银额盆地巨厚沙漠地区配套静校正技术及应用

◇中石化石油工程地球物理有限公司华北分公司地球物理研究所 王 宁

层析反演静校正技术已成为解决复杂近地表条件下静校正问题的有效手段，微测井等表层调查方法提供的低降速带分层信息对于约束层析反演过程、提高风化层模型精度非常重要。在巨厚沙漠地区进行地震采集施工时，受自然条件限制无法开展微测井工作，利用近道初至约束层析反演静校正可以有效解决上述问题。本文以银额盆地某沙漠工区三维地震资料为例，对比了有无约束下的反演模型和应用效果，证明了该技术的有效性和优势。

银额盆地沙漠地区高程变化剧烈，部分沙丘相对高差可达上百米，风化层在纵向和横向上都有较大的变化幅度，静校正问题突出。同时由于该地区沙层厚度巨大，塌井现象严重，无法开展微测井工作，在应用层析静校正过程中缺少准确的低测资料进行约束。

本文采用配套的近道约束层析静校正技术[1-4]，即首先利用单炮中一定偏移距范围内近道初至反演获得极浅层相对准确的速度模型，再以该模型约束全部拾取初至层析反演过程，建立工区低降速带模型，计算基准面静校正量；再利用初至波剩余静校正求取部分高频大静校正量；最后利用反射波剩余静校正求取高频小静校正量。通过实际资料验证，该套流程可以较好地解决该区域静校正问题。

1 层析反演原理

层析反演将地下地质体进行高密度速度单元划分，将地震波的旅行时描述为对地下介质慢度函数沿射线路径的积分[5]：

2 实现过程

层析反演过程需要使用一定偏移距范围内的初至，当输入的远道信息越多时，模型浅层部分的精度会逐渐降低[6]。而近道射线由于只在浅层传播，根据这一部分初至信息可以建立准确的极浅层模型。依据该指导思想建立如下处理流程：①利用软件自动拾取和人工干预相结合的形式完成选定偏移距范围内初至拾取工作；②根据工区低速层厚度，选择一定范围的近偏移距初至进行层析反演。该轮层析反演获得的速度模型在浅层精度较高，中深层由于缺少中远偏移距范围的初至精度不足；③利用上一步获得和模型和软件建立的权重场作为约束条件，对全部拾取初至进行层析反演[7]。此时获得的速度模型在浅层和中深层都有足够的精度；④利用上一步结果根据替换速度建立高速层顶界面，求取基准面静校正量。该步计算结果主要解决低频或长波长静校正问题；⑤利用初至波剩余静校正求取数值较大的高频静校正量。

图1是近道约束层析反演的实现过程。通过本流程，可以解决缺少微测井等低测资料约束层析反演的问题，提高反演获得模型的准确度和野外静校正量的精度。利用后续的基于反射波的地表一致性剩余静校正可以进一步计算出数值较小的高频静校正量，提高CMP道集中反射波同相轴一致性和剖面的成像质量。

图1 近道约束层析反演的实现过程

3 应用效果分析

银额盆地某三维工区地处巴丹吉林沙漠，具有沙丘高程变化剧烈、速度横向变化大的特点。沙漠地表可划分为小起伏沙丘、缓坡度分散起伏沙丘、中坡度密集起伏沙丘、高起伏陡坡密集沙丘。根据统计本工区以高大沙丘为主，静校正问题十分严重。由以往二维资料可知低降速带速度和厚度变化较大，高速层速度一般在1700 m/s～2700 m/s之间，高速层顶界面埋深一般在15m～130 m，高速层顶界面高程一般在1020 m～1180 m，整体呈西低东高、南低北高趋势，抬升趋势与地表基本一致。图2和图3分别为该工区原始单炮和叠加剖面。单炮上表现为初至不平滑，随地表高程变化扭曲现象十分严重，剖面上表现为浅层同相轴扭曲严重，深层几乎看不到有效信号。

图2 银额盆地沙漠地区静校正前原始单炮

图3 银额盆地沙漠地区静校正前原始叠加剖面

由于缺少微测井等表层调查资料，本工区地震资料处理中采用了近道约束控制反演过程，保证反演速度模型和静校正量的准确性。按照上文所述流程完成层析反演后，通过对比层析反演速度模型、单炮和叠加剖面证明了方法的有效性。

图4是有、无近道约束的近地表速度模型对比图。可以看出当增加了近道约束后模型中浅层的低速部分厚度增加，横向的连续性增强，降速层厚度相应减少，层析反演模型精度有了明显提升。同时高速层顶界面的深度未受到影响，通过对该界面进行平滑处理可以进一步提高长波长静校正量的应用效果。

图4 有、无近道约束的近地表速度模型对比图

图5是有、无近道约束层析反演静校正应用后的单炮对比。可以看出利用未加近道约束的层析反演解决了大部分的静校正问题，但在标注区域仍然存在个别道初至抖动现象。在采用近道约束的层析静校正后该问题得到了解决，单炮初至曲线光滑连续。

图6是有、无近道约束层析反演静校正应用后的叠加剖面对比。在标注区域，利用近道约束层析静校正进一步提高了反射波同相轴信噪比和连续性，反射系数较低的薄层也可以基本分辨出来。

由于基于反射波的地表一致性剩余静校正效果与速度场的准确与否高度相关，不是本文论述重点，因此这里不再展开讨论。

4 结语

静校正问题解决的核心是如何确定符合实际地质情况的近地表速度模型。利用近道初至反演得到精度较高的极浅层约束整个反演过程，可以保证反演结果尤其是浅层的准确性，进而提高静校正应用效果。

近道约束层析反演静校正方法在银额盆地复杂地区的应用情况表明，该方法利用近道初至信息约束层析反演过程，可以有效恢复极浅层低速层信息，解决缺少微测井等表层调查数据问题。通过反演模型和单炮数据对比说明本文所述方法在该地区有良好的应用前景。