劉喜祥，宋元威，仝敏波，張永飛

(1.陜西延長石油(集團)有限責任公司 研究院，陜西 西安 710075;2.延長油田股份有限公司 勘探開發(fā)技術(shù)研究中心，陜西 延安 716000)

根據(jù)地震波傳播的基本理論，地震波勘探的基礎(chǔ)假設(shè)條件為地面水平、地下介質(zhì)均勻，但實際野外地震采集時的觀測與理論并不能完美吻合，地表的起伏、低降速帶厚度和淺層速度的異常變化，以及炮點、檢波點高程的差異，都會造成地震波在到達各接收點時時間上的差異，為了消除地表因素帶來的不良影響，使畸變的時距曲線恢復(fù)成雙曲線關(guān)系，真實地反映地下的地質(zhì)情況，這就需要進行靜校正處理。靜校正是地震波勘探中較為重要和復(fù)雜的環(huán)節(jié)，著名的地球物理學(xué)家迪克斯教授生前曾說，解決好靜校正就等于解決了地震勘探中幾乎一半的問題，特別是在三維地震勘探中，對地下小幅構(gòu)造的精度要求較高，靜校正就顯得尤為重要。

松遼盆地大部分的地表高程變化不大，靜校正問題不突出。但松遼盆地的第四紀沉積不均勻、高崗、沼澤地、水泡子、山前等地表情況的差異，地表高程起伏不定，存在著嚴重的靜校正問題。隨著三維地震采集的應(yīng)用和三維勘探面積的不斷擴大，野外地震采集采用的微測井或小折射進行的靜校正測量，測點過稀，控制不了低速帶的厚度和速度的變化帶來的不良影響，地震處理時會造成很大的靜校正誤差，嚴重影響了地震處理成果的分辨率和信噪比。針對以上問題，我們在生產(chǎn)處理中，應(yīng)用三維折射靜校正技術(shù)，重新計算工區(qū)內(nèi)所有炮點和檢波點的靜校正量，來解決松遼盆地靜校正的中低頻分量和部分高頻分量，較好的解決復(fù)雜地表條件下野外近地表風(fēng)化層引起的靜校正問題，對改善地震處理的質(zhì)量和提高信噪比是有效的。

1 三維折射靜校正的基本原理

地震折射靜校正的信息來源于地震采集時生產(chǎn)炮的初至信息，即:風(fēng)化層底面(即高速層頂界面)是一個良好的折射界面。地震采集時當炮檢距達到一定的距離時，記錄初至為上述界面的折射波，通常稱為地震初至折射波。

折射靜校正方法是從初至折射時間中計算長波長和短波長靜校正量。

其基本理論模型如下:

式中，t(n，m)為第n炮第m檢波點的初至?xí)r間;S(m)為第n炮的炮點延遲時間;R(m)為第m檢波點的延遲時間;d(k)為從第n炮點到第m檢波點之間的第k段的距離;v(k)為從第n炮點到第m檢波點之間的第k段的風(fēng)化層速度;s(n)為第n炮點的剩余野外靜校正量;r(m)為第m檢波點的剩余野外靜校正量。詳細的理論推導(dǎo)見參考文獻［1，2］。

2 三維折射靜校正方法的實現(xiàn)

當風(fēng)化層底面(即高速層頂界面)變化平緩，地表水平，近地表速度穩(wěn)定時，則共炮點道集的初至曲線比較平滑，不存在靜校正問題，我們拾取的折射波初至?xí)r間也是比較平穩(wěn)的，曲線之間相互平行，這些共偏移距初至曲線與它們的折射界面也有一定程度的相似性。但實際上風(fēng)化層的厚度是變化的，速度也是變化的，導(dǎo)致共偏移距初至曲線也是變化的。因此用一定的擬合步長，對這些共偏移距初至曲線進行擬合。然后將擬合時差分解成炮點剩余靜校正量和檢波點剩余靜校正量，并應(yīng)用到折射初至?xí)r間上進行校正，如果我們所計算的靜校正量正確，則校正后的共偏移距初至曲線比較平穩(wěn)，否則，再對靜校正后的共偏移距初至曲線進行擬合，反復(fù)迭代，直到滿足條件為止。進行三維折射靜校正的步驟如下圖1流程所示。

具體做法如下:

(1)折射靜校正的基準面的確定?；鶞拭媸怯脩粼谝粋€工區(qū)內(nèi)所選用的參考面，對于松遼盆地，地表高程變化不大，基準面一般采用水平面，根據(jù)純基準面靜校正可能小，滿足處理上疊加、偏移需要的原則，我們一般求取工區(qū)范圍內(nèi)的平均地表高程并作平滑，來做為折射靜校正計算的基準面;

(2)人工拾取參考初至?xí)r間。選取初至較好有代表性的一炮，拾取其初至?xí)r間，作為其它炮的參考初至?xí)r間。如果人工逐炮拾取，效率較低，會影響資料處理的進度，因此，我們要盡量的讓計算機自動拾取。在求取了參考初至?xí)r間后，根據(jù)用戶給定的空間時窗長度自動判別，通常我們給100 ms，它是以初至?xí)r間為中心的某一范圍;

(3)利用培訓(xùn)好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行自動逐炮初至拾取，由于三維工區(qū)地表條件變化大，不同束之間或同一束內(nèi)部，可能需要對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用新數(shù)據(jù)重新進行培訓(xùn)，以達到較好的拾取效果;

(4)交互修改自動拾取的結(jié)果。由于地表條件的差異使野外采集資料的初至不穩(wěn)定，在自動拾取時無法保證拾取的結(jié)果都是正確的。另外，低降速帶底面(即高速層頂界面)也不是穩(wěn)定不變的，導(dǎo)致折射波也存在差異，一些地段為初至波，一些地段可能不是初至波，而我們在計算靜校正量時，折射波的初至?xí)r間要求是同一個穩(wěn)定折射層的，因此我們需要交互修改自動拾取的結(jié)果;

圖1 折射靜校正流程圖

(5)共偏移距初至曲線擬合。野外采集資料的初至無法保證來自于同一個折射層，我們也不必利用采集資料的所有初至。通常情況下，我們的算法要求來自于同一折射層的初至?xí)r間，因此我們可以選擇一段偏移距的范圍，保證這個范圍內(nèi)的初至來自于同一折射層，利用這段資料做初至曲線擬合。

(6)對折射波初至?xí)r間進行靜校正。首先將計算的校正量分解到炮點和檢波點上，并應(yīng)用到初至折射時間上進行校正，使共偏移距曲線相互平行，變化平緩。一般停止迭代的標準是，計算的校正量小于一個采樣間隔時，就認為滿足條件，否則，繼續(xù)計算，通常迭代3到5次就可滿足收斂條件。

3 應(yīng)用實例

本次實例所用三維資料位于松遼盆地南部長嶺斷陷中部隆起地帶，工區(qū)地勢較為平坦，平坦區(qū)域(中部)為草墊子，局部區(qū)域有高崗(南部、北部崗子已連片，并且崗子上多為片林)，全區(qū)海拔在150 m－200 m。區(qū)內(nèi)村莊較少，多集中在南北部兩側(cè)，全區(qū)共計大小村鎮(zhèn)三十多個，一個較大的水泡子。本區(qū)地表被農(nóng)田、草場和堿地、林帶、高崗等所覆蓋。淺層地震地質(zhì)條件較復(fù)雜，局部地區(qū)激發(fā)和接收條件較差。

為了分析該工區(qū)的靜校正問題，繪制了檢波點高程平面圖以及野外靜校正量平面圖和折射靜校正平面圖(如圖2，圖3，圖4)，從對比可以看出，由于野外小折射資料的測量受地形、地貌的影響較大，以及人工解釋時的人為因素，圖2與圖3比較，雖然符合高程曲線的變化規(guī)律，但一致性較差。對比圖2與圖4，可以看出兩者的一致性較好，折射靜校正基本反映了地表的真實情況。

當?shù)乇淼匦纹鸱偷退賻俣冗B續(xù)變化大于一個排列長度時，可以造成較大的靜校正中低頻分量，導(dǎo)致記錄時間產(chǎn)生失真，造成反射層地質(zhì)構(gòu)造形態(tài)發(fā)生畸變，從圖5為過水泡子的初疊剖面可以看出，圖6為過水泡子的野外靜校正剖面，圖7為過水泡子的折射靜校正的剖面，后兩者經(jīng)過相同的處理流程，從對比可以看出，野外采用的微測井或小折射靜校正，由于測點過稀，控制不了低速帶的厚度和速度的變化，與折射靜校正在局部區(qū)域的差異可達到15 ms左右，這足以形成小幅度假構(gòu)造，而經(jīng)過折射靜校正后基本解決了此問題，使反射層的連續(xù)性變好，信噪比提高，而且一些由于成像差而出現(xiàn)的假斷層和小構(gòu)造消失。

圖2 地表高程平面圖

圖3 野外靜校正平面圖

圖4 折射靜校正平面圖

圖5 初疊剖面

圖6 野外靜校正剖面

圖7 折射靜校正剖面

針對松遼盆地存在的地質(zhì)問題，提出了高精度的靜校正技術(shù)。而靜校正即是一項復(fù)雜的工作，但又是必須做好的一項工作，它的好壞直接關(guān)系到數(shù)據(jù)處理的成敗，而折射靜校正技術(shù)的主要特點是采用對比折射法延遲時求解，其精度不受彎曲折射界面和速度的影響，適用于山地、丘陵、草甸、沙崗、林帶等復(fù)雜地表，在共炮、共檢、共偏移距、空間、時間域一次性實現(xiàn)炮檢點延遲時的最小二乘法分解，因此能很好的解決中長波長靜校正問題。

在近幾年的資料處理中，將此技術(shù)與野外微測井、小折射得到的靜校正量作對比試驗，結(jié)果表明，在共偏移距剖面上，經(jīng)過折射靜校正后的初至光滑，而野外靜校正量的應(yīng)用未能使初至校齊，尤其是在地表差異劇烈之處(如圖8、圖9、圖10)。在疊加剖滿上，相比較而言，折射靜校正后的剖面連續(xù)性變好，信噪比提高，而且，一些由于成像差而出現(xiàn)的假斷層和小構(gòu)造消失。實際證明此技術(shù)可以很好的解決松遼盆地的靜校正問題。

圖8 原始共偏移距剖面

圖9 野外靜校正共偏移距剖面

圖10 折射靜校正共偏移距剖面

4 結(jié)論

(1)由于松遼盆地折射層較穩(wěn)定、野外原始地震資料初至波效果較好。因此，地震處理時采用三維折射靜校正，較好的解決了松遼盆地地震資料的中、低頻分量和部分高頻分量，處理效果較好。

(2)折射靜校正的效果與折射靜校正的參數(shù)選擇有密切關(guān)，這些參數(shù)包括基準面的選取、初至?xí)r間偏移距的選取、風(fēng)化層厚度與速度的選取等。因此，折射靜校正處理之前應(yīng)對工區(qū)的近地表地震地質(zhì)條件有充分的了解。

(3)由于野外微測井或小折射測點過稀，控制不了低速帶的厚度和速度的變化帶來的不良影響，使地震處理時部分地區(qū)造成了較大的靜校正誤差，而三維折射靜校正可以彌補野外靜校正量的不足，較好的解決復(fù)雜地表條件下的靜校正問題。

［1］［美］渥·伊爾馬滋著，劉懷山等譯.地震資料分析［M］.北京:石油工業(yè)出版社，2006.

［2］Taner M T，L Lu and E Baysal.Unified method for 2D and 3D refraction statics with first break picking by supervised leaning［C］.International Meeting of Society of Exploration Geophysicists，1998.

［3］李慶忠.走向精確勘探的道路［M］.北京:石油工業(yè)出版社，1994.

［4］王彥春.交互迭代靜校正法［J］.石油物探，1998，37(2):63－70.

［5］熊翥.復(fù)雜地區(qū)地震數(shù)據(jù)處理思路［M］.北京:石油工業(yè)出版社，2002.