張旭東

（1.國土資源部海底礦產(chǎn)資源重點(diǎn)實驗室廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局，廣州 510075；2.廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局，廣州　510760）

ZHANG Xudong1，2

（1.Key Laboratory of Marine Mineral Resources，Ministry of Land and Resources，Guangzhou Marine Geological Survey，Guangzhou 510075，China；2.Guangzhou Marine Geological Survey，Guangzhou 510760，China）

基于高密度速度分析的天然氣水合物地震資料各向異性參數(shù)分析

張旭東1，2

（1.國土資源部海底礦產(chǎn)資源重點(diǎn)實驗室廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局，廣州 510075；2.廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局，廣州510760）

在天然氣水合物地震資料處理中，經(jīng)過基于雙曲線的高密度速度分析后，遠(yuǎn)炮檢距數(shù)據(jù)仍然存在較大的剩余動校正量，分析認(rèn)為：火成巖各向異性和垂向速度變化引起非雙曲線時差，利用近炮檢距地震數(shù)據(jù)得到均方根動校正速度，同時采用掃描法和旅行時法分別得到可以相互驗證的各向異性參數(shù)，用提取的各向異性參數(shù)進(jìn)行各向異性速度分析，剩余動校正得到消除，成像效果有顯著改善。

各向異性；天然氣水合物；高密度速度分析；剩余時差

張旭東.基于高密度速度分析的天然氣水合物地震資料各向異性參數(shù)分析［J］.華南地震，2016，36（2）：1-5.［ZHANG Xudong.Anisotropy Parameters Analysis of Gas Hydrate Seismic Data Based on High Density Velocity Analysis［J］.South china journal of seismology，2016，36（2）：1-5.］

ZHANG Xudong1，2

（1.Key Laboratory of Marine Mineral Resources，Ministry of Land and Resources，Guangzhou Marine Geological Survey，Guangzhou 510075，China；2.Guangzhou Marine Geological Survey，Guangzhou 510760，China）

0　前言

常規(guī)的雙曲時差速度分析是基于各向同性假設(shè)的。當(dāng)偏移距較小時，這種假設(shè)引起的誤差很小，但隨著偏移距增大，誤差也會相應(yīng)增大。這就需要一種更精確的動校方法來解決，在常規(guī)速度分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行剩余時差分析獲得各向異性參數(shù)，然后進(jìn)行相應(yīng)的非雙曲時差校正，可以較好地解決這個問題。

Thomsen［1-2］提出了具有明確物理意義的各向異性參數(shù)ε、γ、δ，使得各向異性研究進(jìn)入了地震成像的研究領(lǐng)域。在各向異性地區(qū)采集的數(shù)據(jù)僅僅用各向同性速度場進(jìn)行處理，會產(chǎn)生成像位置誤差［3-4］，因此考慮各向異性影響就變得非常重要。人們發(fā)表了許多從地震資料中提取各向異性參數(shù)的文章，Alkhalifah T［5］、Tsvankin I分別利用縱波非雙曲線時差進(jìn)行各向異性速度分析；Grechka V［6-7］、Le Stunff Y［8］則給出了用旅行時反演得到各向異性參數(shù)的方法；Grechka V［9］，Theophan S給出了結(jié)合縱波與轉(zhuǎn)換波得到各向異性參數(shù)的方法。

1　理論基礎(chǔ)

1.1Thomsen各向異性參數(shù)

Thomsen在分析 VTI介質(zhì)時［2］，給出了Thomsen參數(shù)與彈性矩陣系數(shù)的關(guān)系：

式中ρ為介質(zhì)密度，νp0、νs0分別為P波和S波垂直方向傳播速度。ε、γ、δ均為與介質(zhì)各向異性有關(guān)的Thomsen系數(shù)［10-11］。

1.2VTI介質(zhì)時距曲線公式

在單層VTI介質(zhì)中，當(dāng)炮檢距小于地質(zhì)體埋深時，時距曲線可以近似為雙曲線［12-13］，如式（2）：

式（2）中th為任意偏移距的雙程旅行時，t0為自激自收雙程旅行時，x為偏移距，νnm0為動校正速度。Alkalifah等引入了各向異性參數(shù)η，將單層水平VTI介質(zhì)中雙曲時距曲線公式改造為非雙曲的時距曲線公式［14-15］：

式（3）中P波遠(yuǎn)炮檢距時差由垂直旅行時t0、動校正速度νnm0、各向異性參數(shù)η決定。在多層VTI介質(zhì)中不僅需要考慮各層各向異性對時差曲線的影響，而且要考慮垂向速度變化對時差曲線的影響［16］，以ηeff代替η得到：

其中，

η（τ）為層狀VTI介質(zhì)各層的各向異性參數(shù)η的瞬時值，它是垂直反射時間的函數(shù)。

2　各向異性參數(shù)的提取

從各向同性動校正后的CDP道集（見圖1）可以看出，在1～1.3 s附近，只有近炮檢距數(shù)據(jù)完全被校平，而遠(yuǎn)炮檢距數(shù)據(jù)則存在較大的剩余動校正量。考慮本區(qū)地層傾角、方位角、速度變化不是造成此影響根本原因，認(rèn)為造成遠(yuǎn)炮檢距存在剩余動校正量的原因是火成巖的各向異性［17-18］。

2.1掃描法

拾取近炮檢距的均方根速度場作為動校正速度，火成巖的頂、底部的均方根速度分別為2 480、2 560 m/s，火成巖的頂、底部零炮檢距雙程旅行時分別為1 027、1 088 ms，進(jìn)行火成巖頂、底部各向異性參數(shù)ηefft、ηeffb掃描（見圖2），最后確定ηeffb=0.11，ηefft=0.082?；鸪蓭r頂部的ηefft是由于火成巖上覆地層速度變化引起，火成巖底部ηeffb是火成巖本身的各向異性及火成巖上覆地層速度變化引起［19］。

圖1　各向同性動校正后道集Fig.1 Gathers after isotropic nmo

圖2　高密度速度分析后的各向異性場Fig.2 Anisotropy field after high density velocity analysis

2.2旅行時差法

將式（2）與式（4）相減，得到：

則可得旅行時差法ηeff提取公式：

式（6）、（7）中x為炮檢距，當(dāng)炮檢距越大，其動校正拉伸效應(yīng)也越嚴(yán)重，旅行時拾取精度受影響也越嚴(yán)重［20］。求取式（7）中Δt2方法就是Δt2=t20-t2cor，tcor為各向同性動校正后的旅行時，如果時差曲線為雙曲線，則t0=tcor。應(yīng)用所求得的動校正速度對CDP道集進(jìn)行各向同性動校正，在各向同性動校正后的道集上分別拾取火成巖頂、底部水平反射層旅行時tcor，而火成巖頂、底部零炮檢距雙程旅行時t0分別為2 988 ms，2 996 ms，從而得到Δt2，帶入式（7），得到火成巖頂、底部各向異性參數(shù)，再對不同炮檢距各向異性參數(shù)求平均得到ηefft、ηeffb分別為0.086和0.15，火成巖頂部平均各向異性參數(shù)與掃描法基本吻合，說明近炮檢距均方根速度場與火成巖頂部旅行時拾取都比較精確，而火成巖底部平均各向異性參數(shù)與掃描法有一定差別，分析后認(rèn)為在炮檢距大于4 000 m時，由于動校正拉伸及信噪比降低，火成巖底部旅行時拾取精度較差，若只將近炮檢距高信噪比范圍內(nèi)各向異性參數(shù)取平均，則ηeffb=0.112，這樣與掃描法得到結(jié)果就基本一致。

3　各向異性參數(shù)的應(yīng)用

將所求得的各向異性參數(shù)應(yīng)用在速度分析和成像當(dāng)中，圖3是考慮各向異性動校正后的道集，可以看到圖1中存在剩余動校正量的遠(yuǎn)炮檢距被拉平。圖4是考慮各向異性前后的疊前時間偏移剖面，可以看到經(jīng)過各向異性動校正后，由于考慮了剩余動校正量，成像質(zhì)量改善明顯。

4　結(jié)語

通過各向同性速度分析，明確存在各向異性現(xiàn)象及原因。分別采用掃描法和旅行時法得到各向異性參數(shù)，采用考慮各向異性參數(shù)的非雙曲時差校正方法進(jìn)行了速度分析。采用各向異性動校正后的道集消除了剩余動校正量，成果剖面效果改善明顯。

圖3　各向異性動校正后道集Fig.3 Gathers after anisotropic nmo

圖4　各向同性速度分析 （左）和各向異性速度分析 （右）疊前時間偏移剖面Fig.4 PSTM section of isotropic velocity analysis（left）and anisotropic velocity analysis（right）

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Anisotropy Parameters Analysis of Gas Hydrate Seismic Data Based on High Density Velocity Analysis

During gas hydrate seismic data processing，there are still large amount of residual moveout in far offset data after high density velocity analysis based on hyperbola.It is considered by analysis that nonhyperbolic time difference is caused by anisotropic of igneous rock and transformation of vertical velocity.The paper can get rms nmo velocity by near offset seismic data，and obtain anisotropic parameters from scanning method and traveling time method.Then the paper applies it into anisotropy velocity analysis.The remaining NMO is eliminated，andimaging results have been improved significantly.

Anisotropy；Gas hydrate；High density velocity analysis；The remaining difference

P315.7

A

1001-8662（2016）02-0001-05

10.13512/j.hndz.2016.02.001

2015-07-15

國土資源部海底礦產(chǎn)資源重點(diǎn)實驗室開放基金（GZH201200307 KLMMR-2013-A-28）

張旭東（1980-），男，高級工程師，主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)找礦勘查與水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查研究工作. E-mail：zhangxd_911@126.com.