徐楷亮

(中國(guó)石化江漢油田分公司 勘探開(kāi)發(fā)研究院,湖北 武漢 430223)

剩余靜校正方法在山地地震資料中的應(yīng)用

徐楷亮

(中國(guó)石化江漢油田分公司 勘探開(kāi)發(fā)研究院,湖北 武漢 430223)

復(fù)雜山地資料處理中,使用層析靜校正方法可以解決低降速帶及基巖出露所帶來(lái)的中低頻靜校正問(wèn)題,但不可能將地震數(shù)據(jù)中的靜校正異常完全消除,原因有兩個(gè):一是模型是以厚度和速度的折中為結(jié)果的簡(jiǎn)化地質(zhì)模型,這種折中會(huì)導(dǎo)致不準(zhǔn)確的靜校正量;二是靜校正本身是對(duì)復(fù)雜問(wèn)題的近似求解。闡述了如何利用反射波剩余靜校正技術(shù),解決山地地震資料中殘存的高頻靜校正量問(wèn)題。

復(fù)雜地表;低降速帶;剩余靜校正;浮動(dòng)基準(zhǔn)面;分頻;迭代

目前在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用的剩余靜校正方法幾乎都是基于地表一致性假設(shè)的[1]。在實(shí)際的山地資料中,地形的起伏很大,在同一炮集內(nèi),地形起伏就可達(dá)數(shù)百米至上千米,無(wú)論這個(gè)固定面選在何處,它與炮點(diǎn)或檢波點(diǎn)均存在較大高差,地表一致性的假設(shè)帶來(lái)的靜校正誤差就很難消除,因此,基于浮動(dòng)基準(zhǔn)面,盡量使用地表一致性的方法去解決非地表一致性的靜校正問(wèn)題[2]。

1 剩余靜校正的定義

由于野外采集技術(shù)上的原因或某些人為因素,低速帶速度及厚度難以測(cè)準(zhǔn),使得野外實(shí)測(cè)資料往往不很準(zhǔn)確,在CMP道集上進(jìn)行動(dòng)校正和高程靜校正之后與標(biāo)準(zhǔn)雙曲線之間存在的差值就是剩余靜校正量,提取剩余靜校正量并加以校正的過(guò)程叫剩余靜校正[3]。

2 浮動(dòng)基準(zhǔn)面的選擇

現(xiàn)有的一些常規(guī)地震資料處理方法均基于平面接受的假設(shè)條件,要求在處理時(shí),其接受面至少在一個(gè)排列長(zhǎng)度內(nèi)可近似作為一個(gè)平面,同時(shí)遵循兩個(gè)原則:最小靜校正量和最小速度誤差[4]。

浮動(dòng)基準(zhǔn)面的決定性參數(shù)就是平滑長(zhǎng)度,圖1中的曲線是不同平滑長(zhǎng)度的浮動(dòng)基準(zhǔn)面(以靜校正量的形式表現(xiàn)),其中紫色是平滑前曲線,綠色曲線平滑長(zhǎng)度為500 m,橙色曲線平滑長(zhǎng)度為1 000 m,紅色曲線平滑長(zhǎng)度為1 500 m,藍(lán)色曲線平滑長(zhǎng)度為2 000 m,盡管一般情況選擇平滑長(zhǎng)度為最大偏移距的一半(該測(cè)線最大偏移距達(dá)10 000 m),但實(shí)際地表起伏太劇烈,當(dāng)平滑長(zhǎng)度達(dá)到1 500 m時(shí),從圖中可以看出,在山頂部位,紅色曲線與紫色曲線的差值已經(jīng)相差40 ms,因此選擇1 000 m的平滑長(zhǎng)度,既兼顧浮動(dòng)面的平滑程度,又兼顧最小靜校正量的原則。

圖1 不同平滑長(zhǎng)度對(duì)浮動(dòng)基準(zhǔn)面的影響

Fig.1 The effect of different smoothing lengths on floating datum

3 剩余靜校正方法的分類

目前常用的剩余靜校正方法分為內(nèi)部模型法和外部模型法,這兩種方法各有優(yōu)勢(shì)[5]。如何讓其處理效果達(dá)到最優(yōu),取決于實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中的方式方法。下面針對(duì)山地資料的幾種靜校正方法進(jìn)行研究對(duì)比。

3.1 分偏移距地表一致性剩余靜校正

為了接近地表一致性的假設(shè),筆者在處理中使用了浮動(dòng)基準(zhǔn)面。對(duì)于近炮檢距,基準(zhǔn)面校正量與來(lái)自某一深度的地震波的實(shí)際校正量之差隨炮檢距的不同而變化劇烈,但在遠(yuǎn)炮檢距處這種變化較小,不會(huì)對(duì)成像造成影響,因此分偏移距靜校正可以從整體上減小因地表一致性假設(shè)帶來(lái)的誤差[6]。

分偏移距的具體作法是:首先,計(jì)算近偏移距剩余靜校正量,然后剔除近偏移距,保留對(duì)目的層貢獻(xiàn)較大的中、遠(yuǎn)偏移距道,計(jì)算靜校正量,疊加時(shí),分偏移距施加靜校正量,這樣有效地解決淺中深層剩余靜校正問(wèn)題[7]。

圖2是對(duì)四川地區(qū)某測(cè)線進(jìn)行分偏移距靜校正結(jié)果,可見(jiàn)在局部的地方效果明顯得到改善,這說(shuō)明該方法有效果。對(duì)復(fù)雜地表?xiàng)l件的山地資料處理,該方法提供了一種比較好的處理思路。

圖2 分偏移距前后靜校正疊加剖面對(duì)比圖

Fig.2 Contrast diagram of static correction stack sectionpre-offset and post-offset division

3.2 分頻剩余靜校正

分頻理由:筆者所選擇的山地資料,一方面因?yàn)榈乇淼徒邓賹拥拇嬖?在大地吸收和濾波的雙重作用下,使得反射波頻率和能量快速衰減;另一方面,超長(zhǎng)排列的使用,使得反射波傳播路徑差異很大,引起的能量和頻率的衰變量也不同。這樣使用同一靜校正量嚴(yán)重地影響地震波高頻成分的靜校正精度,造成高頻成分不能同向疊加,降低高頻信息的信噪比,使地震資料有效頻帶變窄,降低了資料分辨率。采用分頻剩余靜校正迭代方法,即根據(jù)資料的優(yōu)勢(shì)頻帶的變化,采用不同頻寬的模型道,使求出的校正量較為準(zhǔn)確。

首先利用數(shù)據(jù)的低頻部分進(jìn)行第一次剩余靜校正,圖3是對(duì)四川地區(qū)某測(cè)線6～20 Hz低頻部分進(jìn)行靜校正的結(jié)果,從圖中可見(jiàn),低頻靜校正能解決較大的剩余時(shí)差問(wèn)題,使一些小的跳躍得以平滑;在此基礎(chǔ)上利用數(shù)據(jù)的中高頻部分進(jìn)行第二次剩余靜校正。

圖3 四川地區(qū)某測(cè)線低頻段靜校正前(左)后(右)效果對(duì)比圖

Fig.3 Effect comparation diagrams pre-static and post-static correction ofa survey line in low frequency in Sichuan

圖4是對(duì)四川地區(qū)某測(cè)線15～40 Hz頻段部分進(jìn)行靜校正的結(jié)果,同相軸連續(xù)性明顯加強(qiáng);最后再利用數(shù)據(jù)的高頻部分進(jìn)行第三次剩余靜校正,進(jìn)一步解決較小的剩余時(shí)差,逐步提高靜校正精度,保證高精度的同相疊加。

圖4 四川地區(qū)某測(cè)線中頻段靜校正前(左)后(右)效果對(duì)比圖

Fig.4 Effect comparation diagrams pre-static and post-static correction of asurvey line in middle frequency in Sichuan

圖5是對(duì)四川地區(qū)某測(cè)線35～60 Hz頻段部分進(jìn)行靜校正的結(jié)果,圖中可見(jiàn)高頻段原本斷斷續(xù)續(xù)的反射波同相軸變得光滑而連續(xù)。

圖5 四川地區(qū)某測(cè)線高頻段靜校正前(左)后(右)效果對(duì)比圖

Fig.5 Effect comparation diagrams pre-static and post-static correction of asurvey line in high frequency in Sichuan

選擇分頻頻帶的原則是分頻的幾個(gè)頻帶應(yīng)該重疊一部分。每個(gè)頻帶內(nèi)都能看出反射波同相軸的形態(tài),具有一定的反射波能量。這樣在每個(gè)頻帶內(nèi)經(jīng)過(guò)分頻精細(xì)處理,才能得到比較好的反射波同相軸。

3.3 迭代剩余靜校正

在一次速度分析與剩余靜校正的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次、三次或更多次的速度分析與剩余靜校正,即為多次迭代剩余靜校正。首先在反褶積前做第一次速度分析,利用資料中的優(yōu)勢(shì)頻段計(jì)算第一次剩余靜校正量并進(jìn)行靜校正,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行反褶積處理,子波得到進(jìn)一步壓縮,有效頻帶展寬,再次進(jìn)行速度分析,利用資料的中高頻成分求取較小的剩余靜校正量,這樣通過(guò)與反褶積、速度分析的多次迭代,可逐步解決靜校正問(wèn)題,圖6為四川地區(qū)某測(cè)線多次迭代靜校正效果對(duì)比圖。

圖6 四川地區(qū)某測(cè)線多次迭代靜校正疊加效果對(duì)比圖

Fig.6 Effect comparation diagrams of multi-iterations staticcorrection in Sichuan

在反褶積前做一次剩余靜校正更有利于子波的提取,再通過(guò)反褶積處理,使得子波壓縮、頻率展寬、資料分辨率提高,在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行多次速度分析和剩余靜校正,反射波同相軸明顯變得光滑,縱向分辨率也明顯提高。

4 應(yīng)用效果分析

對(duì)于復(fù)雜山地地表起伏大和低降速層引起的靜校正問(wèn)題,首先采用層析校正的方法解決中長(zhǎng)波長(zhǎng)靜校正問(wèn)題,再用折射剩余的方法解決部分中短波長(zhǎng)靜校正問(wèn)題,最后用反射波剩余靜校正多次迭代的方法解決高頻靜校正問(wèn)題。圖7為山地地震資料使用剩余靜校正前后的效果對(duì)比圖,從圖中可以看出不僅信噪比得到更好改善,構(gòu)造形態(tài)更加合理,反射波同相軸更加連續(xù)光滑,而且分辨率也有很大提高。剩余靜校正方法在山地地震資料處理中切實(shí)可行。

5 結(jié)論

山地資料由于其地表結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,靜校正必須分三步走:第一步,選擇合適的浮動(dòng)基準(zhǔn)面;第二步,用野外靜校正方法解決低降速帶引起的中長(zhǎng)波長(zhǎng)靜校正問(wèn)題;第三步,用多次迭代剩余靜校正方法解決反射波高頻靜校正問(wèn)題[8]。剩余靜校正技術(shù)現(xiàn)在已較為成熟,但是如何針對(duì)資料,結(jié)合實(shí)際的近地表?xiàng)l件,選擇合適的處理方式來(lái)提高分辨率,這是要著重考慮的,而想讓山地資料剩余靜校正處理中達(dá)到最好的效果,以下二個(gè)條件的選擇缺一不可。

圖7 四川地區(qū)某測(cè)線剩余靜校正前后效果對(duì)比圖

Fig.7 Effect comparation diagrams of a survey line pre-residualand post-residual static correction

5.1 浮動(dòng)基準(zhǔn)面的選擇

在復(fù)雜地表情況下,浮動(dòng)面平滑長(zhǎng)度沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)值,必須通過(guò)試驗(yàn)。在保證相對(duì)平滑的基礎(chǔ)上,盡可能接近地表。

5.2 剩余靜校正方法的選擇

分偏移距和分頻靜校正方法分別解決了山地資料不同的剩余靜校正問(wèn)題。分偏移距靜校正減少中深層因地表一致性假設(shè)帶來(lái)的誤差;分頻靜校正方法則可以加強(qiáng)因復(fù)雜地表和長(zhǎng)排列接收而受到衰減的中高頻信號(hào)。

[1] 劉治凡,毛海波,邵雨,等.復(fù)雜地表區(qū)基準(zhǔn)面和靜校正方法的選擇[J].石油物探,2003,42(2):240-247.

[2] 王振華,袁明生,閻玉魁,等.復(fù)雜地表?xiàng)l件下的靜校正方法[J].石油地球物理勘探,2003,38(5):487-500.

[3] 何光明,賀振華,黃德濟(jì),等.幾種靜校正方法的比較研究[J].物探化探計(jì)算技術(shù),2006,28(4):310-314.

[4] 林伯香,孫晶梅,劉起弘,等.關(guān)于浮動(dòng)基準(zhǔn)面概念的討論[J].石油物探,2005,44(1):94-97.

[5] Dave Marsen,楊淑卿,季平新,等.靜校正評(píng)述[J].油氣地球物理,2004(1):39-54.

[6] 馮澤元,李培明,唐海忠,等.利用層析反演技術(shù)解決山地復(fù)雜區(qū)靜校正問(wèn)題[J].石油物探,2005,44(3):284-287.

[7] 李婧,劉懷山,童思友,等.剩余靜校正在地震資料處理中的應(yīng)用[C]//中國(guó)地球物理學(xué)會(huì).國(guó)家安全地球物理叢書(七)——地球物理與核探測(cè).北京:中國(guó)地球物理學(xué)會(huì),2011.

[8] 牟永光.地震勘探資料數(shù)字處理方法[M].北京:石油工業(yè)出版社,1986.

(責(zé)任編輯：陳姣霞)

The Application of Residual Static Method in Mountain Seismic Data

XU Kailiang

(ExplorationandDevelopmentResearchInstituteofJianghanOilfieldBranchCompany,SINOPEC,Wuhan,Hubei430223)

Complex mountain data processing using tomographic static ways to solve low velocity layer and exposed bedrock caused by low-frequency statics problem,but it is impossible to eliminate abnormal static correction about seismic data,there are two reasons:First,the model is based on the thickness and speed of compromise as a result of simplifying the geological model,this compromise will lead to inaccurate statics; the second is static correction itself is a complex problem solving approximation.The paper describes how to use the reflected wave of residual static correction technology to solve mountain seismic data remaining in the high-frequency statics problem.

complex surface; low velocity layer; residual statics; floating datum; frequency division; iteration

2016-04-25;改回日期:2016-06-14

徐楷亮(1981-),男,工程師,計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè),從事地震資料處理與解釋及計(jì)算機(jī)應(yīng)用工作。E-mail:xukailiang@163.com

P631.4

A

1671-1211(2017)01-0094-04

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2017.01.017

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20161208.1017.008.html 數(shù)字出版日期:2016-12-08 10:17