基于波场延拓的转换波静校正方法

基于波场延拓的转换波静校正方法

1地震频率波p-sv地震勘探技术在气云下成像、pp反射差区域目标成像、碎屑岩岩性结构和平坦分辨率（小于1000m深度）方面得到了有效改善，并对各向异性参数的计算和弹性反演具有重要的前景。频率波数域偏移是一种效率高、效益好的方法,DanKosloff2方法要点2.1p-sv波场分离变换坐标转换波波长延拓静校正方法可简单分为四步:1)坐标变换,将炮点和检波点映射到同一水平面上;2)波场分离,提取P-SV地震数据,P-SV地震数据分成共炮点道集和共检波点道集;3)根据新坐标系下的波动方程延拓公式向上延拓P-SV地震数据到基准面,共炮点道集用近地表S波速度,共检波点用P波速度;4)将延拓到基准面的波场还原到原始坐标系,即是校正到基准面的P-SV地震数据.2.2波场延拓静校正公式推导的目的是为了将炮点和检波点映射到水平面上,解决延拓静校正频率波数域和时间空间域相对应的问题.假设地表函数为f(x),f(x)可以通过拉格朗日插值函数求取,由二维波动方程出发,有式(1)中,x和z为二维坐标,v是速度,u是波场.新旧坐标转换关系式为式(2)中,x′和z′为新二维坐标,将(2)式根据波动方程(1)进行转变,可得将(3)式代入(1)式,得波动方程式公式(4)称为变换坐标系下的波动方程,其中对公式(4)两边做二维傅里叶变换,得到变换坐标系下的频率波数域波动方程为解决波场延拓问题,需对公式(5)进行求解.边界条件是式(6)中u式(8)为针对z的二阶线性常微分方程,通过求解,可以得到最后的延拓公式公式(10)即为转换波频率波数域波动方程延拓静校正的公式,它根据地表起伏函数,通过变换坐标将炮点和检波点映射到水平面上,解决了地震数据的频率波数域和时间空间域的相对应问题.在延拓过程中不仅易于选择基准面,而且还能真实的还原波场,能够得到准确的静校正结果.3采样数据处理图2是1000m×1000m大小的模型数据,在400m和700m处各有一反射层,每层纵波和横波速度分别是:1500m/s和900m/s、2000m/s和1150m/s、2500m/s和1450m/s.图3是地表高程,最大高程和最小高程相差60m.图4是模型正演结果.通过Tesseral软件模拟得到,中间放炮,99道接收,10m道间距,0.3ms采样率,1.2s总采样时间,共4000个采样点.从图4中可以看出,由于地形起伏较剧烈,造成有些地方直达波也接收不到,能量断断续续,但地下500ms和750ms处的两条P-P波看的还是很清楚,700ms和1000ms处的两条P-S波隐隐可见,接近900ms处的是一条多次波.图5是通过波场分离得到的P-SV地震数据,采用的方法是τ-p变换法为了验证本方法的可靠性和精确性,我们在延拓过程中随机抽取了第40道的单道数据,蓝色和红色分别表示原始地震记录和延拓了30步的地震记录(图9),从图中可以得知在延拓过程中地震子波的振幅(A)、频率、相位等属性并没有改变,能量也没有损失,波形依然是零相位子波.随后,我们将炮点和检波点在基准面上的正演数据和本方法的静校正结果数据相减(图8),得出振幅最大误差不超过0.12,这对正演子波的平均振幅来说是非常低的,达到了可以忽略的程度.这表明了本方法的可行性.4实际数据处理为了验证本方法的实用性,本文对东北某油田的一炮P-S波原始数据做了简单处理,该地区地表有起伏,低降速带S波变化剧烈,并且有较强的面波干扰.可以利用初至波自动拾取技术,通过共炮检距校正统计方法,获取近地表P波和SV波的速度.观测系统道间距为10m,共450道接收,图10为其中S1测线上的第20炮记录,从原始记录中的S波反射不够光滑以及地下S波反射曲线连续不明显可以看出地形起伏对地震记录是有一定影响的.图11为通过本文方法静校正的结果,延拓填充速度为真实地表速度.从图中可以看出,本方法校正的S波同相轴很明显,线条圆润光滑,连续性很好,信噪比也很高,并且把350道附近有明显凹陷的P波直达波也较平.图12为随机抽取的第200道的原始单道数据(蓝色)和延拓20步(红色)后的记录比较,从图中可以得知在延拓过程中地震子波的振幅(A)、频率、相位等属性基本没有改变,能量也没有损失.图13为转换波静校正前的叠加数据,图14为转换波静校正后的叠加数据,通过对比我们可以发现,校正后的反射层更清晰,连续性更好,同相轴更光滑,尤其是100道左右中间层的位置,同相轴明显的显现了出来.此结果充分验证了变换坐标系下频率波数域波动方程延拓静校正的真实性和可行性.5关于频率波数域波场延拓应用问题的探讨频率波数域波场延拓静校正已在纵波静校正中取得了一定成果,主要针对地形起伏剧烈,地表条件复杂的地区,这恰好为转换波静校正提供了思路.本文根据此思路研制新方法,通过坐标变换解决了起伏地表地震数据的频率波数域和时间空间域的相对应问题,在延拓过程中使用真实的近地表P波和S波速度,恢复了真实的波场,保证了转换波静校正的精度,同时解决了基于地表一致性假设带来的校正畸变问题.虽然将频率波数域波场延拓应用