復雜近地表折射靜校正方法研究

通過比較特定區域的表層結構，創建靜校正數據庫是處理后數據的關鍵。山地勘探中,精確的表層結構模型調查分析至關重要。激發方式和接收方式的選擇在相當程度上依賴于表層巖性。搞好地表結構模型調查,可以確定最佳激發方式和接收方式,優化測線布設,為室內和現場靜校正量估計奠定基礎,為現場試驗資料分析和室內干擾波分析、壓噪方法選擇及效果分析提供有效信息。做表層結構調查方法主要有小折射、深井微測井。根據工區的具體條件,綜合分析,合理布設小折射點和深井微測井點,完成表層結構模型調查。1反射波時差校正由于受地形起伏、地表低降速帶變化等因素的影響,野外實際記錄的地震波,其傳播時間會產生錯動。這種時差的錯動,地震資料采集以后就會包含在地震記錄中,它會使反射波時距曲線偏離雙曲線,從而不能進行正常時差校正(NMO)。該時差還會影響后續的疊加處理,降低資料的品質,嚴重的還會產生虛假的構造,給地質解釋帶來錯誤的認識。相對動校正時差而言,以上時差對每一地震道從淺層到深層是固定不變的,所以稱為靜校正量(Statics),而校正這種時差的過程則稱為靜校正(Staticcorrection)。1.1靜校誤差的頻響率靜校正時差可認為是一個服從正態分布的概率函數:當均值為零時,其靜校誤差的頻響為:上式說明,靜校誤差實際上是一低通濾波器,它對高頻有很大的抑制作用。1.2靜校正到基準面地震資料要進行后續處理,必須先進行野外靜校正,以初步消除高程、地表低降速帶的影響,這也是常規處理必做的、工作量相對較大的一項工作。由于野外靜校正是將炮點和接收點統一校正到一參考面(基準面)上,所以通常可以簡單地稱為高程校正或基準面校正。圖1給出了高程靜校正的示意圖。對于地表高差變化特別大的地區,直接把觀測點靜校正到最終基準面上,會引入很大的野外靜校正量,不利于后續處理。因此,一般先校正到一個中間過渡的參考面。通常,這一基準面一般由觀測的地形面平滑得到。1.3折射波傳播規律實際資料處理時,對于地表結構較簡單的地區,可以給定一參考速度來直接計算靜校正量。但對于地表結構較復雜的地區,就必須用小折射和微測井方法來獲得表層結構。低速帶的速度可以根據直達波時距關系得到,下伏地層的速度可以由折射波獲得,厚度也可以隨之計算得到。注意截距時間為:以上我們已經簡單提到了折射波傳播原理,根據折射波時距曲線上的斜率和截距時間,就可以得到淺層速度和靜校正量。靜校正是一項十分復雜而又極具挑戰性的課題。不同地區,要根據不同的地震地質情況,科學、合理地選擇靜校正方法。但不管這么樣,對于折射靜校正,基于小折射或微測井的表層調查是基礎工作,它是做好后續折射靜校正的基礎。2小折射和微測井實施困難(1)表層結構復雜,很難精確調查其變化。(2)地形起伏劇烈,小折射和微測井實施困難。(3)表層風化嚴重及地下礫石層分布較廣,微測井激發困難。3小折射和微測井位點分布位置選取:充分利用高精度的數字地圖,先進行踏勘,再進行室內設計,后野外施工的原則,使小折射和微測井點位分布合理。調查方式:采用高密度的微測井、小折射表層調查方法相結合,沖積溝和平緩的地形同時采用小折射和微測井方法,地形復雜地區適當減少小折射,加密微測井點,有利于保證調查精度。4t-h垂直時距曲線及層速度的計算微地震測井也叫炮井地震測井,即在炮井內放炮,地面接收,或地面放炮,在炮井內接收,按一定規律由深到淺逐點進行觀測,獲得不同深度的地震記錄,如圖2所示。對這些地震記錄進行初至波對比后即可做出t-h垂直時距曲線,根據t-h曲線斜率的不同,劃分出不同的速度層,并計算出層速度值,如低速層、降速層、以及下伏高速的老地層。存在問題:微測井井深一般大于50m,由于工區內表層風化嚴重及地下礫石層,分布較廣,打井困難,且易塌井,下藥不暢,微測井激發困難。解決辦法:提出設計新型鉆頭,方便礫石層打井和通過鉆桿內下藥,導線激發的措施,解決了因塌井下藥困難的問題。5室內靜校正數據的處理5.1檢波點域、共偏移距、共檢點域內的靜校正技術以地表高程、微測井小折射資料、野外生產炮初至折射波信息為基礎,從研究射線路經入手,在時間域、空間域中同時分析問題,將各種方法的優越性結合在一起,既利用傳統微測井、小折射、地面高程,也利用野外生產炮的初至折射和反射信息,既考慮地震資料處理剖面疊加效果,也考慮區域產狀。采用先粗校后細校的原則,首先以微測井或小折射表層速度場為前提條件,利用基本的初至折射波原理(T0時法)建立近地表模型并計算出靜校正量;解決初始靜較正問題;計算低降速帶厚度公式如下:其中,TVVZ:低降速層厚度。計算靜校正量公式如下:其中,Datum:基準面,SVT然后,在共炮點域、共檢波點域、共偏移距域內采用逐步逼近、多次迭代法計算各檢波點和各炮點的相對靜較正量解決折射相對靜校正問題;最后將求得的相對靜校正量與初始靜校正量結合相加在一起,作為最終靜校正量。如下公式:上式中的Stat是炮點或檢波點的靜校正量,T(2)實現過程(1)將野外獲得的微測井或小折射數據重新解釋,建立近地表速度場數據庫。(2)首先進行一次折射波初至自動拾取,人工粗略地劃分出折射層位,結合速度場數據計算初始靜校正量,并將初始靜校正量施加到炮點和檢波點上,對單炮記錄進行初步校正。(3)分別在共炮點域、共檢波點域和中心點域內進行正確的人工初至拾取,并進行不同折射層的劃分。則該炮的檢波點的相對靜校正量為:這樣就求出了炮點及檢波點共偏移距相對靜校正量SS同樣方法可求取共中心點域內的炮、檢點相對靜校正量。將四個域內分別計算出的炮、檢點相對靜校正量與相應的炮、檢點初始靜校正量加在一起,再次施加到折射初至時間上進行校正,用上面講述的方法再在四個域內計算炮、檢點相對靜校正量。依次循環,直到計算出相對靜校正量的絕對值總和達到某一限定值為止。(5)將第4步計算出的相對靜校正量與初始靜校正量相加第二初始靜校正量施加到相應的炮點和檢波點上,檢查折射波初至時拾取或折射層劃分的正確與否,不正確,返回到第3步再次進行人工初至拾取或劃分折射層,重復第4步工作,正確,則停止上述工作,輸出最終靜校正量(初始靜校正量與相對靜校正量相加即為最終靜校正量)。野外充分利用小折射和微測井資料,建立地表模型,對工區內曲線進行調查,依據“時--深曲線”的特征,更精細地劃分曲線的分區范圍,建立近地表各層厚度和速度模型。處理過程中應用反射波靜校正技術(ProMAX系統中的最大能量法自動剩余靜校正)——解決較大的剩余靜較正量;采用迭代靜校正處理技術——提高反射波靜校正的精度(二次甚至三次迭代)。為“綠山折射靜校正”提供可靠的初始速度,解決模型底界面在反演時速度不準的問題。最終獲得了較合理的低降速帶結構。6次定位、室內試驗及結果分析在復雜山地的地震勘探中,靜校正是資料處理中的一個非常重要的環節。通過采用有效的靜校正方法,使該區的資料面貌得到了明顯的提高,尤其中淺層的資料,同相軸的連續性明顯改善;深層的成像效果也有所提高。為了獲得準確的靜校正量,我們在野外采用了二次定位的測量方法,在近地表結構調查方面,采取了小折射和微測井相結合的方法;在室內處理上,采用了多種靜校正方法聯合處理。通過二次定位數據、小折射(LVL)和微測井(Uphole)等資料建立了較準確的近地表各層厚度和速度模型,獲得了較精確的低降速帶結構分布圖,確定了精確的靜校正模型,最終求取每個物理點的校正量。精確的靜校正使剖面品質得到很大提高,表現在反射特征明顯,