折射靜校正技術(shù)在松遼盆地的應(yīng)用

折射靜校正技術(shù)在松遼盆地的應(yīng)用

根據(jù)地震波傳播的基本理論，地震波勘探的基本假設(shè)條件是土壤水平，地下介質(zhì)均勻，但實(shí)際野外地震的觀測(cè)和觀測(cè)無法與理論完全一致。地表起伏、低速帶厚度、平坦速度變化、炮點(diǎn)和檢測(cè)點(diǎn)高度的差異以及各接收點(diǎn)的高度差，導(dǎo)致各接收點(diǎn)的地震波傳播時(shí)間。為了消除地表因素的負(fù)面影響，變形傳播時(shí)間曲線恢復(fù)為超球方程，必須進(jìn)行靜校正處理，以真正反映地下的地質(zhì)情況。靜校正是地震波勘探中較為重要和復(fù)雜的環(huán)節(jié),著名的地球物理學(xué)家迪克斯教授生前曾說,解決好靜校正就等于解決了地震勘探中幾乎一半的問題,特別是在三維地震勘探中,對(duì)地下小幅構(gòu)造的精度要求較高,靜校正就顯得尤為重要。松遼盆地大部分的地表高程變化不大,靜校正問題不突出。但松遼盆地的第四紀(jì)沉積不均勻、高崗、沼澤地、水泡子、山前等地表情況的差異,地表高程起伏不定,存在著嚴(yán)重的靜校正問題。隨著三維地震采集的應(yīng)用和三維勘探面積的不斷擴(kuò)大,野外地震采集采用的微測(cè)井或小折射進(jìn)行的靜校正測(cè)量,測(cè)點(diǎn)過稀,控制不了低速帶的厚度和速度的變化帶來的不良影響,地震處理時(shí)會(huì)造成很大的靜校正誤差,嚴(yán)重影響了地震處理成果的分辨率和信噪比。針對(duì)以上問題,我們?cè)谏a(chǎn)處理中,應(yīng)用三維折射靜校正技術(shù),重新計(jì)算工區(qū)內(nèi)所有炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)的靜校正量,來解決松遼盆地靜校正的中低頻分量和部分高頻分量,較好的解決復(fù)雜地表?xiàng)l件下野外近地表風(fēng)化層引起的靜校正問題,對(duì)改善地震處理的質(zhì)量和提高信噪比是有效的。1折射靜校正方法地震折射靜校正的信息來源于地震采集時(shí)生產(chǎn)炮的初至信息,即:風(fēng)化層底面(即高速層頂界面)是一個(gè)良好的折射界面。地震采集時(shí)當(dāng)炮檢距達(dá)到一定的距離時(shí),記錄初至為上述界面的折射波,通常稱為地震初至折射波。折射靜校正方法是從初至折射時(shí)間中計(jì)算長(zhǎng)波長(zhǎng)和短波長(zhǎng)靜校正量。其基本理論模型如下:(式中,2維折射靜校正的步驟當(dāng)風(fēng)化層底面(即高速層頂界面)變化平緩,地表水平,近地表速度穩(wěn)定時(shí),則共炮點(diǎn)道集的初至曲線比較平滑,不存在靜校正問題,我們拾取的折射波初至?xí)r間也是比較平穩(wěn)的,曲線之間相互平行,這些共偏移距初至曲線與它們的折射界面也有一定程度的相似性。但實(shí)際上風(fēng)化層的厚度是變化的,速度也是變化的,導(dǎo)致共偏移距初至曲線也是變化的。因此用一定的擬合步長(zhǎng),對(duì)這些共偏移距初至曲線進(jìn)行擬合。然后將擬合時(shí)差分解成炮點(diǎn)剩余靜校正量和檢波點(diǎn)剩余靜校正量,并應(yīng)用到折射初至?xí)r間上進(jìn)行校正,如果我們所計(jì)算的靜校正量正確,則校正后的共偏移距初至曲線比較平穩(wěn),否則,再對(duì)靜校正后的共偏移距初至曲線進(jìn)行擬合,反復(fù)迭代,直到滿足條件為止。進(jìn)行三維折射靜校正的步驟如下圖1流程所示。具體做法如下:(1)折射靜校正的基準(zhǔn)面的確定?；鶞?zhǔn)面是用戶在一個(gè)工區(qū)內(nèi)所選用的參考面,對(duì)于松遼盆地,地表高程變化不大,基準(zhǔn)面一般采用水平面,根據(jù)純基準(zhǔn)面靜校正可能小,滿足處理上疊加、偏移需要的原則,我們一般求取工區(qū)范圍內(nèi)的平均地表高程并作平滑,來做為折射靜校正計(jì)算的基準(zhǔn)面;(2)人工拾取參考初至?xí)r間。選取初至較好有代表性的一炮,拾取其初至?xí)r間,作為其它炮的參考初至?xí)r間。如果人工逐炮拾取,效率較低,會(huì)影響資料處理的進(jìn)度,因此,我們要盡量的讓計(jì)算機(jī)自動(dòng)拾取。在求取了參考初至?xí)r間后,根據(jù)用戶給定的空間時(shí)窗長(zhǎng)度自動(dòng)判別,通常我們給100ms,它是以初至?xí)r間為中心的某一范圍;(3)利用培訓(xùn)好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自動(dòng)逐炮初至拾取,由于三維工區(qū)地表?xiàng)l件變化大,不同束之間或同一束內(nèi)部,可能需要對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用新數(shù)據(jù)重新進(jìn)行培訓(xùn),以達(dá)到較好的拾取效果;(4)交互修改自動(dòng)拾取的結(jié)果。由于地表?xiàng)l件的差異使野外采集資料的初至不穩(wěn)定,在自動(dòng)拾取時(shí)無法保證拾取的結(jié)果都是正確的。另外,低降速帶底面(即高速層頂界面)也不是穩(wěn)定不變的,導(dǎo)致折射波也存在差異,一些地段為初至波,一些地段可能不是初至波,而我們?cè)谟?jì)算靜校正量時(shí),折射波的初至?xí)r間要求是同一個(gè)穩(wěn)定折射層的,因此我們需要交互修改自動(dòng)拾取的結(jié)果;(5)共偏移距初至曲線擬合。野外采集資料的初至無法保證來自于同一個(gè)折射層,我們也不必利用采集資料的所有初至。通常情況下,我們的算法要求來自于同一折射層的初至?xí)r間,因此我們可以選擇一段偏移距的范圍,保證這個(gè)范圍內(nèi)的初至來自于同一折射層,利用這段資料做初至曲線擬合。(6)對(duì)折射波初至?xí)r間進(jìn)行靜校正。首先將計(jì)算的校正量分解到炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)上,并應(yīng)用到初至折射時(shí)間上進(jìn)行校正,使共偏移距曲線相互平行,變化平緩。一般停止迭代的標(biāo)準(zhǔn)是,計(jì)算的校正量小于一個(gè)采樣間隔時(shí),就認(rèn)為滿足條件,否則,繼續(xù)計(jì)算,通常迭代3到5次就可滿足收斂條件。3折射靜校正技術(shù)本次實(shí)例所用三維資料位于松遼盆地南部長(zhǎng)嶺斷陷中部隆起地帶,工區(qū)地勢(shì)較為平坦,平坦區(qū)域(中部)為草墊子,局部區(qū)域有高崗(南部、北部崗子已連片,并且崗子上多為片林),全區(qū)海拔在150m-200m。區(qū)內(nèi)村莊較少,多集中在南北部?jī)蓚?cè),全區(qū)共計(jì)大小村鎮(zhèn)三十多個(gè),一個(gè)較大的水泡子。本區(qū)地表被農(nóng)田、草場(chǎng)和堿地、林帶、高崗等所覆蓋。淺層地震地質(zhì)條件較復(fù)雜,局部地區(qū)激發(fā)和接收條件較差。為了分析該工區(qū)的靜校正問題,繪制了檢波點(diǎn)高程平面圖以及野外靜校正量平面圖和折射靜校正平面圖(如圖2,圖3,圖4),從對(duì)比可以看出,由于野外小折射資料的測(cè)量受地形、地貌的影響較大,以及人工解釋時(shí)的人為因素,圖2與圖3比較,雖然符合高程曲線的變化規(guī)律,但一致性較差。對(duì)比圖2與圖4,可以看出兩者的一致性較好,折射靜校正基本反映了地表的真實(shí)情況。當(dāng)?shù)乇淼匦纹鸱偷退賻俣冗B續(xù)變化大于一個(gè)排列長(zhǎng)度時(shí),可以造成較大的靜校正中低頻分量,導(dǎo)致記錄時(shí)間產(chǎn)生失真,造成反射層地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)發(fā)生畸變,從圖5為過水泡子的初疊剖面可以看出,圖6為過水泡子的野外靜校正剖面,圖7為過水泡子的折射靜校正的剖面,后兩者經(jīng)過相同的處理流程,從對(duì)比可以看出,野外采用的微測(cè)井或小折射靜校正,由于測(cè)點(diǎn)過稀,控制不了低速帶的厚度和速度的變化,與折射靜校正在局部區(qū)域的差異可達(dá)到15ms左右,這足以形成小幅度假構(gòu)造,而經(jīng)過折射靜校正后基本解決了此問題,使反射層的連續(xù)性變好,信噪比提高,而且一些由于成像差而出現(xiàn)的假斷層和小構(gòu)造消失。針對(duì)松遼盆地存在的地質(zhì)問題,提出了高精度的靜校正技術(shù)。而靜校正即是一項(xiàng)復(fù)雜的工作,但又是必須做好的一項(xiàng)工作,它的好壞直接關(guān)系到數(shù)據(jù)處理的成敗,而折射靜校正技術(shù)的主要特點(diǎn)是采用對(duì)比折射法延遲時(shí)求解,其精度不受彎曲折射界面和速度的影響,適用于山地、丘陵、草甸、沙崗、林帶等復(fù)雜地表,在共炮、共檢、共偏移距、空間、時(shí)間域一次性實(shí)現(xiàn)炮檢點(diǎn)延遲時(shí)的最小二乘法分解,因此能很好的解決中長(zhǎng)波長(zhǎng)靜校正問題。在近幾年的資料處理中,將此技術(shù)與野外微測(cè)井、小折射得到的靜校正量作對(duì)比試驗(yàn),結(jié)果表明,在共偏移距剖面上,經(jīng)過折射靜校正后的初至光滑,而野外靜校正量的應(yīng)用未能使初至校齊,尤其是在地表差異劇烈之處(如圖8、圖9、圖10)。在疊加剖滿上,相比較而言,折射靜校正后的剖面連續(xù)性變好,信噪比提高,而且,一些由于成像差而出現(xiàn)的假斷層和小構(gòu)造消失。實(shí)際證明此技術(shù)可以很好的解決松遼盆地的靜校正問題。4射靜校正處理效果(1)由于松遼盆地折射層較穩(wěn)定、野外原始地震資料初至波效果較好。因此,地震處理時(shí)采用三維折射靜校正,較好的解決了松遼盆地地震資料的中、低頻分量和部分高頻分量,處理效果較好。(2)折射靜校正的效果與折射靜校正的參數(shù)選擇有密切關(guān),這些參數(shù)包括基準(zhǔn)面的選取、初