初至拟合静校正技术在克拉美丽山前探区的应用

潘龙，刘宜文，梁英，史介新 （中石油新疆油田分公司勘探开发研究院，新疆乌鲁木齐830013）

张仲桥 （武汉世纪金道石油技术开发有限公司，湖北 武汉430074）

克拉美丽山前探区位于准噶尔盆地东部，地表以泥盆系、石炭系、二叠系出露岩石为主，以及山前冲积巨厚砾石层，地震地质条件极为复杂。对于该区域的表层介质而言，山地大部分区域地表覆盖有一层风化沉积的黄土和坡积物碎石，低降速带厚度较薄但变化剧烈，横向速度变化大，且局部地带低、降速层的缺失，加剧了表层结构的复杂度。上述因素均给近地表结构建模、静校正计算带来相当大的困难。

目前在复杂地表探区常用的静校正方法 （如折射法和层析法）都是基于近地表结构的，其静校正量的精度对表层模型精度要求较高[1～3]。而在克拉美丽山前探区中，利用折射或层析法反演得到准确的近地表结构模型难度较大，因此静校正量精度受到一定程度的制约，难以满足地震资料的处理需求[4，5]。而对于初至拟合静校正技术而言，它不依赖表层模型[6]，只需求取使初至时间呈现线性变化关系的静校正量，能获得较好的静校正效果。

1 常规静校正方法存在的问题

针对克拉美丽山前探区近地表结构特点，为描述方便，将其按照表层模型纵、横向变化趋势分解为山地基岩出露区与山前过渡区2种地质模型。山地基岩出露区表层结构特点是没有降速层，低速层为速度为350～600m/s的风化沉积物，厚度为3～10m，高速层速度随着出露基岩岩性的变化而变化，速度在3500m/s以上，主要影响静校正量的高频部分；山前过渡区域表层结构特点是速度、厚度纵横向变化剧烈，山上基岩出露区向山下冲积砾石沉积区过渡时没有稳定的低、降速层，导致模型反演困难，静校正量的高频与低频成分均影响较大。

针对研究区的表层结构特点，在不考虑静校正方法本身假设条件限制的情况下，常规应用于生产的静校正方法为折射法和层析法。这2种方法虽然在准噶尔盆地各探区应用比较成熟，但是如果考虑方法本身应用条件的限制，在一些存在复杂地表结构的区域明显不适应，所得表层模型与静校正量精度有限，主要体现在以下几个方面：

1）在山地基岩出露区，风化层较薄且厚度横向变化较大，高速层随出露基岩岩性的变化而剧烈变化，没有稳定的折射界面，因此折射法在该区域不合适；而利用层析法反演表层模型时，受野外地震采集道距 （20m）的限制，也无法准确反演出厚度为3～10m的风化层 （图1），模型精度有限。

2）在山前过渡区域，山地基岩出露区与山前冲积砾石区存在明显不同的折射界面，且低降速带结构横向变化剧烈，不满足折射法需要有稳定折射界面的假设前提，因此不合适；而层析法是基于初至波旅行时进行反演得到一个以旅行时为正演目标的等效速度模型，难以准确反映山前过渡区复杂近地表结构的变化规律，因此层析法在该区域应用时也存在一定的局限性。

图1 克拉美丽山前探区测线层析反演模型

2 初至拟合静校正方法应用

针对折射法与层析法等静校正方法在克拉美丽山前探区中应用存在的局限性，笔者提出采用初至拟合静校正方法来解决该区复杂地表结构所带来的静校正问题。初至拟合静校正方法摆脱了其他方法需要依赖表面模型的限制，以简单表层结构初至旅行时所呈现的线性渐变规律来作为静校正量求解的目标，在难以建立准确近地表结构模型的山前复杂地表探区具有一定的技术优势。

2.1 基于高程平滑面的初至初始校正

初至初始校正，就是将拾取所得的原始初至波起跳时间先进行基于高程平滑面的时间校正。它的目的是要在后续初至时间线性拟合前，将引起初至时间非线性变化的地表高程、近地表结构变化等因素进行一定程度的压制，使初至时间尽可能在统一的参考条件下进行拟合，并使其满足初至拟合需要在光滑地表平滑面进行激发与接收的假设前提，提高初至拟合的合理性和拟合精度。

图2（a）、（b）分别为经过高程平滑面校正前、后的初至时间曲线对比，可以看出，初至时间经过初始校正后，大的起伏变化被校正，只剩下较小的高频抖动；图2（c）是经过最终拟合校正后的初至时间曲线，其高频抖动被进一步校正，校正效果较好。

图2 初至时间曲线校正前、后对比

2.2 自动速度扫描与层位划分

既然是初至拟合，那么就需要一个基于初至时间得到的速度变化目标函数，而通过对初至时间进行自动扫描来获取速度函数无疑是最方便快捷的方式，也是该方法实现的核心技术之一。在该过程中，通过对共炮点域、共检波点域、共中心点域等3个道集分别针对初至时间进行自动扫描，并通过不同扫描长度参数来控制参与扫描统计的道集个数，求取同时满足3个域中初至时间变化关系的速度线性函数，以此来作为初至拟合的目标函数。

层位划分就是结合目标函数所能描述的初至时间线性变化关系，结合复杂近地表结构横向变化规律进行表层速度层划分，以求能在一个局部范围内得到一个相对稳定的线性关系，用以避免在复杂地表区拟合容易产生的 “串层”问题，从而保证拟合精度。

2.3 初至拟合

在初至拟合时，首先需要将自动扫描所得的速度线性函数逐域 （共炮点域、共检波点域、共中心点域）按照炮检距关系分解到各个道集，然后在各个道集内开展逐点拟合统计，并在各道集与不同域中进行反复迭代，同时满足目标线性函数时产生的时间差值即为最终每道的静校正量。如图3所示，原始初至时间与拟合后初至时间之间的差值即为该道的最终静校正量。

图3 拟合前后初至时间对比示意

3 应用效果对比

图4为克拉美丽山前探区D2013测线不同静校正方法应用效果对比，可以看出，在基岩出露区与山前过渡区主体构造部位 （图中椭圆框标示处），应用初至拟合静校正技术得到的静校正效果比其他方法所得到的静校正量应用效果更加突出，构造形态更加符合地质规律，也使同相轴的连续性、能量聚焦性大幅提高，证明了该方法在克拉美丽山前探区中的适用性。

图4 不同静校正方法叠加效果对比

4 结论

1）初至拟合静校正方法不依赖表层模型，在表层模型复杂区域可以摆脱反演表层模型精度的限制，并分别在共检波点域、共炮点域、共中心点域进行拟合迭代，将所有引起初至连续线性关系变化的因素全部归结于静校正问题，并给予校正。

2）在初至拟合静校正技术在实现过程中，一些针对性的技术手段能较好地解决复杂地表探区的静校正问题，并在提高地表一致性静校正量精度的同时，也可以解决一部分非地表一致性静校正问题。因此，初至拟合高精度静校正方法在复杂地表区的应用具有一定技术优势，可以推广应用。

[1]林伯香，李卫忠，Al－Maghouth A S A，等 .静校正量的评价思路 [J].石油物探，2010，49（5）：482～488.

[2]吴建华，贾明辰，雷德文.CMP参考面的高程含义分析 [J].新疆石油地质，2003，24（3）：308～309.

[3]宁俊瑞，王顺国，樊佳芳，等 .基于对比折射法的三维静校正技术及其应用 [J].石油物探，2006，45（3）：277～284.

[4]邓志文 .复杂山地地震勘探 [M].北京：石油工业出版社，2006.5.

[5]郑鸿明，吕焕通，娄兵，等 .地震勘探近地表异常校正 [M].北京：石油工业出版社，2009.2.

[6]刘宜文，王政，郑鸿明，等 .初至拟合静校正法在独山子探区的应用 [J].新疆石油地质，2012，33（5）：602～604.