮编: 100873
层析方法
西部某工区地表平坦 地下速度横向变化大 古河道反演实例
层析迭代 – 0次
最终层析模型
层析迭代 – 3次
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
层析反演方法的优缺点
• 优点 – 不以赖于折射分层 – 模型适合于大多数环境 – 不需要太多的解释 – 适合于各种观测系统 • 缺点 – 初始模型影响求解的唯一性 – 对错误拾取敏感 – 模型的底界多变
模型法
层析法
中间基准线
模型底
层析法
模型法
层析、折射静校正值比较
层析反演速度模型（注意 黄颜色速度变化趋势）
绿山静校正前
应用绿山静校正前
绿山静校正后
绿山静校正前
地表高程线 层析静校正线 绿山静校正后
绿山静校正前
绿山静校正后
原野外静校正叠加剖面
绿山层析静校正叠加剖面
CT 层析反演速度
北京市朝阳区亮马桥路39号第一上海中心写字楼302 美国输入/输出公司北京代表处 电话: 84534347 传真: 84534351 Email: gmgbj@ 邮编: 100016 有关详细资料,请联系绿山公司：
Tel: (10) 84534350 Fax:(10) 84534351
层析反演方法
• 完整的层析速度算法包括以下几个步骤
– – – – – 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
• 正演：计算炮/检对的旅行时间 • 反演：速度得到迭代更新， 产生能够同野外资料匹配的 速度模型
速度模型
射线追踪
射线分割
层析反演
初始层析模型
层析混合方法的发展方向
• • • • 使用简便 适应于层状或连续变化模型 模型适合直观射线路径假设 模型适合各向异性问题
绿山层析软件与应用
GREEN MOUNTAIN GEOPHYSICS Geoscribe II BIO*.cpt
An INPUT/OUTPUT,Inc. Company
层析、折射静校正方法流程
表层模型静校正的初叠剖面
绿山层析静校正的初叠剖面
A
B
表层模型静校正
A
B
绿山层析静校正
延北京市中关村南大街 1 号 友谊宾馆苏园 61132, 61133 美国输入/输出绿山地球物理公司北京代表处 电话: 68458445 68498392 传真: 68498375 Email: gmgbj@ 邮编: 100873
• 层析校正
迭加剖面 – 层析反演方法
层析混合方法
• 速度 – 在延迟时方法中应用层析速度结果(未) – 延迟时模型作为层析的初始速度模型 • 模型 – 用延迟时确定模型的底界 • 校正量 – 合并求解
层析模型混合 采用延迟时模型初始化层析模型
层析迭代 - 0次
延迟时模型 V0 Vr
层析模型混合
3次迭代后的层析模型
射线统计
校正量对比