剩余静校正方法在山地地震资料中的应用

徐楷亮

(中国石化江汉油田分公司 勘探开发研究院,湖北 武汉 430223)

剩余静校正方法在山地地震资料中的应用

徐楷亮

(中国石化江汉油田分公司 勘探开发研究院,湖北 武汉 430223)

复杂山地资料处理中,使用层析静校正方法可以解决低降速带及基岩出露所带来的中低频静校正问题,但不可能将地震数据中的静校正异常完全消除,原因有两个:一是模型是以厚度和速度的折中为结果的简化地质模型,这种折中会导致不准确的静校正量;二是静校正本身是对复杂问题的近似求解。阐述了如何利用反射波剩余静校正技术,解决山地地震资料中残存的高频静校正量问题。

复杂地表;低降速带;剩余静校正;浮动基准面;分频;迭代

目前在生产中得到广泛应用的剩余静校正方法几乎都是基于地表一致性假设的[1]。在实际的山地资料中,地形的起伏很大,在同一炮集内,地形起伏就可达数百米至上千米,无论这个固定面选在何处,它与炮点或检波点均存在较大高差,地表一致性的假设带来的静校正误差就很难消除,因此,基于浮动基准面,尽量使用地表一致性的方法去解决非地表一致性的静校正问题[2]。

1 剩余静校正的定义

由于野外采集技术上的原因或某些人为因素,低速带速度及厚度难以测准,使得野外实测资料往往不很准确,在CMP道集上进行动校正和高程静校正之后与标准双曲线之间存在的差值就是剩余静校正量,提取剩余静校正量并加以校正的过程叫剩余静校正[3]。

2 浮动基准面的选择

现有的一些常规地震资料处理方法均基于平面接受的假设条件,要求在处理时,其接受面至少在一个排列长度内可近似作为一个平面,同时遵循两个原则:最小静校正量和最小速度误差[4]。

浮动基准面的决定性参数就是平滑长度,图1中的曲线是不同平滑长度的浮动基准面(以静校正量的形式表现),其中紫色是平滑前曲线,绿色曲线平滑长度为500 m,橙色曲线平滑长度为1 000 m,红色曲线平滑长度为1 500 m,蓝色曲线平滑长度为2 000 m,尽管一般情况选择平滑长度为最大偏移距的一半(该测线最大偏移距达10 000 m),但实际地表起伏太剧烈,当平滑长度达到1 500 m时,从图中可以看出,在山顶部位,红色曲线与紫色曲线的差值已经相差40 ms,因此选择1 000 m的平滑长度,既兼顾浮动面的平滑程度,又兼顾最小静校正量的原则。

图1 不同平滑长度对浮动基准面的影响

Fig.1 The effect of different smoothing lengths on floating datum

3 剩余静校正方法的分类

目前常用的剩余静校正方法分为内部模型法和外部模型法,这两种方法各有优势[5]。如何让其处理效果达到最优,取决于实现的过程中的方式方法。下面针对山地资料的几种静校正方法进行研究对比。

3.1 分偏移距地表一致性剩余静校正

为了接近地表一致性的假设,笔者在处理中使用了浮动基准面。对于近炮检距,基准面校正量与来自某一深度的地震波的实际校正量之差随炮检距的不同而变化剧烈,但在远炮检距处这种变化较小,不会对成像造成影响,因此分偏移距静校正可以从整体上减小因地表一致性假设带来的误差[6]。

分偏移距的具体作法是:首先,计算近偏移距剩余静校正量,然后剔除近偏移距,保留对目的层贡献较大的中、远偏移距道,计算静校正量,叠加时,分偏移距施加静校正量,这样有效地解决浅中深层剩余静校正问题[7]。

图2是对四川地区某测线进行分偏移距静校正结果,可见在局部的地方效果明显得到改善,这说明该方法有效果。对复杂地表条件的山地资料处理,该方法提供了一种比较好的处理思路。

图2 分偏移距前后静校正叠加剖面对比图

Fig.2 Contrast diagram of static correction stack sectionpre-offset and post-offset division

3.2 分频剩余静校正

分频理由:笔者所选择的山地资料,一方面因为地表低降速层的存在,在大地吸收和滤波的双重作用下,使得反射波频率和能量快速衰减;另一方面,超长排列的使用,使得反射波传播路径差异很大,引起的能量和频率的衰变量也不同。这样使用同一静校正量严重地影响地震波高频成分的静校正精度,造成高频成分不能同向叠加,降低高频信息的信噪比,使地震资料有效频带变窄,降低了资料分辨率。采用分频剩余静校正迭代方法,即根据资料的优势频带的变化,采用不同频宽的模型道,使求出的校正量较为准确。

首先利用数据的低频部分进行第一次剩余静校正,图3是对四川地区某测线6～20 Hz低频部分进行静校正的结果,从图中可见,低频静校正能解决较大的剩余时差问题,使一些小的跳跃得以平滑;在此基础上利用数据的中高频部分进行第二次剩余静校正。

图3 四川地区某测线低频段静校正前(左)后(右)效果对比图

Fig.3 Effect comparation diagrams pre-static and post-static correction ofa survey line in low frequency in Sichuan

图4是对四川地区某测线15～40 Hz频段部分进行静校正的结果,同相轴连续性明显加强;最后再利用数据的高频部分进行第三次剩余静校正,进一步解决较小的剩余时差,逐步提高静校正精度,保证高精度的同相叠加。

图4 四川地区某测线中频段静校正前(左)后(右)效果对比图

Fig.4 Effect comparation diagrams pre-static and post-static correction of asurvey line in middle frequency in Sichuan

图5是对四川地区某测线35～60 Hz频段部分进行静校正的结果,图中可见高频段原本断断续续的反射波同相轴变得光滑而连续。

图5 四川地区某测线高频段静校正前(左)后(右)效果对比图

Fig.5 Effect comparation diagrams pre-static and post-static correction of asurvey line in high frequency in Sichuan

选择分频频带的原则是分频的几个频带应该重叠一部分。每个频带内都能看出反射波同相轴的形态,具有一定的反射波能量。这样在每个频带内经过分频精细处理,才能得到比较好的反射波同相轴。

3.3 迭代剩余静校正

在一次速度分析与剩余静校正的基础上进行二次、三次或更多次的速度分析与剩余静校正,即为多次迭代剩余静校正。首先在反褶积前做第一次速度分析,利用资料中的优势频段计算第一次剩余静校正量并进行静校正,在此基础上进行反褶积处理,子波得到进一步压缩,有效频带展宽,再次进行速度分析,利用资料的中高频成分求取较小的剩余静校正量,这样通过与反褶积、速度分析的多次迭代,可逐步解决静校正问题,图6为四川地区某测线多次迭代静校正效果对比图。

图6 四川地区某测线多次迭代静校正叠加效果对比图

Fig.6 Effect comparation diagrams of multi-iterations staticcorrection in Sichuan

在反褶积前做一次剩余静校正更有利于子波的提取,再通过反褶积处理,使得子波压缩、频率展宽、资料分辨率提高,在此基础上再进行多次速度分析和剩余静校正,反射波同相轴明显变得光滑,纵向分辨率也明显提高。

4 应用效果分析

对于复杂山地地表起伏大和低降速层引起的静校正问题,首先采用层析校正的方法解决中长波长静校正问题,再用折射剩余的方法解决部分中短波长静校正问题,最后用反射波剩余静校正多次迭代的方法解决高频静校正问题。图7为山地地震资料使用剩余静校正前后的效果对比图,从图中可以看出不仅信噪比得到更好改善,构造形态更加合理,反射波同相轴更加连续光滑,而且分辨率也有很大提高。剩余静校正方法在山地地震资料处理中切实可行。

5 结论

山地资料由于其地表结构的复杂性,静校正必须分三步走:第一步,选择合适的浮动基准面;第二步,用野外静校正方法解决低降速带引起的中长波长静校正问题;第三步,用多次迭代剩余静校正方法解决反射波高频静校正问题[8]。剩余静校正技术现在已较为成熟,但是如何针对资料,结合实际的近地表条件,选择合适的处理方式来提高分辨率,这是要着重考虑的,而想让山地资料剩余静校正处理中达到最好的效果,以下二个条件的选择缺一不可。

图7 四川地区某测线剩余静校正前后效果对比图

Fig.7 Effect comparation diagrams of a survey line pre-residualand post-residual static correction

5.1 浮动基准面的选择

在复杂地表情况下,浮动面平滑长度没有经验值,必须通过试验。在保证相对平滑的基础上,尽可能接近地表。

5.2 剩余静校正方法的选择

分偏移距和分频静校正方法分别解决了山地资料不同的剩余静校正问题。分偏移距静校正减少中深层因地表一致性假设带来的误差;分频静校正方法则可以加强因复杂地表和长排列接收而受到衰减的中高频信号。

[1] 刘治凡,毛海波,邵雨,等.复杂地表区基准面和静校正方法的选择[J].石油物探,2003,42(2):240-247.

[2] 王振华,袁明生,阎玉魁,等.复杂地表条件下的静校正方法[J].石油地球物理勘探,2003,38(5):487-500.

[3] 何光明,贺振华,黄德济,等.几种静校正方法的比较研究[J].物探化探计算技术,2006,28(4):310-314.

[4] 林伯香,孙晶梅,刘起弘,等.关于浮动基准面概念的讨论[J].石油物探,2005,44(1):94-97.

[5] Dave Marsen,杨淑卿,季平新,等.静校正评述[J].油气地球物理,2004(1):39-54.

[6] 冯泽元,李培明,唐海忠,等.利用层析反演技术解决山地复杂区静校正问题[J].石油物探,2005,44(3):284-287.

[7] 李婧,刘怀山,童思友,等.剩余静校正在地震资料处理中的应用[C]//中国地球物理学会.国家安全地球物理丛书(七)——地球物理与核探测.北京:中国地球物理学会,2011.

[8] 牟永光.地震勘探资料数字处理方法[M].北京:石油工业出版社,1986.

(责任编辑：陈姣霞)

The Application of Residual Static Method in Mountain Seismic Data

XU Kailiang

(ExplorationandDevelopmentResearchInstituteofJianghanOilfieldBranchCompany,SINOPEC,Wuhan,Hubei430223)

Complex mountain data processing using tomographic static ways to solve low velocity layer and exposed bedrock caused by low-frequency statics problem,but it is impossible to eliminate abnormal static correction about seismic data,there are two reasons:First,the model is based on the thickness and speed of compromise as a result of simplifying the geological model,this compromise will lead to inaccurate statics; the second is static correction itself is a complex problem solving approximation.The paper describes how to use the reflected wave of residual static correction technology to solve mountain seismic data remaining in the high-frequency statics problem.

complex surface; low velocity layer; residual statics; floating datum; frequency division; iteration

2016-04-25;改回日期:2016-06-14

徐楷亮(1981-),男,工程师,计算机科学与技术专业,从事地震资料处理与解释及计算机应用工作。E-mail:xukailiang@163.com

P631.4

A

1671-1211(2017)01-0094-04

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2017.01.017

数字出版网址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20161208.1017.008.html 数字出版日期:2016-12-08 10:17