張開拓 (中石化西北油田分公司勘探開發(fā)研究院,新疆 烏魯木齊 801000)

近道約束層析反演靜校正技術在塔里木盆地復雜地區(qū)的應用

張開拓 (中石化西北油田分公司勘探開發(fā)研究院,新疆 烏魯木齊 801000)

塔里木盆地地表起伏劇烈,近地表速度橫向變化較大,靜校正問題十分突出。闡述了近道約束層析反演靜校正技術的基本原理,給出了該技術在塔里木盆地近地表結構復雜地區(qū)的應用結果,對比了層析反演時有、無近道約束條件下的近地表建模精度和靜校正效果。應用結果表明,近道約束層析反演靜校正技術在解決塔里木盆地復雜地區(qū)的靜校正問題時具有明顯的技術優(yōu)勢。

層析反演;近道約束;靜校正;塔里木盆地

塔里木盆地地表起伏劇烈,近地表速度橫向變化較大,靜校正問題十分突出。為此,筆者采用了配套的靜校正處理流程:利用近道約束層析反演技術[1～5],建立高精度近地表速度模型,計算基準面靜校正量,保證準確的構造形態(tài);在此基礎上,利用初至波剩余靜校正求取部分剩余高頻大靜校正量;最后,利用反射波剩余靜校正技術求取高頻小靜校正量[6,7]。該靜校正處理流程較好地解決了該區(qū)的靜校正問題。

1 方法原理

在約束層析反演中,M條射線和N個未知數(shù)組建的層析方程組可表示為:式中:A、ΔS和ΔT分別是Jacob矩陣、慢度修正量和旅行時殘差。L個約束條件建立的約束方程組可表示為:

式中:C是L×N矩陣;F為一個約束條件下的旅行時殘差。

式中:si為第i個單元迭代層析反演速度值,m/s;i和j分別為速度單元和約束條件。旅行時和約束方程構建的聯(lián)合方程組可表示為:

式中:B是(M+L)×N維矩陣;λ是約束權重;H是所有約束條件下的旅行時殘差。拉格朗日最優(yōu)約束的目標函數(shù)可表示為:

式中:ζ指約束反演修正量。

當目標函數(shù)最小時,存在?ζ(ΔS)=0,可獲得方程(5),因此方程(5)計算出的ΔS就是最優(yōu)解。從目標函數(shù)(式(7))中可看出,λ=0,相當于沒有約束;λ越大,目標函數(shù)中所占權重越大,約束越強。

2 實現(xiàn)過程

層析反演本質(zhì)上講的是一個全局尋優(yōu)的過程,使理論合成時間與實際初至時間的均方差最小。由于近道射線只在淺層傳播,遠道射線更多地反映了深層的高速信息,所以,當輸入的遠道越多時,淺層模型的精度也會降低。因此,只用近道反演得到的極淺層剖面精度較高。

圖1是近道約束層析反演的實現(xiàn)過程,全炮檢距初至時間通過近道反演得到的近道反演模型和權重場作為約束條件進行迭代反演,得到最終的速度模型。

3 應用效果分析

圖1 近道約束層析反演的實現(xiàn)過程

理論上講,如果知道了真實的近地表速度模型,靜校正問題就能徹底解決。所以,解決復雜探區(qū)靜校正問題的核心就是建立高精度的符合實際地質(zhì)情況的近地表速度模型。因此,用近道反演得到精度較高的極淺層來約束整個速度反演過程,可以得到更準確的近地表速度模型。

塔里木盆地某二維工區(qū)跨越多個構造區(qū)域,地表結構非常復雜,速度橫向變化大,所以采用了近道約束來控制反演速度,以保證反演速度模型的正確性和靜校正結果的有效性。圖2是有、無近道約束的近地表速度模型對比圖,可以看出,利用近道約束反演計算出的近地表速度模型精度比無近道約束的近地表速度精度要高。

圖3是有、無近道約束層析反演的單炮對比,可以看出,采用約束反演的單炮初至曲線初至光滑,性噪比有所提高。

圖4是近道約束反演靜校正與野外靜校正疊加剖面對比,可以看出,近道約束反演靜校正能夠有效地解決長波長問題,疊加剖面信噪比明顯提高。

圖2 有(a)、無(b)近道約束的近地表速度模型對比圖

圖3 有(a)、無(b)近道約束層析反演的單炮對比

圖4 近道約束反演靜校正與野外靜校正疊加剖面對比圖

4 結語

約束層析反演靜校正方法在塔里木盆地復雜地區(qū)的應用情況表明,該方法利用近道信息約束,比一般常規(guī)層析反演靜校正能夠更準確地反演出表層低速帶的速度模型,比野外靜校正更適用于復雜地區(qū)。該方法在西部復雜地表區(qū)有良好的應用前景。

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[編輯]龔丹

P631.44

A

1000-9752(2014)02-0070-03

2013-04-08

張開拓(1987-),男,2008年長江大學畢業(yè),助理工程師,現(xiàn)主要從事石油地震資料處理工作。