条带状灰岩出露区地震资料处理方法探讨

齐中山

（中国石油化工股份有限公司勘探分公司，四川成都 610041）

南方山地条带状灰岩出露的探区多，如镇巴山前带、齐岳山山前带龙驹坝地区、涪陵地区，条带状灰岩出露区常伴随着复杂的地下构造，地震资料得不到理想的处理结果。地震剖面的特点是高陡构造顶部和翼部连续性差或串相位，构造内幕反射不清。本文通过实际资料处理和分析，找到造成这些现象的原因，探索了解决方法，实际资料处理效果明显。

1 影响处理效果的原因分析

1.1 替换速度的影响

替换速度是静校正处理的一个关键参数[1]，一般选取近地表高速层速度。灰岩出露区高速层速度（大于5 000 m/s）较砂岩区高速层速度（小于4 000 m/s）高，资料处理只能选取一个替换速度用于全区（图1），图1a中黄线所标位置是一个典型的条带状灰岩出露区，图1b为采用4 000 m/s的替换速度进行静校正的叠加剖面，图1c为采用5 500 m/s的替换速度进行静校正的叠加剖面。砂岩区采用4 000 m/s的替换速度，如红框内图1b较图1c同相轴连续；灰岩区采用5 500 m/s的替换速度，如蓝框内图1c较图1b同相轴连续。如取砂岩区高速层速度，灰岩出露区及过渡带由于静校正不准，难以准确叠加成像；如取灰岩区高速层速度，砂岩出露区及过渡带由于静校正不准，难以准确叠加成像；如采取折中的办法，砂岩区和灰岩区均无法求准静校正量。

图1 不同替换速度叠加剖面

1.2 各向异性的影响

各向异性是指介质的某种属性随方向变化的性质，地震勘探中的各向异性主要是指地层中传播的地震波速度变化与其传播方向的各向异性。条带状灰岩出露情况下，各向异性突出，地下构造高陡，地震采集采用的排列长度较长，加剧了各向异性[2]。在各向异性介质条件下，应用常规的各向同性成像理论进行地震资料的处理将会产生误差，影响处理效果。理论模型表明，低速围岩中存在高速体时，时间域处理剖面下伏地层反射有上拉现象；反之，高速围岩中存在低速体时，时间域处理剖面下伏地层反射有下拉现象；其原因是传播时间与介质速度成反比，地震波在高速体中传播时间短，在低速体中传播时间长。

地层为水平层状各项同性介质情况下，同一CMP中的地震道由于传播路径不同，产生的时差一般靠动校正能够较好地消除；在横向速度变化剧烈区，靠动校正难以消除，比如灰岩出露区和砂岩–灰岩过渡区的CMP道集，有些反射波穿越低速地层厚，穿越高速地层相对薄；有些反射波穿越低速地层薄或完全在高速度地层中传播，双曲线规律被破坏，导致同一CMP道集的同一反射波组动校正后有较大的时差，这种时差远远超出动校正所能解决的范畴，即使高阶动校正也难以解决，剩余静校正更是无能为力，导致无法同相叠加。

图2a为某条带状灰岩出露区(构造高部位)三维地震资料CMP动校正后道集，近炮检距动校正后能够校平，而远炮检距却远远没有校平，图2b~图2e为不同炮检距叠加结果。可以看出：0~2 000 m炮检距叠加效果最好，随着炮检距增加，叠加效果变差（如红框内）。

图 3为某条带状灰岩出露区(构造高部位)三维地震资料CMP动校正后道集，近炮检距动校正后能够校平，远炮检距却远远没有校平。不同方位角资料叠加结果表明，0°~110°、170°~280°方位角资料叠加结果与110°~170°、290°~350°方位角资料叠加结果差异较大，前者较好而后者较差，全方位角资料叠加反而不如0°~110°、170°~280°方位角资料叠加结果（如红圈内）。

图2 不同炮检距叠加剖面

图3 不同方位角叠加剖面

图2 ~图3反映的事实说明：不同炮检距资料、不同方位角资料由于动校正后存在较大时差，无法实现同相叠加，没有同相叠加的数据进行叠后偏移处理得不到理想的成像结果；叠前时间偏移虽然采取先偏移后叠加的方式能够实现共反射点叠加，但叠前时间偏移主要应用于地下横向速度变化不太复杂的地区，当速度存在剧烈的横向变化时，叠前时间偏移不再具有适应性[3]；叠前时间偏移后不同炮检距资料、不同方位角资料仍然存在较大时差，仍然无法同相叠加。

2 处理方法探讨

2.1 建立拟真地表浮动基准面

虽然无法选取同时适合砂岩区和灰岩区以及过渡带的替换速度，但可以通过选取基准面来减小替换速度的影响。为了最大限度地减小替换速度的影响，浮动基准面应尽量贴近地表，即采用拟真地表的相对比较光滑的浮动基准面进行处理。对于地表起伏剧烈的探区，靠平滑地表高程的方法建立浮动基准面时，平滑半径不宜过大。采用拟真地表浮动基准面计算静校正时，剥掉和充填的范围大大减小，同时还可减少静校正对地震反射波射线路径的改造，使反射波时距曲线更具双曲线特征，更加有利于叠加速度和偏移速度的拾取以及叠前偏移成像。

2.2 选道叠加处理

针对不同炮检距资料、不同方位角资料动校正后存在较大时差、无法实现同相叠加的问题，常规做法是选择能够同相叠加的道或切除掉无法同相叠加的信息，剩余静校正同样需要如此进行。图4为选道剩余静校正前后的叠加剖面，图4a为进行五次全炮检距剩余静校正后的叠加结果，构造部位仍然无法同相叠加，图4b为在图4a基础上选择炮检距0~2 000 m的道再进行一次剩余静校正后的叠加，叠加效果明显改善。选择能够同相叠加的道叠加对纯粹灰岩出露区（对应构造顶部）比较容易，选炮检距和方位角就可以实现，但砂岩–灰岩过渡区能够同相叠加的道规律性差，选择能够同相叠加的道难度很大，选择炮检距和方位角叠加会有一定效果，但仍然难以实现完全同相叠加，如图2b。

图4 选炮检距剩余静校正前后叠加效果对比

2.3 常规叠前深度偏移处理

叠前深度偏移避开了传播时间，能适应地下地质构造及速度的复杂变化[4]，能够解决一部分各向异性问题，比叠后时间偏移和叠前时间偏移成像效果好。图5a为选道（在1 100~1 700，2 900~3 500方位角上去掉炮检距2 500 m~7 175 m的道）叠加后的时间偏移剖面，构造顶部成像问题不大，构造翼部存在成像差、串相位现象；图5b为叠前深度偏移选道（在1 100~1 700，2 900~3 500方位角上去掉炮检距大于6 000 m~7 175 m的道）叠加剖面；所选的炮检距较前者范围大得多，但成像效果却明显比叠后时间偏移成像效果好（如红箭头所指位置），然而叠前深度偏移并没有完全消除各向异性问题，如图5b中蓝箭头所指位置。

图5 叠后时间偏移（a）与叠前深度偏移(b)对比

2.4 各向异性叠前深度偏移处理

选道叠加和常规叠前深度偏移具有一定的效果，但毕竟没有完全利用地震反射信息，是对地震采集资料的极大浪费，况且不能真正消除各向异性问题，进行各向异性叠前深度偏移是解决各向异性问题的最有效途径[5-8]。目前用于生产中的各向异性假设有两种--VTI和TTI各向异性介质，VTI介质与TTI介质的差异表现为：VTI介质的地层是水平的，TTI介质的地层是倾斜的。条带状灰岩出露区构造高陡属TTI各向异性问题，适用于TTI各向异性叠前深度偏移。图6b为拟真地表TTI各向异性Kirchhoff叠前深度偏移（转时间域）剖面，红圈区域较图6a的拟真地表Kirchhoff叠前深度偏移（转时间域）剖面成像效果好，较好解决了各向异性问题。

图6 常规叠前深度偏移与TTI各向异性叠前深度偏移效果对比

3 结论与认识

（1）条带状灰岩出露区替换速度的影响不可忽视，所选替换速度无法同时满足砂岩区和灰岩区，为了减小替换速度的影响，浮动基准面应尽量贴近地表，采用拟真地表浮动基准面进行处理。

（2）在条带状灰岩出露区，存在严重的各向异性问题。时间域处理难以实现同相叠加，选道叠加或切除掉无法同相叠加的信息，能够一定程度提高叠加效果，但造成覆盖次数大大下降，是对地震采集信息的极大浪费。常规叠前深度偏移处理能够解决大部分各向异性问题，但并不能完全解决各向异性问题。各向异性叠前深度偏移能够较好实现这类地区的准确成像。

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