共炮检点剩余静校正方法

共炮检点剩余静校正方法

1剩余静校正算法的计算20世纪70年代初以来，许多科学家开始研究剩余静校正方法。Wiggins等众所周知,常规剩余静校正量计算基于以下两点假设:第一,剩余静校正量随机分布原则,在CMP道集中经过叠加,剩余静校正量的影响可以消除;第二,地表一致性原则,炮点静校正量和检波点静校正量仅与地表位置有关。基于此两点假设的剩余静校正方法包括统计相关法、最大能量法和模拟退火剩余静校正算法。面对低信噪比、大剩余静校正量的地震资料,应用常规的通过CMP道集获得模型道的静校正方法无法解决这类资料的静校正问题。因此本文选择共炮点道集和共检波点道集进行静校正量的计算。由于共炮点道集(共检波点道集)中存在相同的炮点(检波点)静校正量,其静校正量的变化相对于CMP道集的静校正量变化小,据此进行水平叠加可生成信噪比更高的模型道,从而为解决低信噪比、大剩余静校正量地震资料的静校正问题提供前提条件。2方法原理2.1共炮点剩余静校正量的计算根据地表一致性条件,经过动校正后,任意一道地震记录的总静校正量t式中:等号右边第一项s常规的以CMP道集为基础的剩余静校正方法中,假设炮点剩余静校正量、检波点剩余静校正量随机分布,在一个CMP道集中进行叠加后的均值为零随着地震仪器和采集方法的发展,记录仪器道数越来越多,每炮1000道以上接收的地震资料已经非常常见。而CMP覆盖次数能够达到如此高的地震资料非常稀少。因此,在共炮点记录中采用均值为零的假设条件更容易满足。某炮相邻两道的旅行时表示式为从式(2)可以看出,在同一炮中s基于检波点剩余静校正量呈随机分布,而动校正剩余量和构造项影响可以忽略的假设,考虑到n值(n为炮数或道数)较大,比较容易满足均值为零的条件。式(3)可以转化为根据式(4)可知,共炮点道集经过叠加后,生成的模型道仅仅存在炮点静校正量的影响。使用模型道与叠前道进行相关,就可以计算出对应检波点的剩余静校正量。在共炮点道集中求解检波点剩余静校正量的过程可以作为一个最优化问题,即其中:R为检波点的剩余静校正量;E为叠加能量;M为共炮点道集的道数;t在一个共炮点道集中,设F(t)是和某一检波点有关的记录道,H(t)是其余道的叠加(即所谓的模型道),则该共炮点道集的叠加能量为因此,求取叠加能量的最大值也就等效于求取它的互相关的最大值。取得共炮点叠加道集叠加能量最大的各个检波点移动时差,就是需要求取的检波点的剩余静校正量。同样可以在共检波点道集中计算得到炮点的剩余静校正量,所不同的是式(6)中各道移动量τ为需要求取的炮点剩余静校正量。实际应用中分别在共炮点和共检波点道集中计算检波点和炮点剩余静校正量,通过多次迭代使叠加能量收敛于最大值。要保证叠加能量收敛于最大值,必须保证足够的迭代次数。在实际资料的计算中,可以设定最大迭代次数和合理的收敛门槛值进行综合判断。例如,设定最大迭代次数为100,收敛门槛值为叠加能量增量小于总能量的0.1%。在迭代过程中,满足收敛门槛值或者达到最大迭代次数时计算结束。在信噪比较高的情况下,迭代几次就可以满足收敛门槛值。在信噪比较低时,需要的迭代次数增加,通过设定最大迭代次数可以避免流程无止境地循环运行。2.2计算时窗的确定应用共炮(检)点剩余静校正方法成败的关键在于能否消除构造项的影响,如果可以消除,则能够取得理想的计算效果;否则,方法失效。能否消除构造项取决于计算时窗的选取。一般情况下追踪连续的反射同相轴,人工交互确定计算时窗,可以有效地克服构造项对计算结果的影响。图1展示了不同计算时窗对计算数据的影响。图1中的数据存在一个倾斜方向的同相轴,如果选择不合适的计算时窗,将无法消除构造项的影响(图1a)。图1a中由于选择的水平时窗和构造走向差异较大,时窗内的数据生成的模型道与各道之间的时差为剩余静校正量和构造项之和,模型道成像质量较差。而图1b中,沿构造走向选取计算时窗,时窗内数据生成的模型道基本克服了构造项的影响,此时,模型道与各道之间的时差仅为剩余静校正量。采用这样的时窗进行剩余静校正量的计算可以取得较好的效果。2.3波大剩余静校正上述共炮(检)点剩余静校正方法适用于纵波和转换波大剩余静校正量的计算。为了获得好的计算效果,一般应当以连续追踪的标准层作为计算时窗的选择对象。有关炮(检)点剩余静校正方法处理流程如图2所示。3实际数据算例文中选取了一条二维地震测线进行效果测试。该测线地表起伏较大,区内高程差超过500m。资料信噪比较低,且经过基准面静校正后,静校正剩余量较大,最终求取的剩余静校正量最大值达到60ms。图3、图4、图5分别为该测线共炮点、共检波点和共中心点(CMP)道集应用共炮(检)点剩余静校正叠加后的结果。使用共炮(检)点方法进行剩余静校正计算,首先需要选择合理的计算时窗。图3a、图4a、图5a中的红色线为选取的计算时窗中心线。实际计算时,参与计算的数据为该中心线上下各100ms的地震数据。将时窗内数据进行拉平处理,基本可以消除构造项对剩余静校正计算的影响。图3a、图4a和图5a分别为没有进行剩余静校正前叠加道集。从图中可以看出,由于共炮点模型道和共检波点模型道更符合静校正量均值为零分布的特点,在选择时窗内共炮点和共检波点道集的模型道信噪比明显高于CMP模型道。应用信噪比较高的共炮点模型道与叠前各道进行互相关,计算出各个检波点的剩余静校正量。把计算结果应用到共炮点道集中,可以获得成像效果更好的模型道,再应用新的模型道可以求出各个检波点的剩余静校正量。每完成一次检波点静校正量的计算称为一次迭代,迭代次数是一个比较重要的参数。可以通过当次叠加能量和上次叠加能量的差值控制迭代的结束,即当叠加能量增量小于某一给定门槛值时,就结束迭代。图3~图5是经15次迭代后,完成检波点剩余静校正量的计算。依同样方法可计算炮点静校正量。对比图3~图5剩余静校正前后的叠加结果可以看出,在共炮点道集、共检波点道集和CMP道集中,剩余静校正问题得到了较好解决。剩余静校正后叠加剖面的成像效果明显好于静校正前的叠加结果。图6为使用最大能量法求取剩余静校正量和本文方法求取剩余静校正量后的叠加结果对比。在信噪比较高、剩余静校正量较小的左端,两种方法效果相当。但是在静校正量比较大而信噪比较低的右端,共炮检点剩余静校正方法表现出了较强的适用性,效果明显好于最大能量法。4转换波共检波点叠加道相关法共炮(检)点剩余静校正方法将计算剩余静校正量的共中心点域转化为共炮点域和共检波点域。经过转化后,剩余静校正量和噪声随机分布的假设条件更容易满足,在低信噪比、大剩余静校正量资料的计算中取得了较好的效果。共炮(检)点道集满足了剩余静校正量呈随机分布的条件,叠加道仅