林伯香,孫晶梅,徐 穎
(中國石油化工股份有限公司石油物探技術研究院,江蘇南京 211103)
靜校正是地震資料處理流程中的基礎步驟之一,對最終處理結果起著舉足輕重的作用。當前可用的靜校正計算方法有多種,不同方法各有其適應性,比如,折射靜校正技術適合近地表存在穩(wěn)定折射層且表層速度已知的工區(qū);初至層析靜校正技術適合近地表速度縱、橫向變化的工區(qū);基于初至時間的各種多域統(tǒng)計靜校正技術可以得到靜校正量的高頻分量等等[1-9]。對同一個地震資料,不同的靜校正計算方法得到的靜校正量通常是不一樣的,即使是同一種方法,采用不同的參數(shù)計算出的結果也不一樣。這種差別有長波長分量,也有短波長分量。在實際地震資料處理過程中,為尋找適合的靜校正方法和計算參數(shù),對選定的測試數(shù)據(jù),往往采用不同方法和不同參數(shù)計算靜校正量,然后對比這些靜校正量應用后的疊前道集和疊加剖面質量,選出最佳的方法和參數(shù),用于全區(qū)處理。
處理后的疊前道集對比是評判靜校正量的標準之一。當靜校正量正確時,疊前道集反射同相軸變得清晰且形態(tài)合理,初至波同相軸形態(tài)平滑自然。這些評判標準對靜校正量的高頻分量尤其敏感,所以疊前道集上的較好表現(xiàn)只說明靜校正高頻分量控制較好,并不說明低頻分量也必然控制得好。而低頻分量才是必須首先解決的重點。
判別靜校正量優(yōu)劣的更重要標準是疊加剖面質量。由于疊加之前要進行動校正處理,疊加速度成為影響疊加效果的另一個重要因素。如果不能很好地消除疊加速度因素的影響,不同靜校正量的疊加剖面對比結果并不具有很強的說服力,有時甚至產生誤導性結果。影響疊加速度的因素除了眾所周知的地層因素外,處理基準面(浮動基準面)、靜校正量也是重要的影響因素。
就處理基準面[10]而言,以最小靜校正量浮動基準面(也叫平均靜校正量浮動基準面)作為處理基準面是進行不同靜校正量對比的較好選擇。在速度分析和動校正之前,不同靜校正量差異中的大部分低頻分量體現(xiàn)在浮動基準面到最終基準面的(CMP域)靜校正量中。如果不同靜校正量之間僅僅是低頻差異,在速度譜上或顯示在相對處理基準面的疊加剖面上的反射同相軸時間基本上一樣,便于對不同靜校正量的速度分析和對比。
我們給出一種比較合理的靜校正對比流程,體現(xiàn)了疊加速度也是靜校正量函數(shù)的思想。針對新流程應用中速度分析工作量較大的問題,給出了一種疊加速度的修正方法與應用實例。
常用的靜校正對比流程如圖1所示,假設進行對比的靜校正量的編號分別為1號和2號。疊加速度來自常規(guī)速度分析,該速度分析應用1號靜校正量、并在1號靜校正量計算的浮動基準面上進行。利用疊加速度對數(shù)據(jù)動校正,得到動校正后的數(shù)據(jù)。直接對動校正數(shù)據(jù)進行切除疊加,得到對應1號靜校正量的1號疊加數(shù)據(jù)。對應2號靜校正量的2號疊加數(shù)據(jù),是對動校正數(shù)據(jù)移除已使用的靜校正量,再施加2號靜校正量后的切除疊加結果。2套靜校正量對應流程的差別僅是使用的靜校正量不同,其它參數(shù)包括疊加速度都一樣,而且只需要做一次動校正,看似非常合理,但忽視了疊加速度也是靜校正量函數(shù)的事實。
圖1 常用的靜校正對比流程
我們知道,疊加速度是一種處理參數(shù),它是能夠使CMP道集反射同相軸最大程度拉平的動校正速度。在觀測系統(tǒng)與切除參數(shù)等一定的情況下,影響疊加速度的基本因素是地下介質的速度與構造特征,處理基準面與靜校正量也是影響疊加速度的重要因素。處理基準面高程越高,疊加速度越低,采用平均靜校正量浮動基準面可以最大程度地減小低頻靜校正量差異對疊加速度的影響。
由于疊加速度是靜校正量的函數(shù),即疊加速度與靜校正量之間存在對應關系,基于一套靜校正量速度分析得到的疊加速度,不一定適合應用了另一套靜校正量的地震數(shù)據(jù)。圖1流程中使用與1號靜校正量相適應的疊加速度測試2號靜校正量,對2號靜校正量不公平,并不一定能反映2號靜校正量的真實效果,除非2套靜校正的差異僅僅是低頻分量。
為真實體現(xiàn)2套靜校正量的疊加效果差異,必須為參與對比的每一套靜校正量進行單獨的速度分析,采用各自的疊加速度進行動校正和疊加。圖2給出了比較合理的對比流程。
圖2是完全對稱的對比流程,表達了靜校正對比過程中靜校正量與疊加速度運用的基本原則。在實際資料處理過程中,還涉及到去噪等其它處理模塊,只要不改變基本原則,根據(jù)需要可以對流程進行多種多樣的變化。圖1與圖2流程的第一步是“移除已使用的靜校正量”,表示作為流程輸入的“疊前地震數(shù)據(jù)”可以是經過其它疊前處理步驟處理后的結果,只要在處理過程中已經應用的靜校正量能夠被完全移除。如果輸入的“疊前地震數(shù)據(jù)”未應用任何靜校正量,流程中可以沒有第一步的“移除已使用的靜校正量”。
圖2 合理的靜校正對比流程
以上對比流程僅僅對比初步疊加結果。如果2套靜校正量的初步疊加結果基本相當,還要根據(jù)剩余靜校正與疊加速度分析的多次迭代結果做最終的判斷。
靜校正量的解決過程一般是先長波長分量,再短波長分量。如果有一種靜校正計算方法能同時解決長、短波長分量自然最理想。有些靜校正量計算程序針對特定地區(qū)對靜校正量的高頻分量可能控制得特別好,但對低頻分量的控制有時并不理想。有些靜校正量計算程序則剛好相反。因此在對比不同靜校正量時,在關注疊加剖面成像質量的同時,更應該關注長波長分量即疊加剖面構造形態(tài)合理性的分析。不能輕易放棄那些對構造形態(tài)控制較好,但成像質量暫時不太理想的靜校正計算方法和參數(shù)。解決短波長靜校正問題,我們有許多基于地震數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的剩余靜校正方法。如果靜校正的低頻分量沒有把握住,高頻分量控制得再完美也沒有什么意義。
合理的靜校正量對比流程應該使用與靜校正量相適應的疊加速度,意味著必須為參與對比的每一套靜校正量單獨進行速度分析。速度分析需投入較大的工作量,這也許是人們喜歡用圖1對比流程的一個原因。
利用靜校正量與疊加速度之間的關系,可以實現(xiàn)對疊加速度的自動修正。速度分析是用雙曲時距曲線擬合地震反射能量的過程,當某一速度的時距曲線與反射同相軸擬合最好時,得到最強的疊加能量。在速度分析得到某一CMP 道集對應1 號靜校正量的1號疊加速度后,可以認為該CMP道集對應1號靜校正量的反射時距曲線已知,即
式中:t0是相對處理基準面的雙程旅行時;x和v分別是炮檢距和疊加速度;c1是該CMP道集從處理基準面到最終基準面的靜校正量。這里的t1(x)相對最終基準面。
將2號靜校正量與1號靜校正量之差應用到對應1號靜校正量的反射時距曲線上,得到相對2號靜校正量的反射時距曲線,即
式中:dt(x)是該CMP道集中偏移距x的地震道2號靜校正量與1號靜校正量的差;c2是該CMP對應2號靜校正量的從處理基準面到最終基準面的靜校正量。這里的t2(x)相對處理基準面。
用雙曲時距曲線擬合t2(x),即可得到適合2號靜校正量的相對處理基準面的2 號疊加速度。擬合過程中可以采用與1號靜校正量速度分析相同的切除等參數(shù)。
圖3是某測線段接收點的2 號靜校正量與1號靜校正量之差,為便于與后面的圖件對比,將接收點站號映射到CMP 號坐標中。圖4a 是應用1號靜校正量進行常規(guī)速度分析拾取的疊加速度剖面,利用上述疊加速度修正方法,計算出對應第2號靜校正量的疊加速度(圖4b),修正前、后的疊加速度有明顯改變,說明了疊加速度對靜校正量的依賴性。
圖5用CMP 7500處的數(shù)據(jù)說明疊加速度修正結果與精度。圖5a是以炮檢距為橫坐標表達的該道集2號與1號靜校正量的差,在有效偏移距范圍內,2號靜校正量小于1號靜校正量,且差異隨著炮檢距的增大而減小。顯然與2號靜校正量相適應的疊加速度總體上應該小于1號的。圖5c是應用1號靜校正量的速度譜,從中拾取圖5b中的1號疊加速度(紅線)。圖5b 中的2 號疊加速度(藍線)是利用圖5a的2套靜校正量之差對1號疊加速度修正的結果,最大改變量達到-140m/s。為驗證速度修正結果,利用2號靜校正量計算速度譜,并將計算的2 號疊加速度顯示在速度譜上(圖5d),計算的疊加速度就是常規(guī)速度分析要拾取的速度。
圖6是應用各自靜校正量與疊加速度得到的疊加剖面,圖6a使用的是1號靜校正量,圖6b使用的是2號靜校正量。顯然,如果應用2號靜校正量時用了1號疊加速度,某些區(qū)域的疊加效果會受到影響,不利于正確判斷靜校正量應用效果。
圖5 CMP 7500處的疊加速度修正及精度對比
圖6 應用1號靜校正量(a)與2號靜校正量(b)及相應疊加速度后的疊加剖面
疊加速度在靜校正效果對比中起著重要的作用,用與各自靜校正量相適應的疊加速度作動校正疊加,可以得出合理的對比結果。如果采用圖1的對比流程,必須對2號靜校正量疊加剖面上與1號結果在構造形態(tài)上有明顯差異、但成像質量變差的局部區(qū)域實施常規(guī)的速度分析,以耗費較少的速度分析工作量實現(xiàn)相對合理的對比。疊加速度對高頻的剩余靜校正量不敏感,剩余靜校正后的精細速度分析可以找到在剩余靜校正之前難以找到的更準確的速度值。
疊加速度修正方法計算出的中深層反射的疊加速度精度與常規(guī)速度分析的相當。但對極淺反射層,由于參與計算的有效道數(shù)少,容易受局部靜校正量變化的影響,計算結果有可能不穩(wěn)定??梢圆捎米钚〉罃?shù)限制,當參與計算的道數(shù)少于該限制時,直接采用1號疊加速度而不做修正。因為除了對比高頻剩余靜校正量外,在野外一次靜校正量對比過程中,中深層的標準層才是關注的重點。
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