◇中石化石油工程地球物理有限公司華北分公司地球物理研究所 王 寧

層析反演靜校正技術(shù)已成為解決復(fù)雜近地表?xiàng)l件下靜校正問題的有效手段，微測井等表層調(diào)查方法提供的低降速帶分層信息對于約束層析反演過程、提高風(fēng)化層模型精度非常重要。在巨厚沙漠地區(qū)進(jìn)行地震采集施工時(shí)，受自然條件限制無法開展微測井工作，利用近道初至約束層析反演靜校正可以有效解決上述問題。本文以銀額盆地某沙漠工區(qū)三維地震資料為例，對比了有無約束下的反演模型和應(yīng)用效果，證明了該技術(shù)的有效性和優(yōu)勢。

銀額盆地沙漠地區(qū)高程變化劇烈，部分沙丘相對高差可達(dá)上百米，風(fēng)化層在縱向和橫向上都有較大的變化幅度，靜校正問題突出。同時(shí)由于該地區(qū)沙層厚度巨大，塌井現(xiàn)象嚴(yán)重，無法開展微測井工作，在應(yīng)用層析靜校正過程中缺少準(zhǔn)確的低測資料進(jìn)行約束。

本文采用配套的近道約束層析靜校正技術(shù)[1-4]，即首先利用單炮中一定偏移距范圍內(nèi)近道初至反演獲得極淺層相對準(zhǔn)確的速度模型，再以該模型約束全部拾取初至層析反演過程，建立工區(qū)低降速帶模型，計(jì)算基準(zhǔn)面靜校正量；再利用初至波剩余靜校正求取部分高頻大靜校正量；最后利用反射波剩余靜校正求取高頻小靜校正量。通過實(shí)際資料驗(yàn)證，該套流程可以較好地解決該區(qū)域靜校正問題。

1 層析反演原理

層析反演將地下地質(zhì)體進(jìn)行高密度速度單元?jiǎng)澐?，將地震波的旅行時(shí)描述為對地下介質(zhì)慢度函數(shù)沿射線路徑的積分[5]：

2 實(shí)現(xiàn)過程

層析反演過程需要使用一定偏移距范圍內(nèi)的初至，當(dāng)輸入的遠(yuǎn)道信息越多時(shí)，模型淺層部分的精度會(huì)逐漸降低[6]。而近道射線由于只在淺層傳播，根據(jù)這一部分初至信息可以建立準(zhǔn)確的極淺層模型。依據(jù)該指導(dǎo)思想建立如下處理流程：①利用軟件自動(dòng)拾取和人工干預(yù)相結(jié)合的形式完成選定偏移距范圍內(nèi)初至拾取工作；②根據(jù)工區(qū)低速層厚度，選擇一定范圍的近偏移距初至進(jìn)行層析反演。該輪層析反演獲得的速度模型在淺層精度較高，中深層由于缺少中遠(yuǎn)偏移距范圍的初至精度不足；③利用上一步獲得和模型和軟件建立的權(quán)重場作為約束條件，對全部拾取初至進(jìn)行層析反演[7]。此時(shí)獲得的速度模型在淺層和中深層都有足夠的精度；④利用上一步結(jié)果根據(jù)替換速度建立高速層頂界面，求取基準(zhǔn)面靜校正量。該步計(jì)算結(jié)果主要解決低頻或長波長靜校正問題；⑤利用初至波剩余靜校正求取數(shù)值較大的高頻靜校正量。

圖1是近道約束層析反演的實(shí)現(xiàn)過程。通過本流程，可以解決缺少微測井等低測資料約束層析反演的問題，提高反演獲得模型的準(zhǔn)確度和野外靜校正量的精度。利用后續(xù)的基于反射波的地表一致性剩余靜校正可以進(jìn)一步計(jì)算出數(shù)值較小的高頻靜校正量，提高CMP道集中反射波同相軸一致性和剖面的成像質(zhì)量。

圖1 近道約束層析反演的實(shí)現(xiàn)過程

3 應(yīng)用效果分析

銀額盆地某三維工區(qū)地處巴丹吉林沙漠，具有沙丘高程變化劇烈、速度橫向變化大的特點(diǎn)。沙漠地表可劃分為小起伏沙丘、緩坡度分散起伏沙丘、中坡度密集起伏沙丘、高起伏陡坡密集沙丘。根據(jù)統(tǒng)計(jì)本工區(qū)以高大沙丘為主，靜校正問題十分嚴(yán)重。由以往二維資料可知低降速帶速度和厚度變化較大，高速層速度一般在1700 m/s～2700 m/s之間，高速層頂界面埋深一般在15m～130 m，高速層頂界面高程一般在1020 m～1180 m，整體呈西低東高、南低北高趨勢，抬升趨勢與地表基本一致。圖2和圖3分別為該工區(qū)原始單炮和疊加剖面。單炮上表現(xiàn)為初至不平滑，隨地表高程變化扭曲現(xiàn)象十分嚴(yán)重，剖面上表現(xiàn)為淺層同相軸扭曲嚴(yán)重，深層幾乎看不到有效信號(hào)。

圖2 銀額盆地沙漠地區(qū)靜校正前原始單炮

圖3 銀額盆地沙漠地區(qū)靜校正前原始疊加剖面

由于缺少微測井等表層調(diào)查資料，本工區(qū)地震資料處理中采用了近道約束控制反演過程，保證反演速度模型和靜校正量的準(zhǔn)確性。按照上文所述流程完成層析反演后，通過對比層析反演速度模型、單炮和疊加剖面證明了方法的有效性。

圖4是有、無近道約束的近地表速度模型對比圖?？梢钥闯霎?dāng)增加了近道約束后模型中淺層的低速部分厚度增加，橫向的連續(xù)性增強(qiáng)，降速層厚度相應(yīng)減少，層析反演模型精度有了明顯提升。同時(shí)高速層頂界面的深度未受到影響，通過對該界面進(jìn)行平滑處理可以進(jìn)一步提高長波長靜校正量的應(yīng)用效果。

圖4 有、無近道約束的近地表速度模型對比圖

圖5是有、無近道約束層析反演靜校正應(yīng)用后的單炮對比?？梢钥闯隼梦醇咏兰s束的層析反演解決了大部分的靜校正問題，但在標(biāo)注區(qū)域仍然存在個(gè)別道初至抖動(dòng)現(xiàn)象。在采用近道約束的層析靜校正后該問題得到了解決，單炮初至曲線光滑連續(xù)。

圖6是有、無近道約束層析反演靜校正應(yīng)用后的疊加剖面對比。在標(biāo)注區(qū)域，利用近道約束層析靜校正進(jìn)一步提高了反射波同相軸信噪比和連續(xù)性，反射系數(shù)較低的薄層也可以基本分辨出來。

由于基于反射波的地表一致性剩余靜校正效果與速度場的準(zhǔn)確與否高度相關(guān)，不是本文論述重點(diǎn)，因此這里不再展開討論。

4 結(jié)語

靜校正問題解決的核心是如何確定符合實(shí)際地質(zhì)情況的近地表速度模型。利用近道初至反演得到精度較高的極淺層約束整個(gè)反演過程，可以保證反演結(jié)果尤其是淺層的準(zhǔn)確性，進(jìn)而提高靜校正應(yīng)用效果。

近道約束層析反演靜校正方法在銀額盆地復(fù)雜地區(qū)的應(yīng)用情況表明，該方法利用近道初至信息約束層析反演過程，可以有效恢復(fù)極淺層低速層信息，解決缺少微測井等表層調(diào)查數(shù)據(jù)問題。通過反演模型和單炮數(shù)據(jù)對比說明本文所述方法在該地區(qū)有良好的應(yīng)用前景。