基于三維地震數(shù)據(jù)的靜校正方法研究

基于三維地震數(shù)據(jù)的靜校正方法研究

在3d地震波靜態(tài)重建中，炮點采用垂直波靜態(tài)校正，檢測點采用水平波靜態(tài)校正。本文重點研究基于橫波微測井資料的模型靜校正、縱橫波共檢波點疊加相關(guān)法轉(zhuǎn)換波靜校正技術(shù),解決轉(zhuǎn)換波的中、長波長靜校正量問題,采用地表一致性剩余靜校正解決短波長靜校正量問題,從而達(dá)到逐步提高轉(zhuǎn)換波成像質(zhì)量的目的。1基于橫波的微井?dāng)?shù)據(jù)的模型靜校正喇嘛甸三維三分量地震工區(qū)的檢波點面積為258km1.1微測井?dāng)?shù)據(jù)分析縱波和轉(zhuǎn)換波的微測井解釋結(jié)果表明,橫波的表層結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比縱波復(fù)雜。從圖1所示檢波線1265的近地表結(jié)構(gòu)可見,橫波模型為3~4層結(jié)構(gòu)(圖1a),而縱波為2層結(jié)構(gòu)(圖1b),縱波與橫波的高速層頂界完全不一致,體現(xiàn)出橫波高速層底界對應(yīng)風(fēng)化層底,縱波高速層底界對應(yīng)潛水面位置。以微測井1252為例,縱波低速層厚度為3m,速度為657m/s,不發(fā)育降速層,低、降速帶總厚度為3m,高速層速度為1740m/s;而橫波低速層厚度為12.88m,速度為160m/s,發(fā)育2個降速層,降速層1的厚度為17.72m,速度為242m/s,降速層2的厚度為21.17m,速度為307m/s,橫波的低、降速帶總厚度為51.78m,高速層速度為429m/s.全區(qū)縱波微測井解釋表明,縱波表層主要為2層結(jié)構(gòu),局部發(fā)育降速層。低速層速度為300~900m/s,厚度為2~24m;降速層速度為700~1300m/s,厚度為0~50m;高速層速度為1550~1900m/s,分布頻數(shù)最大為1600m/s.橫波表層大部分區(qū)域為4層結(jié)構(gòu),低降速帶總厚度為35~55m,平均速度為210~270m/s,局部發(fā)育多層結(jié)構(gòu),高速層速度為350~450m/s.1.2內(nèi)插計算對比在微測井解釋基礎(chǔ)上確定了表層的各層厚度及速度空間分布。如圖2所示,A、B點為微測井控制點,其高速層底界深度為D為保證模型的準(zhǔn)確性,在建立表層模型時采用三角網(wǎng)格插值算法實現(xiàn)曲面建模。首先,求取平面點集的凸殼,形成初始三角網(wǎng)格,然后逐點插值(圖3)。內(nèi)插計算可表示為其中:v在近地表調(diào)查中,微測井點間距通常為1000m,而檢波點間距為40m,橫波模型中降速層的局部厚度變化快,底界存在突變點,給三維模型的建立帶來困難?？v波模型的厚度小于10m,而橫波模型厚度約為60m;縱、橫波的低降速層底界形態(tài)不存在任何對應(yīng)關(guān)系,縱波低降速層的底界與潛水面一致,橫波低降速層的底界為風(fēng)化層的底界;縱波低降速層的速度存在明顯的橫向變化趨勢,而橫波表層各層的速度橫向變化趨勢不明顯,降速層尤為突出。此外,研究區(qū)西部低降速帶厚度大(約為60m),其他地區(qū)為40~50m,橫波的平均速度與低降速帶厚度不存在對應(yīng)關(guān)系,速度高值區(qū)(約為280m/s)位于該區(qū)南部,其他區(qū)域約為240m/s.采用層間相關(guān)系數(shù)法與三角網(wǎng)格插值建立的表層速度與厚度模型在平面上分布合理,不存在局部突變。1.3靜校正量的計算基于精確的近地表模型(包含近地表各層的速度和厚度)可準(zhǔn)確求取橫波靜校正量。因此,通過求取靜校正量的低頻成分確保構(gòu)造背景的正確性,即有式中ShHn———層數(shù)。研究表明,由于橫波模型的厚度大、速度低,引起的靜校正量遠(yuǎn)比縱波大,喇嘛甸區(qū)塊檢波點的橫波靜校正量為100~180ms,且該區(qū)北部靜校正量大,南部相對較小,而檢波點的縱波靜校正量為15~40ms.在全區(qū)范圍內(nèi),檢波點的橫波靜校正量與縱波靜校正量沒有統(tǒng)一的比例系數(shù),所以用檢波點的縱波靜校正量乘以某一系數(shù)作為其橫波靜校正量明顯不合理(因為不能真實反映地下構(gòu)造形態(tài))。而基于微測井模型求取的橫波靜校正量很好地解決了長波長問題,能夠保證縱波與轉(zhuǎn)換波剖面所反映的構(gòu)造形態(tài)的一致性。2轉(zhuǎn)換橫波長波長靜校正量的確定共檢波點疊加可提高信噪比、增強(qiáng)反射能量,拾取較強(qiáng)的參考層進(jìn)行平滑得到的時移量可作為短波長的靜校正量。喇嘛甸區(qū)塊轉(zhuǎn)換波資料品質(zhì)較好,構(gòu)造簡單,對應(yīng)薩一油層組頂面的T轉(zhuǎn)換波的任何延遲對各接收道是一致的,共接收點疊加道上的延遲對該道每一個同相軸也是一致的,靜校正后能拉平同相軸(應(yīng)注意在低幅度構(gòu)造區(qū)也可能拉平構(gòu)造)。共檢波點疊加相關(guān)法轉(zhuǎn)換波靜校正的實現(xiàn)過程為:(1)在縱波和轉(zhuǎn)換波共檢波點疊加剖面上分別拾取同一地質(zhì)層位(T由于研究區(qū)邊部覆蓋次數(shù)小,資料品質(zhì)差,僅有檢波點分布區(qū)域的靜校正量變化不明顯。但是,在該區(qū)炮點分布范圍內(nèi)求得的靜校正量變化合理,能夠滿足滿覆蓋區(qū)轉(zhuǎn)換波的成像質(zhì)量要求。由統(tǒng)計結(jié)果可以看出,檢波點靜校正量為-60~60ms,說明在轉(zhuǎn)換波模型法靜校正之后仍存在較大的靜校正量,同時表明該方法可解決轉(zhuǎn)換波的中、長波長靜校正問題。從靜校正前、后疊加的對比結(jié)果可見,模型法靜校正后存在明顯的同相軸抖動現(xiàn)象,如圖4a中橢圓、矩形框位置所示,采用共檢波點疊加相干靜校正后消除了同相軸的扭曲現(xiàn)象,同相軸變得連續(xù)而光滑(圖4b),表明解決了影響構(gòu)造的靜校正問題。3轉(zhuǎn)換波剩余靜校正量的確定在應(yīng)用模型靜校正與共檢波點疊加相關(guān)法靜校正后,遺留的問題是通過解決短波長靜校正問題提高轉(zhuǎn)換波的成像精度,突出層間細(xì)節(jié)。短波長問題可認(rèn)為其靜校正量滿足隨機(jī)分布的特點,不必考慮轉(zhuǎn)換波上行、下行波長的不同(將其視為統(tǒng)一的波長綜合考慮)。因此,應(yīng)用與縱波相同的地表一致性剩余靜校正方法來提高轉(zhuǎn)換波的成像精度,且在延遲時間統(tǒng)計中放寬最大允許時差范圍并做適當(dāng)?shù)募僭O(shè)。假設(shè)某一同相軸的反射時間由炮點和接收點靜校正量、地下一致性構(gòu)造時間和剩余動校正量構(gòu)成,即有式中SRGX(3)式中有4個未知變量,而道集中每個地震道對應(yīng)(1)式有一個方程(方程個數(shù)小于未知變量的個數(shù)),其解是不確定的。其中,X選取相鄰5~7個道集構(gòu)成模型道,轉(zhuǎn)換波的剩余靜校正量比縱波大,喇嘛甸工區(qū)覆蓋次數(shù)為112次,選60~70道,增強(qiáng)有效信號的統(tǒng)計效應(yīng),減小噪聲影響,增加計算的穩(wěn)定性。選擇信噪比高、橫向反射連續(xù)的T式中ε———加權(quán)最小平方誤差;W由(4)式迭代分解求出各炮點和檢波點的剩余靜校正量。結(jié)合道集速度分析,對喇嘛甸工區(qū)轉(zhuǎn)換波進(jìn)行了2次剩余靜校正,平面各點統(tǒng)計得出最終檢波點的剩余靜校正量為±10ms,炮點剩余靜校正量為±5ms,而且靜校正量值較大區(qū)域分布在資料信噪比低和不滿覆蓋次數(shù)區(qū)。與圖4相比,圖5中目的層(T4轉(zhuǎn)換波靜校正的展望和展望雖然喇嘛甸工區(qū)三維轉(zhuǎn)換波成像證實了該方法的有效性,但由于轉(zhuǎn)換波靜校正問題的特殊性(例如:近地表結(jié)構(gòu)復(fù)雜、靜校正量大、初至波難以拾取等),致使現(xiàn)有方法仍存在靜校正精度不如縱波精度高的問題,進(jìn)而影響了構(gòu)造成像的準(zhǔn)確性及振幅保真度。此外,“靜校不靜”的客觀現(xiàn)實在轉(zhuǎn)換波靜校正中表現(xiàn)更為突出:橫波靜校正在不同層位有不同的靜校正量,一個靜校正量不能滿足所有層位需求(轉(zhuǎn)換波比縱波表現(xiàn)突出),尤其是復(fù)雜構(gòu)造區(qū)域的轉(zhuǎn)換波靜校正難度更大。因此,還有待于進(jìn)一步地探索和研究。綜上所述,通過研究構(gòu)造相對簡單條件下的三維轉(zhuǎn)換波靜校正問題,系統(tǒng)給出了由大到小逐次求取轉(zhuǎn)換波靜校正量的方