一种有效的P-SV转换波静校正的方法

一种有效的P-SV 转换波静校正方法潘树林，高磊，周熙襄，钟本善成都理工大学信息工程学院，四川成都（610059）摘 要：P-SV 转换波静校正是转换波处理中的一个难题。

共接收点叠加道集相干算法在地下构造平缓的时候是一种很有效的方法，但是当地下构造倾斜或者较为复杂，该方法不能计算出正确的静校量。

本文提出了一种改进的共接收点叠加道相干算法。

算法可以分三步进行：1、对炮点和检波点进行基准面校正。

2、在共接收点叠加剖面上选择一个最优相干时窗进行相干，求取“静校正量”。

3、根据纵波对应层位的地下构造对相干结果进行校正。

该方法通过模型试验验证有效，很好地解决了在地下反射层构造复杂时转换波静校正问题。

关键词：转换波，共接收点叠加道，静校正，相干作为多波多分量地震勘探主体的P-SV 转换波地震勘探，处理难度远远大于常规纵波勘探。

其中P-SV 转换波静校正就是其中难题之一。

横波在液体中传播速度变小，因此和纵波不同，横波静校正量不仅与表层低速带有关，还受到潜水层的影响。

所以，在一般情况下，横波静校正量远大于纵波静校正量，并且横波静校正量变化比纵波静校正量变化更加复杂。

对于P-SV 转换波静校正问题，很多学者专家提出了各自的解决办法。

归结一下，大体可分为以下三种思路：一、Armin W. Schafter(1991)提出的转换波折射静校正方法，该方法通过横波折射波建立横波的表层模型与厚度模型，然后根据模型通过正演计算各点的静校正量。

这种方法和常规的纵波折射静校正思路相同，需要根据正演结果不断的调整模型最终获得较为理想的结果。

但是，考虑到模型的多解性和实际操作的复杂，该方法在实际应用中难以取得理想的效果。

二、P.W.Cary 和D.W.S.Eaton(1993)年提出利用共接收点道集相干[1][2]来解决短波长的较大的静校正量。

该方法在构造平缓的地区效果较为理想，求取的是接受点的静校正量。

但是在地形较为复杂的情况下，该方法失败。

在该方法提出后，国内很多学者对方法提出了改进意见，较有代表性的有唐建侯和张金山（1994）年提出的消除P-SV 波大静校正量的方法[2]。

三、其他一些方法。

如姚姚提出的利用p −τ变换法对折射横波（或反射横波）拾取“初始剩余静校正量”等[2]。

上述方法对转换波静校正问题的解决提供了很好的思路，但是，转换波静校正问题仍然没有得到很好的解决[5]。

本文提出了一种基于P.W.Cary 提出的共接收点道集相干方法，充分利用纵波资料处理结果的转换波静校正方法，为转换波静校正问题提供了一个新的思路。

1. 方法原理1.1 共接收点道集相干法原理[1][2][3][4][6]根据地表一致性条件，任意一道转换波总的静校正量都可分解为4部分：k ij k j i ij y h c g s t +++=2……………………（1） 式中i s 是i 位置炮点静校正，j g 是j 位置接收点静校正，k c 是共中心点k 位置剩余正常时差，它随炮检距h 的平方而变化，k y 是由于构造引起的静校正量。

炮点静校正量i s 采用P 波的常规方法求取。

接收点j g 的静校正利用转换波共接收点叠加剖面来求得。

根据地表一致性假设条件，在构造平缓的情况下，检波点产生的静校正量远大于动校正的剩余时差和地层倾斜产生的静校正之和。

既：k ij k j y h c g +>>2 (2)因此经P 波炮点静校正后有i ij g t ≈ (3)那么每一道的静校正量可由下式计算：)]()(max[t G t P g j j j ⊗= (4)式中j g 为第j 个接收点⊗的静校正量，)(t G j 为第j 个共接收点(CRP)的叠加道。

⊗代表相关，)(t P j 为参考道，且∑+−=+=j n j k k k j g t G t P 1)()( (5)其中n 为参考道的叠加道数。

1.2 共接收点道集相干法的限制条件共接收点道集相干法，假设构造平缓认为检波点产生的静校正量远大于动校正的剩余时差和地层倾斜产生的静校正之和。

既：k ij k j y h c g +>>2但是实际情况往往地下界面存在倾角或者起伏，当倾角或者起伏达到一定程度，上式不成立。

在这种情况下求得的静校正量是实际静校量j g 和地层倾斜产生的静校量k y 之和。

因此，共接收点道集相干法使用条件受到很大限制。

转换波处理一般在纵波处理后进行，这时我们已经获得了纵波的叠加剖面，并且通过纵波的叠加剖面我们知道了地下大体的构造。

下面的方法就是充分利用这些已知信息对共接收点道集相干法进行改进提出的。

1.3 改进的共接收点道集相干法1.3.1 高程静校正共接受点道集相干法求取的静校正量为短波长静校正量，因此如果我们能够通过一定的手段求出部分静校量，缩小未知校正量的范围，必然会提高计算的精度。

在这里我们选用基准面静校正做该处理。

由于横波传播受到潜水层的影响，必然存在以下关系：s p p ij ij ij v v t t t ×=>/…………………………（6） 其中，ij t 为某检波点实际静校正量绝对值，/ij t 为该检波点根据纵横波速比s p v v 和该点处纵波静校量绝对值pij t 求取的静校正量。

通过上式，我们可以计算出检波点转换波的部分静校量，将未知校正量的范围缩小。

1.3.2 在最优时窗内进行相干处理我们把叠加剖面内包含最明显同相轴，并且干扰最少的时窗称为相干最优时窗。

相干最优时窗是叠加记录中信噪比最高的时窗。

由于静校量对地下各个层位的影响是相同的。

因此，如果我们选择一个相干最优时窗进行相干处理，和选择全时窗处理应该可以得到相同的结果[7][8]。

在实际资料中，由于不是每个层位都有较高的信噪比，如果以整时窗进行相干，往往由于噪音的影响得不到好的结果。

使用相干最优时窗，不仅仅减小了计算量，更重要的是可以减少噪音影响，求取更加准确地结果。

1.3.3 根据纵波叠加剖面校正相干结果在复杂反射层下，地层倾角静校量k y 不能忽略。

式（1）不能够推出式（3）的结论。

此时，根据式（4）计算得到的i g 里面包含了地层倾角静校量k y 。

既：k i ij y g t −≈ (7)因此，如果可以把倾角影响k y 求出来，然后从求取得结果中减去这个影响，就可以解决静校正问题。

单纯依靠转换波资料是很难求取地层倾角对静校正量影响的。

考虑到在转换波资料处理时，纵波资料处理一般已经完成，我们通过在纵波叠加剖面上拾取低下层位的办法来求取地层倾角产生的静校量k y 。

2. 理论数据试验为了验证方法的有效性，建立了一地层存在倾角的模型进行验证。

模型如下图所示：通过正演得到图1模型对应的地震记录，按照前面叙述的方法对地震记录进行处理。

处理流程如下：1、 抽取共检波点道集，进行共检波点叠加。

2、 利用已知纵波叠加剖面，确定某层构造形状（本文已知模型，可以直接得到地下构造形状）。

3、 按照共检波点叠加道相干法获得个检波点对应的“静校正量”（包含地层倾角影响）。

4、 根据第二步得到的地下构造信息和第三步求取得“静校正量”计算各建波点实际静校正量。

图1 正演模型（黑色线为地表，红色线为地下反射界面） Vs =1000m/sVp= 2000m/s倾角 = 11.5o图2 仅进行炮点静校正量得到的共检波点转换波时间剖面可以明显的看出，图2共检波点叠加剖面由于没有进行检波点静校正，得到的叠加信息包含了地表和地下反射界面的复合信息。

只要确定出地下界面的影响就可以解决静校正问题。

图3是原相干法及本文方法求取静校量和实际静校量的对比曲线，从曲线中可以很明显的看出，原相干法由于忽略了地下构造的影响，把地下倾角的影响也记入了计算静校量，造成了方法的失败。

本文方法由于考虑了地下构造影响，把这一部分影响予以消除，求取了较为准确的静校正量。

图4为地下构造在图2叠加剖面上的映射。

图5为经过本方法静校后的共检波点叠加剖面。

对比图5和图6，可以看出：原来的共检波点叠加道相干法从本质上是，对没有经过检波点静校的叠加剖面中的同相轴进行拉直来确定静校量的，因此，仅对水平反射层有较好的效果。

而本方法在考虑了地下构造形状的前提下，使用相干进行静校正量的求取，理论上，如果结合纵波叠加剖面，在共检波点初叠剖面上选择最优时窗进行相干处理，可以解决复杂地下构造情况下的静校正问题。

3. 结论本方法是充分利用纵波处理结果，对原共检波点叠加道相干法的充实和改进，克服了原方法对地下反射层必须水平的限制，实验证明，该方法可以有效地解决复杂构造下的转换波图5 使用本文方法进行静校后得到的共检波点叠加剖面 图6 使用原相干法进行静校后得到的共检波点叠加剖面图4 根据纵波叠加剖面确定的地下构造形状（本文根据模型直接获得）静校正问题。

当然，实际资料处理中要得到准确的静校正量，必须对转换波资料进行精确的速度分析和动校正[9][10]。

参考文献(1) Cary P W and Eaton D W S .A simple method for resolving large converted-wave(P-SV)static..Geophysics，1993.58(3):429~ 433(2) 唐建候，张金山.消除P-SV波大静校正量的方法.石油地球物理勘探，1994.29(5):650~653(3) 赵秀莲等，转换波剩余静校正方法与应用. 石油地球物理勘探，2004.39(5):533 ~538(4) 李国发等.转换波地震资料处理的关键问题与解决方法. 中国矿业大学学报，2005，34(1):42~45(5)邹强，山地静校正若干问题研究，成都理工大学博士论文，2004:123~ 204(6)郭桂红等.转换波的静校正.吉林大学学报，2003.33(4):543 ~544(7)钟本善等.转换波勘探的若干问题，西南石油学院学报，1995，17(3): 17~27(8)张建中，地震勘探初至波正反演及静校正方法研究，成都理工大学博士论文，2001:200~220(9)刘洋，我国陆上转换波质量评价，石油地球物理勘探，2002，37(2):192~195(10)胡中平，张山，低速带校正的一种途径，石油物探，1995，34(1):53~57A effective way to resolve statics of converted P-SV wavePan Shulin, Gao Lei, Zhou Xixiang, Zhong BenshanChengdu Univerisity of Technology,Chengdu, China (610059)AbstractStatics of converted P-SV waves is a difficult problem .Common receiving point stack traces correlation can resolve this problem when the structure is smooth;but when the structural dip is too large and structure is complex,it can't get the ture valueof statics by this means.This paper advanced a method which base on the Common receiving point stack traces correlation, for the problem.The method has three step.Firstly,datum correction for the shot points and receiver points.Secondly,get value of "statics" by using the coherence of common receiving point stack tracens in the best stly,correct the value of "statics" by the structure which get from the P waves stack section.The method has been proved effective by model.It can resolve the problem of static when the structure is complex.Keywords: coverted wave;common receiving point stack traces; statics; correlation作者简介：潘树林，男，1979年生，博士研究生，现就读于成都理工大学信息工程学院，地球探测与信息处理专业，主要从事地震资料的分析处理研究工作。