黄土塬地区炮位质控方法探索

方 超

(中石化地球物理公司 中原分公司，河南 濮阳457000)

1 黄土塬地区目前炮位质控概况

针对黄土塬地区单炮初至形态严重畸变特点，目前该区炮位质控是在对原始单炮进行简单静校正，即消除或是减弱地表起伏对单炮初至畸变影响，然后利用传统的内切除或线性动校正的方法进行炮点位置检验和校正[1-2]。目前常见有两种方法具体如下：

第一种：拾取单炮初至，利用折射（或层析）静校正算法求出各炮检点静校量，将所得静校正量应用于原始单炮，从而消除低降速层对初至旅行时影响，使单炮初至变的光滑，便于应用内切除法对炮位检验和校正。

第二种：以较低替换速度对原始单炮进行高程静校正，削弱低降速层厚度对初至旅行时影响，使单炮的初至连续性有明显改善，降低畸变程度，使单炮初至形态能基本反映炮点位置相对关系，进而对单炮进行炮点位置确认。

以上两种方法是黄土塬地区进行炮位监控目前用到的方法，基本上可以判断炮偏情况，满足对炮位进行质量监控要求。

2 当前炮位质控方法存在问题

2.1 问题提出

黄土塬地区炮位检查是建立在对原始单炮进行简单静校正的基础上，而并非是对原始数据直接检查。这样就会使在静校正过程中引进一些系统误差，这些系统误差是计算静校正量过程中引起的，因此，在对静校正后的单炮数据进行炮位检验和校正时，就会出现一个问题，我们判断得到的炮位偏差是单炮本身就有的还是因为处理改造过程中引进来的呢？当然，这样的几率比较少，但是它确实存在。

如图1所示，单炮（文件号284）是经过静校正后进行内切除判断炮偏的实例（为了显示清晰挑选近远中5个排列）。从形态上看，有经验的处理员可以判断炮位有横偏，炮点实际位置应向大号偏移若干桩号。但实际中对炮位进行了若干次调整后总不能得到预期的效果，不能使单炮位正确归位。经过综合分析和实地考察，最后得出结论，此炮点没有偏移，是正点放炮。为什么会出现这种情况，正是这种情况使笔者对现有方法的严谨性加以思索。

图1 原始单炮初至拾取情况及炮位估算情况

2.2 具体问题具体分析

前面提到的两种常用的炮位检查方法都存在一些问题：

第一种方法，它采用单炮初至去计算静校正量，然后利用静校正后的单炮数据判断炮位正确性。因为原始单炮中本身可能就存在炮位错的单炮，因此它的初至信息也是错误的，错误的初至信息必然引起静校正计算的不准确性，这样必然会给原始数据造成不符实际的校正。就有可能把原本没有炮偏的单炮错误校正，或是将有炮偏的单炮校正的不准确。

第二种方法，这种方法看上去只是应用简单的高程静校正，但是同样会产生系统的误差，将原始单炮形态畸变，影响炮位的检查和校正。

综上所述，目前的的炮位监控工作方法还存在不足之处，需要找到更好的途径来改进目前炮位质控方法，达到准确监控的目的。

3 解决问题

3.1 问题解决思路

以上两种方法是在静校正基础上进行，不准确的静校正结果后改变了初至信息与相关物理点坐标的对应关系，所以得出的结论经不起推敲。

从地震勘探原理得知，单炮的初至时间与低速层速度和厚度有关系，这些参数对每个激发震源都是不变的，因此对于整个工区相邻单炮的初至形态具有相关性和一致性[4-6]，如果通过大炮初至去计算判断炮点位置误差，这样得到的质控结果更合理，更精确。

很幸运的是，目前Omega软件就已经提供了解决这个问题的功能模块（Pickwork）。用户只需拾取初至，然后模块可以利用初至信息反算炮点位置，其结果与原始炮检点坐标进行比对，从而得到炮点位置偏移量统计信息，其结果以靶心图和图表的方式输出终端，供处理员参考。这种方法目前在很多地区已经被成功应用，且效果很好。但遗憾的是，面对黄土塬地区畸变的单炮形态和高背景干扰低信噪比特征，Pickwork不能准确拾取单炮初至信息，进而不能得到正确的炮偏检验结果。因此，在考虑利用Pickwork模块进行炮位验证时，准确拾取初至信息是这项工作的关键。

3.2 问题解决方法

解决问题的办法有两个，一是借助第三方软件，精确拾取初至，然后导入Omega系统进行炮位计算；二是设法改善Omega系统拾取初至的准确性，然后进行炮位计算。具体如下：

第一种方法，目前很多软件都有自动拾取单炮初至的功能，相比若干年前效率都有提高。针对黄土塬地区初至畸变大，信噪比低的资料，本人经验认为绿山软件的Xsaber模块拾取初至效果较好。Xsaber具有初至灰化功能，可将单炮初至部分灰化，大大提高初至信噪比，从而提高初至拾取的准确度[3]，特别适合黄土塬地区单炮初至拾取工作。在得到拾取过初至信息数据后，将数据导入Omega系统，通过Pickwork模块计算并检验炮位正确性，为后续工作提供指导。

第二种方法，对原始数据的初至进行处理加工加工，使初至前后信号能量弱化，而初至部分能量增强，大大提高初至位置的振幅能量比，改善初至拾取的精准度和效率[7-8]。为Pickwork模块提供可靠的初至信息用来计算炮点合理位置，从而达到准确验证炮位的问题。

下图 2、3，这是在 Omega软件下，利用Omega自带的初至拾取工具进行初至拾取并估算炮位的结果。图2是对原始单炮拾取初至，以及炮位估算的结果。图3是对原始单炮的初至进行提高分辨率处理后，进行的初至拾取和炮位估算结果。从图中可以看到，经过处理后拾取初至精准度明显得到提高，炮位的估算结果的精确度相应得到提高，估算结果可以对炮点位置判断有指导意义。

图2 原始单炮初至拾取情况及炮位估算情况

图3 对原始数据进行初至加工后的初至拾取情况及炮位估算情况

4 新方法应用效果检验

针对第二部分中提到的单炮（文件号284），应用新的方法进行炮位正确性检验。对大炮初至进行精确拾取并用Pickwork炮位估算模块进行计算，得到靶心图（如图3-4）显示文件号284单炮没有炮位偏移，即是正点放炮。这样的结果和实际考察结果相符合，验证新的炮位检验方法的正确性。

5 结论

以上提到的两个新方法，在理论上行得通，实际工作中具有可操作性。相比两个方法，第一个方法拾取初至精度更高，效果更好；但是需要第三方软件配合，工作流程较复杂。第二个方法拾取初至精度可以达到实际需求，不用借助其他软件，效率较第一种方法要高，可以满足炮位验证工作需要。

综合两种方法，在地震资料信噪比很低的情况下应用第一种方法最好，在资料信噪比不是很低的情况下用第二种方法效率较高。

［1］柴斌，刘凤荣.地震采集的质量监控与评价方法[J].中国新技术新产品，2009，NO.18.

［2］冷广升.地震数据采集质量控制方法研究与应用[J].中国煤炭地质，2010-08(增刊)Vol.22.

［3］石一青，徐继伟.GMG-MESA(绿山)软件在苏北复杂地表及地质条件下地震方法设计中的应用及效果[J].物探装备，2005，15(3)：161-165.

［4］李国磊.基于大炮初至数据的层析成像算法研究[D].中国石油大学，2010-05-01.

［5］李满树，方伍宝，周腾，孙爱萍.初至波走时信息在复杂地区近地表速度反演中的应用[J].石油物探，2004-01.

［6］王克斌.复杂地表条件下初至折射波静校正方法研究[D].成都理工大学，2004.

［7］左国平，王彦春，隋荣亮.利用能量比法拾取地震初至的一种改进方法[J].石油物探，2007-07.