合川某地区组合静校正应用研究

何玉前，吴 华

（大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江 大庆 163712）

静校正是消除因地表高程和地下低降速带变化对反射波旅行时的影响，以实现共反射点同向叠加的一项基础工作。其实质就是消除近地表结构的非均质性对有效信号记录时间的影响。在工业生产中常用的静校正主要有折射静校正、微测井模型静校正、层析模型静校正[1-3]。折射静校正基于简单的水平层状介质模型假设，要求表层速度横向变化小，地表较平缓，存在较稳定的折射层。微测井模型静校正，是通过地表调查、时深曲线、山体速度调查、小折射以及微测井等常规地表调查手段，得到近地表速度信息，内插出低速带整个物理空间每个观测点速度，然后根据这个速度，结合近地表厚度信息来估算静校正量的一种方法，这类校正量即野外提供的野外静校正量。层析模型静校正是利用弯曲射线模型进行弯曲射线追踪，通过预测初至旅行时，计算出初至旅行时与实际初至旅行时之间的剩余旅行时，并通过迭代使其最小，以便反演出近地表速度，然后利用初至层析成像得到近地表速度场进行静校正。尹奇峰等研究了不同水平层状模型条件下正演[4]，分析了复杂地区地表一致性静校正误差存在的原因及这种原因跟基准面、炮检距、低速带和基岩速度、低速带厚度、反射面深度等之间的关系得出：地表一致性静校正方法求得的静校正量与实际的静校正量有一定的误差，从而影响到反射波成像质量。唐进通过模型正演分析，和实际资料应用处理认为[5]：即使在水平层状介质下理论静校正量和地表一致性静校正量依然存在差异。认为常规处理中，常用后期的速度分析和剩余静校正修正这种误差，但是在一些地表条件复杂的地区，采用非地表一致性静校正方法才能够更好的成像。层析静校正没有地表一致性假设条件的限制[6]，不受地表起伏和近地表低降速带横向变化的限制，通过不断修改模型并计算初至波旅行时直到正演出的理论初至时间与实际初至时间的差达到一定精度为止；所以经过反复迭代最终反演出的近地表模型与实际情况能够吻合较好；复杂地表、低降速带速度及厚度变化引起的静校正得到较好的消除，在理论上比较完美，可以解决复杂近地表的静校正问题，并且具有较高的灵活性。但是，该技术依赖于所给定的初始模型，对初至拾取质量要求较高，同时计算结果存在多解性和稳定性问题，在每次迭代时对速度模型进行平滑，还带来短波场静校正问题[3]。

实际生产要想解决地表复杂地区的静校正，改善成像，有必要开展多手段互相弥补的静校正解决方案。本文研究根据合川某地区实际资料的情况，研究开展三步静校正解决山地静校正问题，即层析模型静校正，解决野外静校正；地表一致性剩余静校正解决部分高频抖动；CMP道集时差校正实现最终道集相位一致性校正。实际应用结果与最终成果表明此方案比传统地表一致性的两步解决方案更优。

1 合川某工区地表地质情况

工区属四川盆地低丘陵山地地貌（图1），最低海拔180m，最高海拔450m，最大相对海拔高差270m。工区地表主要出露侏罗系地层，嘉陵江、渠江沿岸分布少量第四系河滩砾石，东南角附加排列区域内出露少量三叠系地层。激发点边界内主要为侏罗系沙溪庙组上段砂泥岩互层。工区表层结构一般分为两层或三层结构，低降速层厚度整体比较薄，在1～7m 之间，高速层速度均达到在2000m/s以上。

图1 地表高程

该区面临的情况不满足地表一致性的假设：首先低速带速度较高，地震波在此地表层传播将不再是垂直出入射，而是倾斜出入射；同一个检波点接收到的不同反射层的地震波在低速层的路径不可能相同；因此，即使同一反射层的反射波也会因为炮检距的不同而具有不同的校正量；其次山地基岩出露是更加不满足地表一致性假设，检波器接收到初至波可能是反射波，也可能是折射波；再者地形起伏造成炮检点之间的高差虽然不大，但是相对变化快，而且变化节奏频繁，都会使得静校正后的地震波场与实际波场存在很大差异。地表一致性的静校正在该区作用有限，并且单一校正方法，无法满足本地区的校正需求。

2 组合静校正处理

通过以上工区地表地质情况的讨论，可以明确，因假设条件的严重不满足，地表一致性静校正不能很好地解决本区的静校正问题，单一的静校正方法也不能彻底解决本区的静校正问题，根据实际需求设计层析反演静校正+地表一致性剩余静校正+CMP 道集时差校正解决本区的静校正问题

2.1 层析模型静校正

层析静校正方法通过将初始模型网格化，建立各网格内介质速度与初置旅行时的方程并用迭代法求解方程获得较精准的模型。初至时间数量为M，网格数量为N，设第i个初至时间为ti，地下第i个网格慢度为si，第j条射线在第i个网格中的路径长度为dij，i∈[1，2，…，M]，j∈[1，2，…，N]。则初始旅行时方程为：

简写成向量式：

式中：T——初至时间向量即实际拾取量；

D——射线路径向量；

S——慢度向量待求解量。

问题简化为解方程：

求解后得到关于地下介质的网格化速度模型。据此模型，确定基准面即可计算出炮检点静校正量。

2.2 超级道地表一致性剩余静校正

超级道地表一致性剩余静校正处理，首先利用相邻道叠加或外部输入道作为模型道，在给定的时窗范围内依次在给定的CMP范围里进行倾角扫描处理，在输入的动校后CMP 道集上根据扫描得到的倾角形成超级道，根据超级道数据计算出共炮点（检波点）超级道，以及相应炮点（检波点）超级模型道；通过共炮点（检波点）超级道与相应炮点（检波点）超级模型道互相关，计算该炮点（或检波点）静校正量。最后根据统计原理，采用迭代方法计算炮点、检波点的剩余静校正量。经过多次速度修正迭代，最终完成超级道地表一致性剩余静校正处理。它主要采用的公式是：

式中：T——经过动校正后的总反射时间；

i——炮点位置；

j——检波点位置；

k——CMP道集点位置；

G——构造项；

S——炮点静校正量；

R——检波点静校正量；

M——剩余动校正时差系数；

X——炮检距；

N——噪声。

2.3 CMP道集时差校正

一般处理过程中完成静校正及地表一致性剩余静校正后，长波场、短波场的校正问题都会得到较好的解决，但是常规两步方案的动校后的CMP 道集，于本工区的实际情况却依然存在高频校正问题，图2（左）中，其主要原因：首先在层析模型静校正的过程中，出于计算稳定的需求，在对模型及最后的高速面的定义过程中的平滑作用，带来短波场静校正问题；其次地表一致性剩余静校正中动校CMP道集在单个CMP道集内也是速度的平均作用，意味着此过程单个道集内也是平滑的；这些平滑的实际存在，校正不了非地表一致性的剩余问题。因此在此基础上，开展在CMP道集内时差校正。利用经过动校正的CMP 道集内的各道与输入的模型道在定义的时窗内做互相关处理，获得相对时移，实现对原始CMP 道集应用非地表一致性剩余静校正处理。为了更好地避免实际运用过程中“串相位”，采取每个动校后的CMP 道集叠加结果进行背景随机噪音衰减后的道作为该CMP内对应的模型道；定义的时窗不宜过小，应包含中浅层且包含稳定连续的反射界面，稳定且连续反射界面是质控此应用过程的有效条件。

图2 CMP道集时差校正前后CMP道集对比（左：校正前；右：校正后）

3 处理结果及成果对比

图2CMP 道集时差校正前后对比，校正后的CMP道集（动校后）改善明显，剩余不规则的抖动得到很好的校正，同时间深度的反射连续性得到加强，相同反射层的相位差得到很好的校正，一致性加强，道集背景噪音压制进一步改善。图3是不同校正方案最终时间偏移CRP 道集对比，地表一致性校正的结果存在严重的静校不静，局部反射杂乱；本文解决方案的结果，反射特征清晰，相位横向一致性大幅提高，可靠度好，更加有利于道集优化及支撑叠前反演等工作。

图3 时间偏移CRP对比

新老成果剖面对比见图4。本轮处理的主要目的层是中浅层主要是须家河地层，尤其须二段，兼顾沙溪庙。老成果（图4上）浅层成像不理想，背景干扰影响大，须家河的成像不稳定，有效分辨严重不足，细分层解释困难。新成果（图4下）较老成果有如下改善：首先剖面背景噪音控制新成果更好；其次剖面成像新成果更稳定，须家河细分层横向稳定性更高；再者浅层成像更加清楚，沙溪庙地层古河道砂体等成像在剖面上更加明晰，边界更加清楚。

图4 成果剖面对比（上：老成果；下：新成果）

4 结论

（1）复杂地区静校正解决应该根据实际需求，进行针对性选择，以满足处理需要。

（2）本工区处理应用层析静校正+地表一致性剩余静校正+CMP道集时差校正三步静校正组合方案取得很好的效果，最终成果改善明显。