地表一致性静校正在我国西部山区的应用

地表一致性静校正在我国西部山区的应用

1地表一致性假设法表面对应假设大大简化了静校正问题本身，使静校正计算变得容易。在大多数地区,这样的简化是合理的,它与实际情况的偏差不会太大,足以满足生产的需要。因此,基于地表一致性假设的静校正方法得到了广泛应用,成为目前所有静校正处理系统的基础。但随着地震勘探转向一些地表情况复杂的地区,地表一致性假设就变得很不合理,它与实际情况的偏差也越来越大1.1速带速度与下层速度的关系地表一致性假设的核心在于低速带速度远远小于折射界面下层的速度,因而认为地震波在低速带中的传播路径都是垂直的。而当低速带速度与下层的速度相差不是非常大时,地震波在低速带内的传播路径将不是垂直的,而是倾斜的。同一个检波点接收到的来自不同反射层的地震波在低速层中的传播路径不再相同,它们与该检波点接收到的浅层折射波的传播路径也不相同。因此,同一检波点上,来自不同反射层的反射波应该有不同的静校正量,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静校正量。1.2路径发展的差异性在沙漠、戈壁冲积扇巨厚砾石区和黄土塬地区,潜水面深度或者低速带的厚度有时能达到几百米。由于地震波在低速带中传播的路径很长,两条入射角度相差很小的射线在经过如此长距离的传播后,其旅行时也会因为路径的不同发生较大的偏差。在偏移距不是太大的检波点上,主要是折射波,而折射角相对于来自深层的反射波在进入低速层时入射角度要大,因而二者在低速带中的射线路径长度差异就比较大,旅行时的差异也会较大。在这种情况下,再使用根据初至折射时间计算的静校正量用于反射波的校正,就无法完全消除低速带对反射波旅行时的影响。1.3从检波器的传播方向看在山区,基岩出露地表是很常见的地质现象,但这会为静校正工作带来很大的不便。基岩出露使近地表地层的速度很高,地震波到达检波点时的传播方向差异也会比较大,在某些情况下甚至会出现射线接近水平的现象。这与静校正所假设地震波射线比较接近竖直的情况是不吻合的。基岩出露的另一个影响是使初至波的成因更加复杂化,这时检波器接收到的初至波甚至可能是反射波。而常用的静校正方法中,很多是基于折射波计算静校正量的,有的方法还要求存在稳定的折射层,基岩出露地表会使这些方法失效1.4检波点和炮点的高差地形的大幅度起伏会使静校正基准面的选取成为一个大问题,因为不管基准面选在何处,都会与一些检波点或者炮点存在很大的高差。这种高差对静校正的影响与前面提到的巨厚的低速带对静校正的影响很相似,都会使静校正后的地震波波场与实际的情况相差甚远。2非表面静校正的基本方法2.1地下界面的真实形态在静校正中使用的基准面通常都是一个水平的基准面,这样做是希望在静校正后,炮点和检波点都被校正到同一个水平面上,叠加后的同相轴的形态能够较接近地下界面的真实形态。在山区,地形的起伏很大,甚至在同一条测线的同一炮集内,地形的起伏可能达到几百米至上千米,不论水平基准面选在何处,它与炮点或检波点均存在较大高差,地表一致性假设造成的静校正误差就很难消除。因此使用一个随地形起伏的弯曲浮动基准面能够使这种状况得到一定程度的改善,通常情况下浮动基准面都取地形的平滑线(图1)。通过使用浮动基准面,可使基准面离地面点较近,能够在一定程度上减少由于地表一致性假设带来的误差2.2波场延拓静校正进行非地表一致性的静校正就是为了能够依照地震波实际传播的路径来进行静校正,即校正后的波场分布与在校正后的观测面上进行实际观测得到的波场分布完全相同。而波场延拓正好能够实现在不同观测面上波场分布之间的转换波场延拓表层模型静校正是利用反演得到的速度场和波动方程,将地震资料延拓到某个观测面,从而实现静校正的目的。波场延拓静校正首先将炮集内的炮点和各检波点延拓到高速层顶面,然后用替换速度填充高速层顶面到基准面之间的区域,再将炮点和检波点延拓到基准面上。为了适应非规则地表和复杂的地质结构,第一步的延拓采用频率—空间域高阶有限差分方法,而第二步的延拓采用频率—波数域相移法。波场延拓静校正是真正意义上的非地表一致性静校正方法,因此它不存在基于地表一致性的静校正方法中出现的误差。2.3静校正该方法对于地震数据中面元中的每一个输入道,相应的模型道由外部文件提取并与输入道所指定的时窗相关,相关函数的峰值被存在所对应的道头中,实现作为该道静校正的估算计算好的校正值储存到道头中应用平滑静校正,一定要对叠加结果进行控制,以确保构造没有明显的变化。最好的检查手段之一是检验分析时窗内、外叠加数据的连续性是否都有改善。通常比较安全的做法是采用大的互相关分析时窗,并且把最大容许时移限制为一个小量,保证“宁可不做,决不造假”。图2是时窗和时移选取不合适的例子。在西部资料处理中,平滑静校正几乎是常规处理手段,许多甚至没有静校正问题的剖面也是如此。如果时移量很小、只占主周期信号的一小部分,比如40Hz数据只存在几毫秒时移时,这样做是合理的。3静校正效果分析吐哈山前带等地区普遍都存在比较严重的静校正问题,采用本文所述方法提供的静校正都取得了较好的效果(图3至图5)。实际资料处理结果表明,非地表一致性静校正技术能够提高地震资料的信噪比,适应更加复杂近地表条件的静校正量的求取。4非地表一致性静校正的特点(1)采用浮动基准面计算静校正在西部等高差较大地区已经普遍使用,效果好;