非均匀网格层析静校正技术在地震资料处理中的应用

解洁清

(中国煤炭地质总局地球物理勘探研究院，河北涿州 072750)

0 引言

静校正是一个古老而又难以解决的问题，也是制约地震资料处理的瓶颈问题，特别是在地表起伏变化剧烈，山地和山前地带地形陡峭，近地表速度纵、横向变化剧烈地区，静校正问题严重地影响了地震资料的成像质量。著名地球物理学家迪克斯教授曾说“解决好静校正就等于解决了地震勘探中近乎一半的问题。”这句话是有一定道理的，这充分说明了静校正工作的重要性。具体来讲，静校正问题的影响主要有以下几个方面：一是资料的构造形态准确性，二是地震剖面的成像质量，三是资料的分辨率。本文主要从第一个方面“静校正对构造形态准确性的影响”来谈一谈非均匀网格层析静校正方法的应用效果及优势。

1 静校正的基本概念

在陆上地震数据处理过程中,通常要将地震数据校正到一个统一基准面,而且这个基准面一般为水平面。地震勘探解释的理论都假定激发点与接收点是在一个水平面上，并且地层速度是均匀的。但实际上地面常常不平坦，各个激发点深度也可能不同，低速带中的波速与地层中的波速又相差悬殊，所以必将影响实测的时距曲线形状。为了消除这些影响，对原始地震数据要进行地形校正、激发深度校正、低速带校正等，这些校正对同一观测点的不同地震界面都是不变的，因此统称静校正。现阶段常用的静校正方法主要有高程静校正、折射波静校正、层析静校正。

2 基于非均匀网格的层析静校正方法

常规的层析静校正方法把介质以一定距离均匀网格化为一系列单元，应用一定的算法，反演近地表模型，通过多次叠代，修正模型，最终使观测和预测的旅行时差最小，最终完成模型的建立。然而构建近地表模型时应考虑到近地表模型速度结构的非均匀性，因此基于均匀网格的速度模型在近地表速度建模上很难达到最优。基于此，我们研究了近地表速度层析成像中的速度模型的非均匀网格描述方法。考虑到均匀网格模型存在信息冗余的弊端，我们提出了非均匀网格化建模方法。

基于非均匀网格的层析静校正方法将近地表的速度模型描述为背景速度场，地质构造带速度结构以及目标地质图速度模型的组合。结合非均匀网格模型，运用一定的追踪方法，在计算过程中获取方位角信息与地表初至波走时。将初至波的观测走时与计算走时之间时差分配到追踪到的各网格中，经过近地表速度模型的多次迭代，得到最终重建的速度模型。图1至图3分别是地震信号首波与潜波的近地表折射模型以及旅行时转换的示意图。

图1 初至波近地表折射模型Figure 1 Preliminary wave near surface refraction model

图2 潜波近地表折射模型Figure 2 Diving wave near surface refraction model

图3 旅行时转换Figure 3 Travel time conversions

3 非均匀网格层析静校正的实际应用效果

图4是山西某区首次资料处理后的成果剖面，资料解释过程中，经与矿方实见资料对比分析发现图4中断层不存在，且煤层起伏倾角并没有如此之大，构造形态与实际严重不符合。遂对资料处理工作进行重新的认识分析与多种试验工作。

图4 山西某区首次常规处理剖面图Figure 4 First conventionally processed section in a Shanxi area

经多方面研究发现影响该区成果问题的关键技术是静校正处理方法。在资料二次处理中应用折射静校正、常规均匀网格层析静校正、非均匀网格层析静校正技术进行充分对比处理。不同校正方法在原始单炮上的效果对比见图5。

a 应用折射静校正单炮

图5a是应用常规折射静校正单炮，可以看出校正后目的层的起伏形态仍存在问题；图5b是应用常规均匀网格层析静校正单炮，可以看出校正后初至波仍存在畸变现象；图5c是应用非均匀网格层析静校正的单炮，校正后单炮的初至以及目的层都同时取得了较好的校正效果。

单炮上的对比差距是相对细小的，应用校正后对相同测线进行叠加，不同校正方法在叠加剖面上的比较，更加明显体现出各校正方法的差距所在。不同校正方法在叠加剖面上的对比见图6。

图6a是应用常规折射静校正叠加剖面，剖面存在比较大的问题，首先中间的隆起形态是不对的，还出现了两个断层构造，与实见情况严重不符；图6b是应用常规均匀网格层析静校正后叠加剖面，解决了两个断层的假构造问题，但是剖面中间的隆起形态仍然没有得到解决。图6C是应用非均匀网格层析静校正的叠加剖面，可以看出剖面起伏形态正确，假构造问题也同时消除，取得令人满意的校正效果。剖面形态更加符合地质规律、构造形态更加准确。经与矿方沟通确定二次处理成果与实际资料更加吻合。

a 应用折射静校正剖面

后续对其他工区使用该方法进行静校正对比试验亦得到较好的验证效果。下图是非均匀网格层析静校正方法在其他工区的应用实例展示：

图7a为应用均匀网格层析静校正技术的叠加剖面，目的层起伏形态存在凹陷问题，与实际资料不符，经改进应用非均匀网格层析静校正方法后，剖面起伏形态准确，与实见资料吻合，得到矿方认可。

a 应用均匀网格层析静校正校正剖面 b 应用非均匀网格层析静校正剖面图7 安徽某区静校正方法应用效果剖面对比图Figure 7 Statics applied effects sectional comparison in an Anhui area

经以上试验得出结论：非均匀网格层析静校正技术，基于重建的速度模型得到的静校正后地震剖面，经与其他常用校正方法比较，成果构造形态准确，静校正效果好。证明了非均匀网格层析静校正方法的可靠性和广泛适用性。