初至波静校正方法在地震资料处理中的应用

初至波静校正方法在地震资料处理中的应用

准噶尔盆地南缘的山区很难进行静校正。其地表和近地表结构的复杂性主要体现在高地形起伏和地层暴露上。山前冲积岩扇体洪积物结构复杂，黄土和西域砾岩厚度变化较大，基本上位于无结合或半结合的砂砾中。1检波点偏移距观测精细地震勘探对野外采集观测方法要求较高,排、炮形式和偏移距大小主要依据被调查对象(构造)确定。目前外业采集的观测方式是引起静校正边界效应的主要原因。二维地震(宽线)采集设计一般为中心点放炮,接收(检波点)线长度往往大于激发(炮点)线长度(图1a)。近几年二维地震观测的特点是:道距小,道数多,炮点和检波点偏移距大。三维地震采集设计也同样是接收线面积大于激发(炮点)线面积。炮点和检波点之间同样存在一定的偏移距离(图1b)。这种观测模式对后期应用初至波折射和层析静校正方法反演近地表地质结构模型产生一定的影响。这是因为二者使用的主要元素都是从野外原始单炮中提取的有效初至时间。(1)解析一折射解释方法一般可分为2类:一类是分析共地面点数据(图2a);另一类是分析共地下点或折射层的共出射点数据(图2b)。通过对折射波时间进行各种校正,将校正后的折射时间转化为深度模型。但到了无激发边界时,这个条件就不成立了。层析方法是把近地表划分为常速网格,其目的是估计每一个网格中的速度。炮点到检波点的射线路径由不同网格中的射线段组成,用估计的起始近地表模型计算所有射线的旅行时,然后与实测的时间相比较,时差用于修改模型,最终完成速度模型的构建(2)解析二准噶尔盆地南缘是公认的最复杂的勘探区域,仅靠表层小折射和地震微测井难以控制其变化,分层建模无法达到精度要求。应用初至波静校正法来解决问题,需要能够更好地满足初至波静校正方法的观测方式(图3)。2关于折射波初至波层析初至的静校正技术测线位于独山子地区,为东西走向,奎屯河从测线中部穿过,海拔680~1100m.主要为山地、洪积扇体,表面覆盖有厚5~30m黄土;下伏为厚度不均的西域砾岩,最大厚度超出200m,激发、接收条件极差。表层调查采用常规的地震微测井和小折射方法。目的在于为该测线优选激发参数和为静校正计算提供所需的建模数据。此次二维测线采集地震微测井7口,小折射点32个,同时10个交点处有4口地震微测井,5个小折射点。从该测线表层调查点的成果统计分析,没有获取到2000m/s速度以上的点有32个,占67%.这说明有一半多的点是为第一目的服务,其余是构建表层模型的点。在构建近地表模型时分别采用了分层建模法、折射和层析静校正方法。(1)分层建模法利用测线本身地震微测井和小折射控制点的低、降速带成果数据,结合地貌、地质特征以及卫片信息建立近地表结构模型(2)折射波初至该建模方法主要使用了2个重要信息:一是利用野外原始单炮中的折射波初至时间,寻找相对合理、统一的校正速度面;二是地震微测井和小折射成果建立的近地表初始速度数据体。通过定义来自一个稳定的折射界面初至波时间段(高速层校正速度2200m/s),换算出表层延迟时间,最终结合有效的表层控制点初始速度数据体反演出近地表结构模型,获取基准面校正量。模型反演结果表明,由于折射静校正方法受原理、算法的制约,使检波点延迟时间在无激发点的区域以常数外推,导致边界模型底界出现外延的随机变化,产生不同程度的边界效应。(3)初至波层析初至波层析法脱离了水平均匀层状介质这个假设前提,是一个非线性反演。在实际应用中,因为有多条射线(炮检对),把一个地下速度模型分成矩形像素,通过求解该线性方程组,就可以得到各个像素的速度值。由于满覆盖段射线的可靠度比较高,获得了比较好的速度模型;而满覆盖向炮点过渡时射线对逐渐减少,使模型精度降低;越靠近炮点的模型变形越大,近地表的真实状态产生畸变。如果炮点外没有炮检对射线通过,也就没有模型,只能依据炮点内的模型进行外延。测线向西部外延时,由于是冲积扇体的中部,横向速度、厚度变化基本趋于稳定,选择炮点附近较为稳定的模型外延,可以获得较为准确的静校正量值。但测线向东外延时,由于表层冲积扇体厚度突变(100m以上),靠近炮点处射线回路无法获取走时互换迭代,使模型产生较大的误差,导致静校正出现边界效应。(4)边界效应分析从折射静校正到层析静校正,其共性问题就是速度、厚度模型外延,它不但使模型畸变,同时在叠加剖面中产生边界效应。测线从满覆盖东就开始出现边界问题,这主要是浅层覆盖次数降低,回转波射线数稀疏而引起的。这也说明满覆盖到激发点之间,其精度与表层厚度的大小有着直接关系,厚度大浅层覆盖次数低,射线通过率减少,则精度偏向满覆盖位置,反之则靠近激发点位置。为解决构造东部叠加不成像的问题,特意从大沟以东到线头覆盖了一部分宽线(两炮两线),其目的是增加主构造中、浅层资料处理的覆盖次数,提高初至波对近地表模型反演和校正的精度。经使用初至波层析静校正对合拼线的处理,近地表结构模型得到改善,解决了模型外延问题,填补了异常厚度的缺失。3线头各方法静校正问题的解决建议通过分层建模、折射和层析3种静校正方法在初叠剖面中的应用,初至波静校正方法整体成像效果要好于分层建模法,折射法和层析法基本相当,但在细节上还有一定差别。比如构造顶部以西的高频成像和同相轴连续性方面,层析要优于折射(图4)。从东部满覆盖处到东部线头各方法的静校正都没有见到好的效果,其主要原因有2点:一是表层调查点没能从实质上反映出近地表结构的突变;另一个是受其采集和初至波静校正算法因素的影响。经过合拼后层析法处理的测线,初叠剖面对顶部构造以东有了一定的改善,能看到反射同相轴,通过后续处理会有本质的改观(图4)。基于上述,笔者建议:(1)在激发点外(附加段)加放静校正控制炮,以提高一次剖面的浅层校正覆盖数,确保地震测线近地表结构模型的精度,解决因外延模型所带来的边界效应和中、长波长问题;(2)为更好地应用折射和层析静校正方法解决问题,必须考虑激发条件的调整。可控震源激发由于存在初至旁瓣效应,严重影响初至时间的准确拾取,使折射和层析法无法反演出可靠的近地表模型。因此,在复杂区域施工时,最好采用炸药震源激发,能有效地提高折射法和层析法反演近地表模型的准确度。4地震测线的覆盖(1)初至波折射和层析静校正方法依然是解决复杂近地表问题的2种比较重要的方法。只要在地震采集时依据近地表结构的变化增加一定静校正控制炮,就能有效地控制和消除复杂地区边界效应。(2)在部署地震测线时,测线的满覆盖应涵盖全部需要被调查的地