基于近道叠加的观测系统检查技术研究与应用

张 林

(中国石油化工股份有限公司 石油物探技术研究院，南京 211103)

0 引言

观测系统文件是野外采集施工人员在施工过程中所记录下来的，有时会因为人为主观或者客观的原因，存在一定的错误，而野外采集观测系统文件的正确性，直接影响到室内地震资料处理人员能否正确及顺利地对地震资料进行处理，并拖慢室内地震资料处理的效率[1-3]。室内资料处理人员对地震数据进行处理的第一步就是要确认观测系统文件的正确性，以防在后续的步骤中因观测系统的问题而对整个步骤进行重复[4-6]。对观测系统的检查，目前还没有非常快速有效的方法，室内资料处理人员只能将加载观测系统后的炮记录的偏移距进行一炮一炮查看，不仅耗时，而且观测系统文件引起的错误所表现出来的问题也无法在叠加记录上显示[7-10]。

笔者在对地震资料数据处理经验的基础上，提出了一种对野外采集得到的炮记录进行近道叠加来检验观测系统正确与否的方法，旨在对野外仪器班报组中的丢炮、坏炮等进行检验，对记录的野外观测系统进行校正。对某实际资料观测系统进行校正时，采用本研究中近道叠加方法，非常有效地发现了野外仪器班报组对坏炮与丢炮的位置记录失误，同时找到了真正的坏炮与丢炮的位置，校正后的观测系统的近道叠加剖面上同相轴没有再出现异常，实际资料证明，本研究是一种检验观测系统快速且有效的技术。

1 技术原理

笔者提出了一种利用近道叠加对野外观测系统进行校正的方法，如果野外仪器班报记录的坏炮、丢炮等与真实野外记录中不对应时，选取小偏移距和中偏移距对炮记录直接进行叠加，可从同相轴上看到非常明显的异常，从而可以检查出真实的坏炮与丢炮的位置，对野外观测系统进行校正。

动较正是消除偏移距对反射波旅行时影响的方法，其中线性动较正假设实际旅行时时间和零偏移距旅行时间之间存在线性关系为式(1)。

(1)

其中：tpx为偏移距x处的P波双程旅行时；tp0为零偏移距处的P波双程旅行时；vp为P波速度。

线性动较正后的道集会产生一个整体的时间上的挪动，如果观测系统定义的准确，即偏移距和旅行时的对应关系是准确的，当对地震数据做线性动较正后，数据的时移挪动计算公式如下所示：

(2)

其中：timeshift是挪动的时差，offset是偏移距，refrencetime是当前的参考时间，它因偏移距不同而不同。根据式(2)可以看出，线性动较正后的地震数据的时间挪动是线性。众所周知，随着偏移距的增大，偏移距与旅行时的关系越来复杂，近偏移距(即近道)数据往往可以假设为线性，因此作为一种检查观测系统的快捷方式，对近道的地震数据做线性动较正然后叠加，如果观测系统正确，叠加剖面上的同相轴应该表现为非常的连续；相反，如果观测系统不正确，那么近道的叠加剖面上则表现为一定的“上跳下降”现象。如果出现这种现象，通过检查出现该问题的炮记录，然后对该炮进行线性动较正拉平，同时配合野外施工人员记录的班报文件，最终确认出现问题的炮的位置。

2 技术实现步骤

对野外原始炮记录及观测系统(SPS文件及班报记录文件)，按照班报记录根据一定的坐标对应关系，将SPS文件加载到原始炮记录上，选取近偏移距范围的数据，一般选取最大偏移距的范围在0 m～2 000 m左右，对该范围的炮记录进行近道叠加，对叠加结果进行查看有无异常，若没有异常，则SPS文件及班报记录文件正确，直接输出加载观测系统后的炮记录进行后续处理；若叠加记录上存在异常，尤其表现在浅表层，因偏移距的对应关系不正确，因此浅表层会存在一定“上跳下降”现象，此时查找出造成叠加记录上出现该问题炮的位置，然后对该炮进行线性动较正拉平，同时配合野外施工人员记录的班报文件，最终确认出现问题炮的位置，重新进行观测系统定义，然后再次进行近道叠加查看问题是否消除，技术实现步骤如图1所示。

图1 技术实现步骤图Fig.1 Workflow

3 实际资料处理效果

为了验证本方法的有效性，对某实际资料，根据野外仪器班报的记录，剔除坏炮、丢炮等，利用0 m～2 000 m的偏移距进行近道叠加，结果如图2所示。从图2中发现，如果观测系统是准确的，那么只采用小偏移距和中偏移距进行炮记录的近道叠加，同向性应该是连续的，但是图2中剖面存在异常，说明记录的坏炮和丢炮等可能是有问题的。对炮记录做线性动较正(图3)，发现炮点1437的动较结果异常，没有拉平，因此获知从此处开始炮记录的观测系统加载有误，即加载的炮号和真实的炮号不一致，将此处设置为丢炮或坏炮位置，从下一炮开始赋炮号值为1437，经过试验，最终发现，仪器班报组误将某丢炮1445写成1455，当将正确的观测系统加载到炮记录之后(图4、图5)，发现炮记录的线性动较得到了拉平，近道叠加剖面同向性一致，观测系统已经完全准确。

图2 初始近道叠加剖面Fig.2 Initial stack profile by near offset traces

图3 初始炮记录的线性动较正Fig.3 Initial linear moveout of shot records

图4 重新加载观测系统后的炮记录线性动较Fig.4 Linear moveout of shot records after geometry redefining

图5 重新加载观测系统后的近道叠加剖面Fig.5 Stack profile by near offset traces after geometry redefining

4 结论及讨论

观测系统正确与否严重影响着地震资料处理的后续步骤的正确性及质量，本研究旨在为大家提供一种解决该问题的途径，希望能够为室内地震资料处理人员的工作提供一种新的思路。本研究提出了一种利用近道叠加对野外观测系统进行校正的方法，本方法目前针对较为水平或者静校正不太严重的地表，实际资料验证说明本研究内容的快速有效。

对于起伏地表的观测系统校正的方法，目前主要通过定观后查看偏移距是否连续递增等的方式来校验，本方法下一步的进展是能够在起伏地表观测系统校验中继续测试，以期得到应用。

致谢：

本研究得到了中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院地震成像技术研究所同事们的帮助和支持，在此表示衷心的感谢。