表层约束下的静校正方法在戈壁地区的应用分析

刘二鹏　汪玉玲

摘要：戈壁地区复杂的表层结构，横向上地层岩性、厚度的急剧变化导致静校正工作存在较大的困难。通过对表层调查约束下的层析静校正、人工静校正、折射静校正方法的原理及实现过程、实现条件进行分析，结合工程实例对经过不同静校正方法处理的单炮、叠加剖面进行对比分析，表明表层调查约束下的层析静校正方法对解决戈壁复杂表层条件下的静校正问题有明显技术优势。

关键词：静校正；戈壁地区；表层调查；约束

前言

静校正方法作为地震资料处理的关键一步，历来为地震勘探工作者所重视。其主要是由于地形起伏变化引起的表层结构复杂，低降速带的分布不均匀，从而导致野外接收到的地震资料时距曲线不完全是一条双曲线，而是一条畸变了的曲线，不能正确地反映地下的构造形态。因此必须探究地形、地表结构对地震波传播时间的影响，设法把由于激发和接收时的地表条件变化所引起的时差找出来，再对其进行校正，使畸变了的时距曲线恢复成双曲线，以便能够正确地解释地下的构造情况。因此，静校正在资料处理中是一项重要的基础工作，它对提高叠前道集的信噪比、叠加效果、精确成像都起着举足轻重的作用，不仅影响叠加剖面的信噪比和纵向分辨率，同时又影响速度分析的质量及时深转换速度的求取。静校正技术发展到现在，发展出了适应多种表层情况和不同地形条件下的方法。目前主流的方法有三种：人工静校正、初至折射静校正、初至层析静校正。其方法各有专擅，不能笼统的去说明哪一种方法适合那种地形，需要根据实际地形条件及表层情况去分析论证出最为恰当的静校正方法[1-4]。

戈壁地区大部分地表起伏变化不大，地表覆盖着较厚的风化岩石颗粒，新生界松散层厚度横向变化大。新生界下部基岩面岩性变化大，其下的构造大部分地区较为复杂，地层倾角变化较大，表层结构复杂，对静校正方法有更加迫切的要求。戈壁地区以往地震工作程度低，大部分地区属于勘探空白区，且地层的横向变化较大，静校正方法无法依靠前人的经验来选择，单纯的人工静校正、折射静校正和层析静校正都无法准确建立符合实际情况的近地表速度模型，而采用表层调查约束下的层析静校正方法能够更加准确地建立贴合实际的近地表速度模型。

1. 表层约束下的静校正方法分析

人工静校正方法利用表层调查的结果确定低降速带的厚度和层速度，计算出旅行时；再将低降速带用统一的替换速度填充，建立近地表速度模型，计算出速度替换后的旅行时；两者的差值再结合高程静校正的静校正量，即得出最终的人工静校正量。该方法适用于表层结构简单，横向分布均匀区域的资料处理，其应用前提条件是已有较密集的低降速带调查资料，既能计算出较正确的近地表模型和静校正量，但戈壁地区表层结构复杂，横向速度变化大。因此，人工静校正方法并不适用于戈壁地区。

人工静校正量分为低降速带静校正和地形静校正两个分量。计算公式如下：

TD=H0～1/V-H0～1/V0～1 TD为低降速带静校正量（ms）

TE=（SRD-ELE）/V TE为地形静校正量（ms）

TR=TD+TE TR为人工静校正量（ms）

V0～1为低降速带平均（m/ms） H0～1为低降速带厚度（m）

ELE为地表高程（m） SRD为地震处理基准面

V为替换速度

初至折射静校正方法原理是假设表层可看做由多个局部近似水平层组成，地震波以临界角传入折射界面，其将初至分解为延迟时和折射波速度，再转换成厚度，建立近地表速度模型[5]。其实现过程为通过拾取同一折射波的初至，获得地震波在折射界面之上的旅行时和折射波速度，得到初始速度模型，反演出低降速带底界面深度模型，以统一的替换速度填充，再结合基准面高程等建立符合表层情况的近地表模型，求出折射静校正量。该方法适用于表浅层复杂的资料处理，其应用前提条件是来自同一层折射界面的初至折射波清晰，有较多道数能够连续追踪拾取，并已有一个接近实际的低降速带平均速度，既能计算出正确的表浅层模型和静校正量。戈壁地区表层结构较复杂，岩性、厚度等横向变化大，构造作用强烈，地层尖灭情况时有发生。很难形成一个稳定、连续的折射界面，所以初至折射静校正方法难以在戈壁地区普及。

初至层析静校正方法根据潜行波理论，通过单炮的初至获得初始表层速度，经试验给定一定间隔的网格建立初始速度模型。再根据射线追踪得到理论旅行时，求出其与实际初至的时差，根据时差计算速度的变化，修正初始模型，迭代计算至满足精度要求，就得到了准确的近地表速度模型[6]。

初至层析静校正的基础是初至拾取，初至拾取时应注意以下几点：应拾取直达波和各个折射波的同一个相位时间，尽量做到每一个接收点都有初至时间控制。层析静校正速度模型反演计算时，利用直达波、浅层折射波的初至进行速度模型反演，层析静校正面元划分时横向一般为CDP点距，纵向一般为CDP点距的1/3，面元太大时计算精度不高，面元太小时反演模型不稳定，层析静校正的关键是替换速度的选定，反射波的最浅目的层为正常高速层，替换速度要选定为接近最浅正常高速层的速度，并且全区该速度层的形态最稳定、最光滑，若选定更深的、更大的速度为替换速度，会影响最浅目的层反射波的形态，并且静校正量太大也会影响各个目的层反射波的叠加速度分析和影响时深转换速度的求取[7-8]。

该方法适用于表浅层复杂的资料处理，尤其是折射波速度变化大、分层比较严重地区，其应用前提条件是直达波、折射波的初至清晰，既能计算出正确的表浅层模型和静校正量。该方法适合在表层结构复杂，横向变化剧烈的戈壁地区使用。

初至层析静校正过程中由于初始模型被网格化为一系列面元，内插了大量估算值，存在多解性，从而影响近地表模型的精度。采用足够密集的表层调查成果去约束层析静校正，既能控制初始模型，也能控制反演过程中的低降速层的速度范围。使近地表模型更贴近实际情况，尽可能的减弱这种多解性，提高静校正的精度[9]。

2. 实例分析

戈壁某工区涵盖数个构造区域，区内地形起伏不大，表层结构复杂，浅部地层横向变化较大。低速带速度344m/s～713m/s，厚度0.75m～8.2m；降速速带速度930m/s～1240m/s，厚度0m～12.58m；新生界高速层的速度1530m/s～1936m/s，一般为1800m/s。根据原始地震记录来看（图1），初至波清晰，直达波和多层折射波同时存在，同一单炮速度变化大、分层现象相当严重。同一测线一定间隔的单炮中同一层初至波渐渐消失，难以追踪同一层的初至波（图2）。区内存在严重的静校正问题，处理过程中难以消除地质假象，影响叠加成像精度。因此，我们采用了由表层调查成果约束的初至波层析静校正技术用于区内地震资料处理，同时与人工静校正、初至波层析静校正进行对比论证。

工区替换速度选定为1800m/s，统一基准面为950m。

工区做了一定数量的低降速带调查工作，使用野外人工静校正，可以计算出基本正确的低频静校正量，不能计算出正确的高频静校正量，因此不适合单独使用野外人工静校正。工区虽然直达波、折射波的初至清晰，但是从本区的原始单炮上分析：直达波仅有2～3道，折射波速度变化大、分层比较严重，来自同一层折射界面的初至折射波道数较少，并且同一层的折射波难以追踪，（图1、2），不适合使用初至折射静校正。单独使用层析静校正，可以计算出正确的速度模型和高频静校正量。但由于直达波道数太少，只有1-2道，不能计算出正确的浅层模型。采用表层调查成果约束层析静校正，将层析静校正量分为低频和校正量两步，利用低降速带调查成果约束计算低频分量，与层析的高频分量相加形成最终静校正量。通过原始单炮和分别经过人工静校正、层析静校正、表层调查约束的层析静校正后的单炮对比（图3）：表层调查约束的层析静校正后的单炮的初至得到了较好的修正。通过分别经过人工静校正、层析静校正、表层调查约束的层析静校正后的时间剖面与原始剖面进行对比（图4）：表层调查约束下的层析静校正很好地解决了本区的静校正问题，低频分量得到了较好的约束，更贴近实际的近地表模型。消除了剖面中的地质假象，提高了叠加剖面的成像质量。

3. 结束语

表层调查约束下的层析静校正能够建立更加精确的近地表模型，适应戈壁地区复杂的表层条件下地震资料处理的要求。表层调查工作越详细，越能够保证近地表模型的准确度。

参考文献：

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