复杂山区初至波层析反演静校正
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几种静校正方法在复杂山区的应用分析在复杂山地地区,由于地表起伏剧烈,低速带的横向速度和纵向厚度变化大,不同检波点接收到的地震波至时间出现延迟,反射波时距曲线发生畸变,通常利用静校正解决这种畸变,目前勘探实践中较常使用高程、折射、层析等三种静校正方法。
文章对这几种静校正方法的原理、特点以及实际应用效果进行了对比分析,研究认为基于初至时间的层析静校正方法能较好地解决复杂山区由于地形和低速带变化引起的长波长静校正问题,同时结合反射剩余静校正解决残余的短波长静校正量,可有效地解决复杂山地的静校正问题。
标签:高程静校正;折射静校正;层析静校正;剩余静校正引言目前油气勘探的重点逐步在向复杂地区转移,其地表起伏剧烈,表层速度横向变化大,部分地区基岩出露,这给地震资料处理工作带来复杂的静校正难题。
静校正工作是地震资料处理中最基础也是最关键的一项内容,它直接影响叠加效果,同时决定叠加剖面信噪比和垂向分辨率。
静校正可分为一次静校正和剩余静校正两大类,常用的一次野外静校正方法有高程静校正、折射静校正和层析反演静校正等;剩余静校正方法主要有基于初至时间的剩余静校正与基于反射能量的剩余静校正两类[1]。
为此,应清楚认识理解每种方法的基本原理及其适用条件,以免在处理过程中走弯路。
1 方法及原理1.1 高程静校正高程静校正是最简单的静校正方法,它不考虑近地表速度和厚度变化的影响,只对由地形变化引起的部分进行校正,因此高程静校正只能消除地表起伏的影响。
在复杂地区,低速带对静校正的影响并不仅仅是高频分量,也有影响构造形态的低频分量,对于这种情况,高程静校正无能为力,尽管在某些地区可以见到较好的效果,但也可能会是构造假象难以让人察觉,所以在复杂探区,高程静校正并不是一种理想的静校正解决方法。
通常地震处理者为了快速了解研究区的大致构造形态,会选用该方法进行初叠加剖面,同时也作为选择其它静校正方法及参数的一个质量控制对比标准。
1.2 折射静校正折射静校正方法有两点假设:一是假设地表模型是由几个局部水平层构成;二是假设波在折射界面上的入射角是临界角。
层析静校正方法在复杂地表静校正中的应用摘要:我国中西部地区地表条件十分复杂,地表高程变化剧烈,表层低速带速度横向变化较大,静校正的正确性直接关系到叠加剖面上煤层反射波的动力学特征、运动特征和正确成像。
本文在阐述层析静校正方法的理论基础上,通过实际资料的处理,分析了其在地表复杂地区的应用特点。
关键词:复杂地表;层析静校正;模型离散化;射线追踪0引言我国中西部地区大部分属于复杂地表地区,受复杂地表条件影响,一方面反射资料信噪比低,不能精确成像,另一方面会使反映出的地下构造信息发生畸变,引起假“构造”,这就使得静校正成为影响这些地区地震勘探效果的关键技术之一。
因此,进行静校正方法的研究,解决好静校正问题,具有重要的理论意义和实用价值[1]。
1 层析静校正的理论基础[2]层析静校正是一种非线性模型反演技术,它利用地震初至波的走时和射线路径反演介质速度场。
这项技术不受地表及近地表结构纵横向变化的约束,使用的是地震初至波的到达时间,得到的结果是地下不同深度的速度值,更加符合低速带速度并非严格成层的实际情况。
层析静校正反演得到的是纵横向连续变化的表层低速带,避免了层状速度模型的假设,更适合复杂近地表条件表层速度模型的建立,具有更强的适应能力。
地震层析成像技术是指在已知某种地震波的旅行时的情况下反演求解地下介质的速度场。
地震波的旅行时间是对地下介质慢度函数沿着波的传播射线路径的进行线性积分,可表示为:(1)上式中,是指地下介质的慢度函数,dl是指波的射线路径的微分,T是指地震波从震源s到检波点r的走时。
把(1)式离散后,可以将其写成如下:式中T表示为所有炮点到检波点的旅行时矩阵,S是指地下介质的慢度矩阵,A表示为与地震波传播射线路径有关的距离矩阵。
反演则是指在已知地震波的旅行时矩阵T的条件下反推出慢度函数s(x,z)。
由于距离矩阵A也是未知的,直接从上式求出S是不可能实现的。
因此,必须先要对S做出假设,再利用正演方法求出射线路径A和走时T,最后,通过比较实际走时和正演计算得到走时,求出走时差矩阵△T,慢度矩阵S的修正量为△S,△T与△S的关系可表示为:式中△T、A已知,可用很多方法求出△S。
层析反演静校正技术及其应用Ξ罗有春,雷 宛,王怀坤,周文峰,邹 俊(成都理工大学,四川成都 610059) 摘 要:近年来,静校正技术在复杂地区地震数据处理中起着举足轻重的作用。
回折波走时层析反演是一个全三维反演方法,它是用回折波或连续折射直达波通过高精度的交互反演近地表介质速度变化,进而计算静校正量的过程,它适用任意观测系统的二维或三维地震资料。
将此方法应用在某地资料处理中,提高处理剖面质量,尤其在解决长波长静校正方面,取得了明显效果,与其它同类静校正技术相比有独到之处。
关键词:初至波;回折波;表层速度模型;层析反演静校正 在沙漠、戈壁、黄土塬、山地等地震勘探复杂地区,静校正和信噪比是影响地震资料处理质量的重要因素,静校正问题严重影响了地震资料叠加成像的质量。
在这些复杂地区地形起伏比较大,表层岩性变化非常剧烈,低降速带厚度变化大,激发接收条件复杂等引起的近地表条件纵横向变化剧烈。
存在严重的长波长和短波长静校正问题。
如果解决不好,将会影响叠加偏移剖面的构造形态,导致错误的解释结果,也将降低叠加偏移剖面的信噪比,影响储层解释和储层研究。
通常短波长静校正量的变化会引起反射同相轴错位,叠加后不能很好的聚焦;长波长静校正量的变化会造成地震剖面上的虚假构造。
静校正解欠佳,不仅影响后续各阶段的处理质量,也会导致欠优化或完全错误的虚假构造。
对复杂地区的地震资料处理,静校正是关键技术之一,能否解决静校正问题已成为衡量资料处理技术水平高低的重要标准。
因此,复杂地区地震资料处理过程中选择合理、适用的静校正方法越来越重要。
本项目研究是利用基于回折波的层析反演静校正方法,力图解决复杂地区的长波长静校正问题。
利用拾取的初至波通过高精度的层析反演方法反演复杂近地表速度结构,获得高精度的静校正值,进一步提高地震资料品质,为识别和研究低幅构造奠定良好的基础。
与现有的延迟时方法相比,层析方法提供了一种不同于折射模型的静校正计算方法。
层析静校正技术一级类目:油气勘探二级类目:前陆盆地油藏勘探技术三级类目:前陆盆地地震勘探技术——地震资料处理技术技术类型:前沿技术(中试或现场先导试验技术)在地形复杂、老地层出露地区,地表速度横向变化剧烈,折射界面不能连续识别时,传统的野外高程静校正、初至折射静校正很难解决好静校正问题。
层析静校正技术在这些地区尤其是在三维静校正方面具有明显优势。
从低速层底部折射的波可成功地用于计算和改善野外静校正。
层析静校正包括回转射线层析成像和静校正两部分。
1、层析成像首先利用回转射线层析成像估算近地表速度。
把要成像的介质离散成小矩形单元或格子状的网格,每个单元有一个单一速度(v),输入数据是从单炮记录中人工拾取的折射(初至波)旅行时(t), 震源和检波器都位于地表。
速度估算通过解下面方程组获得=?式中,D是射线段的矩阵(m×n),s是未知慢度的矢量(n×1),t为所观测时间的列向量(m×1)。
解方程?的方法很多,一般是最小二乘法和共轭梯度法。
相应的,不同求解方程?的方法形成不同的层析静校正方法。
使观测(拾取的初至折射)和预测的(根据初始模型进行射线追踪得到的)旅行时差最小。
其过程是一个迭代过程,一般分为5步:(1)拾取初至;(2)通过初始速度模型进行射线追踪;(3)射线路径分成小段,使其每个部分包括速度模型的每个网格;(4)对每条射线计算观察和预测的旅行时差;(5)将时差返回到速度模型,并不断地进行修正。
层析成像反演是一个非线形问题。
利用初始模型的一套射线追踪进行线形反演是实际可行的。
好的初始模型一般是根据初至旅行时或区域资料建立的。
当地形变化很严重时,建议用沿着变化的地形初始化的垂向速度梯度建立初始速度模型。
通过反演的速度模型和测井资料对比,回转射线层析成像可以估算比较精确的近地表速度模型。
2、静校正这个过程比较简单,从地面到下延拓基准面(利用所计算出的近地表速度场)垂直估算静校正值,然后用一常数替代速度,通过整体静态时移,将基准面上延到最后基准面。
山地地震勘探中野外静校正问题解决方案的探讨喻兵良 刘玉红 解建建(安徽省勘查技术院,安徽 合肥 230031)摘 要以山西沁水地区煤层气地震勘探数据处理为例,对比分析三种静校正方法应用效果,认为折射静校正和层析静校正方法在山地地震勘探中解决静校正问题方面都有不错的效果。
但由于两种方法又具有各自不同的适用条件,在资料处理时需针对不同勘探区的浅地表地震地质条件和初至波复杂程度对这两种静校正方法进行选择或组合使用。
关键词山地地震勘探 层析静校正 折射静校正 高程静校正 同相叠加中图分类号 P631.4 文献标识码 A doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2019.02.064Discussion on the Solution of Field Static Correction in Mountain Seismic ExplorationYu Bing-liang Liu Yu-hong Xie Jian-jian(Anhui Institute of Exploration Technology, Anhui Hefei 230031)Abstract : Taking the processing of coal bed gas seismic exploration data in Qinshui area of Shanxi Province as an example, the application effects of three static correction methods are compared and analyzed, and the refraction static correction and chromatography static correction methods are considered to have good results in solving static correction problems in mountain seismic exploration. However, since the two methods have different applicable conditions, the two static correction methods should be selected or combined according to the shallow surface seismogeological conditions and the first-arrival wave complexity in different exploration areas.Key words : mountain seismic exploration elevation static correction refraction static correction tomographic static correction phase stacking收稿日期2018-07-01作者简介喻兵良(1965-),男,湖南宁乡人,毕业于原长春地质学院物探专业,高级工程师,长期从事煤田和石油地震数据处理工作。