基于tomodel的三维沙漠地区静校正研究

◎杨青青

基于tomodel的三维沙漠地区静校正研究

◎杨青青

桑塔木南的油气资源位于新疆的沙漠地区，地表条件复杂,往往存在非常严重的静校正问题,直接影响到处理剖面的质量和解释结果的可靠性。本文通过专业的地震资料处理软件tomodel，建立了该地区的三维模型，利用层析静校正技术求取准确合理的一次静校正量，并根据测线的测井数据，成功地获得了该区块表层速度厚度参数，将野外微测井、小折射资料和层析静校正技术有机结合起来，建立一个能够真实反映近地表结构的模型，消除表层因素变化的影响，通过对比，结果表明静校正效果变好。

桑塔木南三维地震勘探工区位于新疆维吾尔自治区塔里木盆地北部的塔里木河流域，沙漠地区地表条件复杂,原始资料品质差,静校正问题已成为制约地震数据处理成果品质提高的重要因素, 野外静校正通过插值求取的炮检点的静校正量其精度存在不足，为实现高精度资料成像，必须进行层析成像反演，层析成像可以逐点反演求取准确的炮检点静校正量，其精度明显高于高程静校正和野外静校正的精度。微测井不同于常规测井，具有井浅、孔径小的特点，该方法能够得到地震工区表层速度和厚度在横向和纵向上的变化规律，并为地震资料的后期静校正处理提供一个比较精确的静校正量计算模型。

概况介绍

工区地表特征以及静校正难点

工区地形西高东低，地表起伏不大，工区地势较为平坦，高程一般在920～950m之间，工区西北部被沙丘、沙垅覆盖，区内潜水面深度在1～11m，低速带厚度在1.2～14m之间变化，低速带速度在250～800m/s之间变化，高速层速度在1500～1800m/s之间变化。

总的来说，本区表层地震地质条件较为复杂，接收条件差，特别是远离塔河的区域，激发条件也较差。沙漠地区浅层的低速层厚度和速度在纵向和横向上往往有着明显的变化，由此产生静校正误差。其特点是静校正误差呈现缓慢变化，即存在严重的长波长静误差。各类沙丘有明显的迎风面和背风面，在风力作用下其沙粒堆密度有较大的差异，因而导致波速的差异；沙层下潜水面深度极不稳定，导致低降速带形态和速度变化频剧烈，给表层建立模型带来极大的困难。

tomodel层析静校正的应用

提高正、反演的精度和效率方面。Tomodel软件采用的是基于波动方程的快速步进波前追踪技术，可以实现小网格建模，保证了高精度的反演结果，提高了运算的速度和效率。采用矩形网格建模，而不是正方形，深度方向使用更小的网格，进而在深度方向得到更高的分辨率。将小波变换应用于层析反演，进一步提高了反演的精度。

在保证迭代和反演结果的稳定性方面。采用非线性的反演算法，而不是线性反演，保证得到全局最优解，使得反演结果不依赖于初始速度模型，从而使得反演真正适用于复杂的地表地区，初始速度模型的建立都是采用常规折射方法，如果是线性反演，其反演结果与初始速度模型有关，也就是说，线性反演并没有跳出常规折射方法的局限性。

处理对策

静校正量的质量控制

静校正量计算过程中，需要对其大小，趋势进行质量监控，我们进行质量控制需要以下几个步骤：

模型反演过后，检查迭代收敛曲线。该曲线反映层析反演的收敛过程，曲线要平稳，如图1所示。

显示射线密度。层析反演完成后，自动弹出速度和射线密度显示窗口，射线密度分布图可以显示初始速度模型的深度是否足够。

利用层析反演的拟合差编辑初至时间，将理论合成时间同实际初至时间进行叠合显示，如图2所示，红色是实际初至时间，蓝色是理论合成初至时间，两者的吻合程度越高，反演结果越接近实际地质模型。

建模方法

在解决该地区的长波长静校正方面，tomodel软件使用层析静校正方法。长波长静校正是由地表、低降速带、和高速顶界面在大范围内，至少一个排列长度变化所引起的，在同一个共中心点叠加道之间不产生明显时差，对叠加效果影响弱，但容易把表层结果异常引起的低幅构造误认为是地下构造或岩性变化引起的，严重影响地震资料解释精度。

在解决表层建模方面，加入微测井约束，利用微测井资料可以得到地震工区内表层速度和厚度在横向上和纵向上的变化规律，使得地表模型更加准确，首先，建立极浅层速度场，输入低测点文件，文件包含微测井的口数、三维坐标、层数、厚度、速度。然后，在三维速度模型显示窗口，进行极浅层替换。选取浅层替换后的速度模型作为初始速度模型，并输入建立的权重场文件，进行约束层析反演。

图3为加入微测井约束的层析静校正后的地表模型。图4和图5分别为采用高程静校正，层析静校正和微测井约束后的相应的叠加剖面，从剖面上看，同相轴扭曲的情况基本得到了解决，同相轴连续性得到改善，波组特征清晰，连续性好，剖面信噪比明高。发现由复杂地表地形和低速带变化引起的异常基本消除。

图1 层析反演收敛曲线

图2理论合成时间同实际初至时间叠合

图4 高程静校正的叠加剖面

图5 约束后 的叠加剖面

结论和认识

通过新疆桑塔木南三维地区的静校正处理研究表明，tomodel的层析静校正方法较好的解决了由长波长产生的静校正问题，加入微测井约束的方法使得表层模型更加符合实际情况。处理后的剖面信噪比更高，同相轴连续性更好，构造形态更加自然合理。

(作者单位：江汉油田分公司物探研究院)