基于三維地震數(shù)據(jù)的靜校正方法研究

基于三維地震數(shù)據(jù)的靜校正方法研究

在3d地震波靜態(tài)重建中，炮點采用垂直波靜態(tài)校正，檢測點采用水平波靜態(tài)校正。本文重點研究基于橫波微測井資料的模型靜校正、縱橫波共檢波點疊加相關法轉換波靜校正技術,解決轉換波的中、長波長靜校正量問題,采用地表一致性剩余靜校正解決短波長靜校正量問題,從而達到逐步提高轉換波成像質量的目的。1基于橫波的微井數(shù)據(jù)的模型靜校正喇嘛甸三維三分量地震工區(qū)的檢波點面積為258km1.1微測井數(shù)據(jù)分析縱波和轉換波的微測井解釋結果表明,橫波的表層結構遠比縱波復雜。從圖1所示檢波線1265的近地表結構可見,橫波模型為3~4層結構(圖1a),而縱波為2層結構(圖1b),縱波與橫波的高速層頂界完全不一致,體現(xiàn)出橫波高速層底界對應風化層底,縱波高速層底界對應潛水面位置。以微測井1252為例,縱波低速層厚度為3m,速度為657m/s,不發(fā)育降速層,低、降速帶總厚度為3m,高速層速度為1740m/s;而橫波低速層厚度為12.88m,速度為160m/s,發(fā)育2個降速層,降速層1的厚度為17.72m,速度為242m/s,降速層2的厚度為21.17m,速度為307m/s,橫波的低、降速帶總厚度為51.78m,高速層速度為429m/s.全區(qū)縱波微測井解釋表明,縱波表層主要為2層結構,局部發(fā)育降速層。低速層速度為300~900m/s,厚度為2~24m;降速層速度為700~1300m/s,厚度為0~50m;高速層速度為1550~1900m/s,分布頻數(shù)最大為1600m/s.橫波表層大部分區(qū)域為4層結構,低降速帶總厚度為35~55m,平均速度為210~270m/s,局部發(fā)育多層結構,高速層速度為350~450m/s.1.2內(nèi)插計算對比在微測井解釋基礎上確定了表層的各層厚度及速度空間分布。如圖2所示,A、B點為微測井控制點,其高速層底界深度為D為保證模型的準確性,在建立表層模型時采用三角網(wǎng)格插值算法實現(xiàn)曲面建模。首先,求取平面點集的凸殼,形成初始三角網(wǎng)格,然后逐點插值(圖3)。內(nèi)插計算可表示為其中:v在近地表調(diào)查中,微測井點間距通常為1000m,而檢波點間距為40m,橫波模型中降速層的局部厚度變化快,底界存在突變點,給三維模型的建立帶來困難?？v波模型的厚度小于10m,而橫波模型厚度約為60m;縱、橫波的低降速層底界形態(tài)不存在任何對應關系,縱波低降速層的底界與潛水面一致,橫波低降速層的底界為風化層的底界;縱波低降速層的速度存在明顯的橫向變化趨勢,而橫波表層各層的速度橫向變化趨勢不明顯,降速層尤為突出。此外,研究區(qū)西部低降速帶厚度大(約為60m),其他地區(qū)為40~50m,橫波的平均速度與低降速帶厚度不存在對應關系,速度高值區(qū)(約為280m/s)位于該區(qū)南部,其他區(qū)域約為240m/s.采用層間相關系數(shù)法與三角網(wǎng)格插值建立的表層速度與厚度模型在平面上分布合理,不存在局部突變。1.3靜校正量的計算基于精確的近地表模型(包含近地表各層的速度和厚度)可準確求取橫波靜校正量。因此,通過求取靜校正量的低頻成分確保構造背景的正確性,即有式中ShHn———層數(shù)。研究表明,由于橫波模型的厚度大、速度低,引起的靜校正量遠比縱波大,喇嘛甸區(qū)塊檢波點的橫波靜校正量為100~180ms,且該區(qū)北部靜校正量大,南部相對較小,而檢波點的縱波靜校正量為15~40ms.在全區(qū)范圍內(nèi),檢波點的橫波靜校正量與縱波靜校正量沒有統(tǒng)一的比例系數(shù),所以用檢波點的縱波靜校正量乘以某一系數(shù)作為其橫波靜校正量明顯不合理(因為不能真實反映地下構造形態(tài))。而基于微測井模型求取的橫波靜校正量很好地解決了長波長問題,能夠保證縱波與轉換波剖面所反映的構造形態(tài)的一致性。2轉換橫波長波長靜校正量的確定共檢波點疊加可提高信噪比、增強反射能量,拾取較強的參考層進行平滑得到的時移量可作為短波長的靜校正量。喇嘛甸區(qū)塊轉換波資料品質較好,構造簡單,對應薩一油層組頂面的T轉換波的任何延遲對各接收道是一致的,共接收點疊加道上的延遲對該道每一個同相軸也是一致的,靜校正后能拉平同相軸(應注意在低幅度構造區(qū)也可能拉平構造)。共檢波點疊加相關法轉換波靜校正的實現(xiàn)過程為:(1)在縱波和轉換波共檢波點疊加剖面上分別拾取同一地質層位(T由于研究區(qū)邊部覆蓋次數(shù)小,資料品質差,僅有檢波點分布區(qū)域的靜校正量變化不明顯。但是,在該區(qū)炮點分布范圍內(nèi)求得的靜校正量變化合理,能夠滿足滿覆蓋區(qū)轉換波的成像質量要求。由統(tǒng)計結果可以看出,檢波點靜校正量為-60~60ms,說明在轉換波模型法靜校正之后仍存在較大的靜校正量,同時表明該方法可解決轉換波的中、長波長靜校正問題。從靜校正前、后疊加的對比結果可見,模型法靜校正后存在明顯的同相軸抖動現(xiàn)象,如圖4a中橢圓、矩形框位置所示,采用共檢波點疊加相干靜校正后消除了同相軸的扭曲現(xiàn)象,同相軸變得連續(xù)而光滑(圖4b),表明解決了影響構造的靜校正問題。3轉換波剩余靜校正量的確定在應用模型靜校正與共檢波點疊加相關法靜校正后,遺留的問題是通過解決短波長靜校正問題提高轉換波的成像精度,突出層間細節(jié)。短波長問題可認為其靜校正量滿足隨機分布的特點,不必考慮轉換波上行、下行波長的不同(將其視為統(tǒng)一的波長綜合考慮)。因此,應用與縱波相同的地表一致性剩余靜校正方法來提高轉換波的成像精度,且在延遲時間統(tǒng)計中放寬最大允許時差范圍并做適當?shù)募僭O。假設某一同相軸的反射時間由炮點和接收點靜校正量、地下一致性構造時間和剩余動校正量構成,即有式中SRGX(3)式中有4個未知變量,而道集中每個地震道對應(1)式有一個方程(方程個數(shù)小于未知變量的個數(shù)),其解是不確定的。其中,X選取相鄰5~7個道集構成模型道,轉換波的剩余靜校正量比縱波大,喇嘛甸工區(qū)覆蓋次數(shù)為112次,選60~70道,增強有效信號的統(tǒng)計效應,減小噪聲影響,增加計算的穩(wěn)定性。選擇信噪比高、橫向反射連續(xù)的T式中ε———加權最小平方誤差;W由(4)式迭代分解求出各炮點和檢波點的剩余靜校正量。結合道集速度分析,對喇嘛甸工區(qū)轉換波進行了2次剩余靜校正,平面各點統(tǒng)計得出最終檢波點的剩余靜校正量為±10ms,炮點剩余靜校正量為±5ms,而且靜校正量值較大區(qū)域分布在資料信噪比低和不滿覆蓋次數(shù)區(qū)。與圖4相比,圖5中目的層(T4轉換波靜校正的展望和展望雖然喇嘛甸工區(qū)三維轉換波成像證實了該方法的有效性,但由于轉換波靜校正問題的特殊性(例如:近地表結構復雜、靜校正量大、初至波難以拾取等),致使現(xiàn)有方法仍存在靜校正精度不如縱波精度高的問題,進而影響了構造成像的準確性及振幅保真度。此外,“靜校不靜”的客觀現(xiàn)實在轉換波靜校正中表現(xiàn)更為突出:橫波靜校正在不同層位有不同的靜校正量,一個靜校正量不能滿足所有層位需求(轉換波比縱波表現(xiàn)突出),尤其是復雜構造區(qū)域的轉換波靜校正難度更大。因此,還有待于進一步地探索和研究。綜上所述,通過研究構造相對簡單條件下的三維轉換波靜校正問題,系統(tǒng)給出了由大到小逐次求取轉換波靜校正量的方