模型静校正技术研究

摘 要 模型法静校正主若是研究表层结构， 通过小折射、微测井说明结果数据，成立对静校正量计算的合理模型。在低速带建模中， 依照工区的地质资料特点， 通过人工交互说明，选择成立合理的地表厚度模型，和地表低速带速度场，使得模型尽可能优化并接近野外实际情形， 由于大面积、高密度地利用地表观测数据进行三维建模， 较好地解决了复杂浅层地表中长波静校正问题和静校正闭合等问题。

关键词： 静校正 地层结构 近地表建模 1前言 静校正是陆地地震资料常规处置流程中必不可少的一环。在我国许多地域，地表条件比较复杂，静校正问题尤其严峻。目前我国正在做和未做地震勘探的地域，近地表结构复杂，在这些地域静校正问题严峻制约着地震勘探的成效，解决好静校正问题具有重要的理论意义和实际意义。 咱们在推导反射波时距曲线方程时，假设观测面是一个水平面，地下传播介质是均匀的。但实际情形并非如此，观测面不是一个水平面，一般是起伏不平的，地下传播介质通常也不是均匀的，其表层还存在着低速带的横向转变。因此野外观测取得的反射抵达时刻，不知足教科书中给出的双曲线方程，而是一条畸变了的双曲线（如图1-a）。静校正确实是研究由于地形起伏，地表低降速带横向转变对地震波传播时刻的阻碍，并进行校正，让时距曲线知足动校正的双曲线（如图1-b）。美国闻名地球物理学家 CH.迪克斯教授生前曾说：“解决好静校正就等于解决了地震勘探中几乎一半的问题”。我国李庆忠院士也总结说：“静校正是处置好地震资料的敲门砖”。正因如此，自从多次覆盖勘探技术显现开始，世界各国的专家学者对静校正方式进行了大量的研究工作，进展了不同的静校正方式。 图1-a 静校正前 图1-b 静校正后

图2-a 未作静校正的叠加图 静校正是实现CMP（共中心点）叠加的一项最要紧的基础工作，它的好坏直接阻碍叠加成效，决定叠加剖面的信噪比和垂向分辨率（图2）。静校正工作不仅阻碍叠加成效，而且还阻碍叠加速度分析的质量（图3）。事实上，

高频静校正异样的作用还相当于高阻低通滤波器，使子波的相位发生畸变，使高频振幅衰减严峻。因此，在处置高分辨率资料时也要高度注意静校正问题。

图2-b 作静校正的叠加图

图3b 作静校正的速度谱 图3a 未作静校正的速度谱 静校正量信息来自于两个方面：一是从野外直接观测数据进行整理换算，如地面高程数据、井口检波器记录时刻、微测井数据、小折射数据等；二是从地震记录中，依照地下反射波信息或是初至波记录信息来求取校正量。一样来讲，前者称为基准面校正或野外静校正，后者称为反射波剩余静校正（不包括初至折射波法）。关于多数地域这两种静校正工作都需要，后者在前者完成以后进行。 一个地震道对应一个炮点和一个接收点，就一个地震道而言，它的校正量应是炮点校正量和接收点校正量的和。关于地表一致性模型来讲，一个道的静校正量是一个时刻常量。这事实上是假定抵达同一接收点的所有射线，当它们接近抵达地眼前，其传播途径均与地面近于垂直。为此要求表层速度与下伏地层速度之间有着明显的不同（由低到高）。只有如此咱们才能依照斯奈尔定律，使浅、中、深层反射经太低降速带时，几乎遵循着同一途径，因此它们的静校正量才大致相同。当表层速度高到与下伏地层速度相近时，浅、中、深反射在接近抵达地面之前途径是不同的，波经太低降速带所走的路程长度与反射波时刻有关。这是非地表一致性模型，也确实是所谓的“静校不静”的问题。 炮点或接收点的静校正量沿空间方向转变的曲线，和其它波形一样，能够分解成高频分量和低频分量。高频分量的静校正称为短波长分量静校正。相应地，低频分量的静校正称为长波长分量静校正。长、短波长的划分是相关于野外观测排列长度而言的，小于一个排列长度范围内低降速层转变引发的静校正量称为短波长分量，它严峻地阻碍CMP叠加的成效；大于一个排列长度范围的低降速层转变（即区域异样）引发的静校正量称为长波长分量，它对CMP叠加成效一样来讲阻碍不十分明显，但阻碍小幅度构造的勘探，产生构造假象或使构造要素畸变。在数字处置进程中，长波长分量不易被发觉，校正起来加倍困难。 图4地表条件复杂、恶劣 复杂地表静校正技术是陆上地震勘探中的一项难题，也是制约我国油气勘探的瓶颈。中国西部的地表条件极为复杂，地表一样为沙漠、沙漠、黄土塬、山地等，中国南部地域近地表结构也很复杂，多溶洞，基岩直接露头，表层含有花岗岩的高速层等山区，这些地域地形起伏比较大，表层岩性转变超级猛烈，低降速带厚度转变大，激发接收条件复杂等引发的近地表条件纵横向转变猛烈。受近地表地形和低降速带的阻碍，一方面使反射资料不能成像，另一方面会使地下构造发生扭曲。因此，研究复杂地表静校正方式，可大大提高地震勘探的精度和钻井成功率，关于降低勘探风险，节约勘探本钱有着重要的意义。 中国地质大学地球物理与信息工程学院王彦春教授工作小组在静校正方面做了10余年的研究工作，提出了一系列有关于静校正方面的理论和实现方式，并开发了一系列的有关于静校正方面的产品。本技术手册介绍模型法静校正系统(SPI 的软件系统和理论基础。

2 模型法大体原理 近地表模型研究的内容 依照关于静校正的概念，近地表模型研究要紧包括4方面的内容：(1)近地表介质研究，包括风化层、低/降速层的岩性和结构等特性，以取得对近地表地层的地质及地球物理特性的正确熟悉；(2)近地表地层地球物理参数研究，研究并取得包括地表高程转变、近地表地层厚度及速度信息；(3)地震参考基准面及近地表模型建模方式研究，通过选取适合的地震参考基准面，在前期研究的基础上，综合利用各类信息，成立适合的近地表模型，结合所取得的近地表参数进行计算，取得由风化层或低速的近地表介质所引发的静校正量；(4)静校正方式流程研究，结合所成立的近地表模型，研究适合的静校正处置流程，最终取得一个在没有近地表模型阻碍的平面上进行搜集所取得的反射波波场。

近地表模型介质研究 关于近地表介质的研究，地质学家和地球物理学家有着不同的方式和观点，具体概念上也有所不同。为了与地质风化层的概念相区分，地震风化层前后被称为表层校正带和浅部充气层等。在大部份情形下，地震风化层厚于地质风化层，地震风化层是由几厘米到50或更厚的低速物质组成的。低速层的岩性、厚度、速度和密度不但在横向上猛烈转变，而且有极高的能量吸收作用，也常常有能量的散射作用。另外依照研究，风化层通常起到高阻(低通)滤波作用。 最近几年来很多地球物理学家别离针对不同类型的近地表进行了相关研究，夏竹等对中国西部复杂地表地域的近地表特点与近地表结构进行了研究，对山地、黄土塬、沙漠和沙漠4种典型的复杂地表地域的近地表地层的地质、地球物理特性及对静校正、速度分析、叠加成像等的阻碍进行了详尽的分析。Chandola对印度Cauvery盆地砂岩出露区的近地表模型进行了研究，并指出了近地表模型对该区地震数据搜集和处置的重要意义。除研究近地表介质的类型和岩性等地质特性外，近地表地层的时变性也是大伙儿所关切的一个问题。关于近地表岩层的速度，Mike Cox对包括固结岩石和非固结岩石、泥、水、雪、冰及永冻层的速度特点作过详细的研究。Tsvankin对阻碍静校正量计算的速度各向异性特点进行了研究，对平行岩层面与垂直岩层面的速度比进行了估算。

地表模型与静校正的地质与地球物理意义 在实际的地震数据处置中，尽管超级重视对近地表模型的研究，但大多把近地表模型和静校正的处置当做了纯数学的计算，而实际处置中也以简单的时移作为表征。从地质角度来看，近地表模型是由一层或多层岩石所组成的接近地表的地质体。该地质体具有明显的地质特点，如速度不均，厚度转变大，孔隙一样比较发育，孔隙中一样充填气体，各向异性特点比较明显等。从地球物理的角度来看，能够快要地表模型看成是从地表开始向下的一层或多层介质，速度和厚度一样都在水平和垂直方向转变，能够引发地震波传播途径的改变和地震波场的畸变，从而改变从地表接收到的来自深部地层的反射波的波场特点，其表征为地震波旅行时刻、频率、振幅和相位等的转变。 相应地，从地质角度来看，静校正是对近地表地质体特点及地震波在其中传播结果的一种数学描述，尽管实际应用中其表征和最终的结果是计算出并加以应用的静校正量，但静校正量的求得是成立在对近地表地质体描述的基础上的。从地球物理的角度来看，静校正是对由近地表地质体引发的地震波场传播畸变的一种校正，尽管这种畸变包括了各类地震波场特点的一些转变，但从目前传统的静校正处置来看，所考虑的仅仅是对传播时刻改变的校正，其他的改变那么利用振幅补偿、地震波衰减补偿等处置手腕进行校正。在传统的数据处置中，由近地表模型所引发的静校正量仅考虑了由近地表地层的厚度、速度、高程等计算所得的中长波长静校正量，中短波长静校正量由剩余静校正来解决，但实际情形远非如此。由近地表模型计算所取得的中长波长静校正量仅仅是对真实近地表模型的一种近似，因为近地表地层中传播的地震射线并非垂直，专门是近地表地层的速度存在横向转变，或近地表地层的各向异性较强时，这种计算就加倍不准确。而往往这种各向异性和射线途径所引发的误差是中短波长的静校正，尽管地震波在深部地层的传播进程中也会伴有微小的传播时刻上的转变，但实际应用中所碰到的短波长静校正量也大多是由于近地表模型所造成的。因此，仅仅由中长波长的静校正量来描述近地表模型是不准确的。 在实际应用中，上述的这种不准确性能够通多余余静校正的计算进行纯数学上的校正，可是，正像中长波长静校正量的计算一样，这种计算是把纯粹的地震波场传播问题简化为纯数学的问题来进行处置，把速度、介质的厚度(波传播途径)简化为简单的时移问题，事实上也没有从全然上解决静校正的问题。更合理的方法是考虑所有存在的静校正量进行反演，对近地表地层进行描述并在此基础上求得对地震波场畸变的校正。而这种反演取得的结果，不但会使反演出的近地