层析静校正方法在复杂地区的应用

层析静校正方法在复杂地区的应用

随着东部资源片的日益匮乏以及西部开发战略的实施，自然资源片的开发利用开始向西部地区进行。我国西部地区的地貌单元主要是沙漠、戈壁、山地和黄土塬,这些地貌单元地表起伏大,沟壑纵横,表、浅层低速带速度横向变化大,对地震波能量的吸收和衰减效应强烈,导致地震资料初至波能量弱,且不清晰。目的层反射波信噪比低,对叠前时间偏移、水平叠加和偏移成像等后续处理带来影响,限制了地震资料解释成果的精度。因此,地震资料处理中静校正问题解决的好坏将直接影响地震资料的品质和勘探效果。在众多的静校正方法中,折射波静校正方法应用最广泛1静校正基本原理层析静校正是一种基准面校正方法,其原理是对地质模型进行网格化,并假设网格内速度稳定不变,利用网络法进行射线反演,获取表层速度模型,当微元很小时,认为能够真实地描述表层结构。假设表层模型是由各向同性介质和高速折射界面组成,初至波旅行时t式中,f式(2)是初至波层析成像公式。其中,f将实际观测值t矩阵J为灵敏度矩阵,可分解为:式中,U是m×n的正交矩阵;V是n×m的正交矩阵;D是对角矩阵,由奇异值构成,设矩阵的广义逆为:则Δp为:为了准确获得近地表模型,需要进行多次迭代运算,并在此基础上计算炮点和检波点的静校正量层析反演静校正方法通过5个步骤来实现:观测系统定义,拾取原始单炮初至时间;建立初始表层速度模型并划分模型网格;根据初始模型和初至时间,反演近地表速度结构;分析反演结果;求取炮点和检波点的基准面静校正量。层析反演静校正方法采用高密度单元划分,可以描述复杂的速度场,通过建立近地表速度模型,避免了由于界面不明显而引起的静校正误差,能够较好地解决静校正问题,并真实地反映地下构造特点。2使用实例2.1地质背景及地层研究区域位于鄂尔多斯盆地渭北隆起的西北部,总体构造形态为被一些宽缓褶曲复杂化的单斜构造,地层走向NNW,总体倾向SWW,含煤地层倾角一般3~8°。依据钻孔揭露,地层由老到新依次为:三叠系上统胡家村组;侏罗系下统富县组;侏罗系中统延安组、直罗组、安定组;白垩系下统的宜君组、洛河组、环河-华池组;新近系上新统;第四系中更新统、上更新统及全新统。煤系地层为侏罗系中统延安组,该组由下而上分为3个岩性段。其中第3段含2-1,2煤层;第2段含3-1,3(3-2),3-3煤层;第1段含4煤层(组),其中4-1煤层、4-2煤层为4煤层的分岔煤层。本次勘探主要煤层为4煤层,目的层一般埋深670~1050m,煤层厚度相对稳定,全区可采。勘探区为第四系覆盖,大部分为黄土层夹结核或砾石层,其结构松散,对地震波吸收强烈。本区的主要目的层(4煤层)与围岩的波阻抗差异明显,形成了能量强,连续性好,易于追踪对比的反射波组(T2.2观测系统试验结果分析观测系统的确定主要考虑勘探区地表形态、构造发育、障碍物分布和煤层倾角等情况。依据充分的试验结果,综合分析,采用8线12炮制观测系统,覆盖次数28次(横向4次,纵向7次),线距60m,道距15m,炮排距120m,接收道数112道(单线),束距240m。3叠加剖面效果分析采用层析静校正方法对研究区域的地震资料进行处理。由于区内地表高程变化大,表层横向速度变化大,原始单炮记录(图1)初值波不清晰,目的层反射波无法识别,存在严重的静校正问题。图2为经过层析静校正之后的单炮记录,从处理后的单炮记录可以看出,地形引起的同相轴错动现象得以消除,目的层反射波同相轴连续,单炮记录信噪比得到了提高,静校正问题得到了较好地解决。图3为折射静校正后的叠加剖面,从该图中可以看出,该剖面目的层的反射波同相轴呈起伏状,连续性差,出现假构造。从层析反演静校正后的叠加剖面(图4)可以看出,经过层析反演静校正后,目的层反射波信噪比得到提高,连续性得到改善,假构造消失,静校正问题得到较好地解决。图5是地震勘探处理的地震剖面,可以看出来自延安组4煤组的反射波,波形特征明显,信噪比较高,同相轴连续性好。图6是薄煤区在地震时间剖面上的显示,从该图可以看出,薄煤区特征在时间剖面上显示清楚。本次资料处理,应用层析静校正方法,提高了资料的分辨率,为资料解释提供了可靠依据。4层析静校正技术厚黄土层地区地形起伏较大,沟壑纵横,低降速带厚,长波长静校正问题严重,折射静校正无法消除低、降速带的影响,使得剖面上反射波同相轴有较大畸变,影响叠偏剖面的构造形态,导致错误的解释结果。层析静校正方法利用大量的初至信息,提取近地表速度模型,并求取炮点和检波点的高精度静校正量,不但能很好地解决近