黃土塬地區炮位質控方法探索

方 超

(中石化地球物理公司 中原分公司，河南 濮陽457000)

1 黃土塬地區目前炮位質控概況

針對黃土塬地區單炮初至形態嚴重畸變特點，目前該區炮位質控是在對原始單炮進行簡單靜校正，即消除或是減弱地表起伏對單炮初至畸變影響，然后利用傳統的內切除或線性動校正的方法進行炮點位置檢驗和校正[1-2]。目前常見有兩種方法具體如下：

第一種：拾取單炮初至，利用折射（或層析）靜校正算法求出各炮檢點靜校量，將所得靜校正量應用于原始單炮，從而消除低降速層對初至旅行時影響，使單炮初至變的光滑，便于應用內切除法對炮位檢驗和校正。

第二種：以較低替換速度對原始單炮進行高程靜校正，削弱低降速層厚度對初至旅行時影響，使單炮的初至連續性有明顯改善，降低畸變程度，使單炮初至形態能基本反映炮點位置相對關系，進而對單炮進行炮點位置確認。

以上兩種方法是黃土塬地區進行炮位監控目前用到的方法，基本上可以判斷炮偏情況，滿足對炮位進行質量監控要求。

2 當前炮位質控方法存在問題

2.1 問題提出

黃土塬地區炮位檢查是建立在對原始單炮進行簡單靜校正的基礎上，而并非是對原始數據直接檢查。這樣就會使在靜校正過程中引進一些系統誤差，這些系統誤差是計算靜校正量過程中引起的，因此，在對靜校正后的單炮數據進行炮位檢驗和校正時，就會出現一個問題，我們判斷得到的炮位偏差是單炮本身就有的還是因為處理改造過程中引進來的呢？當然，這樣的幾率比較少，但是它確實存在。

如圖1所示，單炮（文件號284）是經過靜校正后進行內切除判斷炮偏的實例（為了顯示清晰挑選近遠中5個排列）。從形態上看，有經驗的處理員可以判斷炮位有橫偏，炮點實際位置應向大號偏移若干樁號。但實際中對炮位進行了若干次調整后總不能得到預期的效果，不能使單炮位正確歸位。經過綜合分析和實地考察，最后得出結論，此炮點沒有偏移，是正點放炮。為什么會出現這種情況，正是這種情況使筆者對現有方法的嚴謹性加以思索。

圖1 原始單炮初至拾取情況及炮位估算情況

2.2 具體問題具體分析

前面提到的兩種常用的炮位檢查方法都存在一些問題：

第一種方法，它采用單炮初至去計算靜校正量，然后利用靜校正后的單炮數據判斷炮位正確性。因為原始單炮中本身可能就存在炮位錯的單炮，因此它的初至信息也是錯誤的，錯誤的初至信息必然引起靜校正計算的不準確性，這樣必然會給原始數據造成不符實際的校正。就有可能把原本沒有炮偏的單炮錯誤校正，或是將有炮偏的單炮校正的不準確。

第二種方法，這種方法看上去只是應用簡單的高程靜校正，但是同樣會產生系統的誤差，將原始單炮形態畸變，影響炮位的檢查和校正。

綜上所述，目前的的炮位監控工作方法還存在不足之處，需要找到更好的途徑來改進目前炮位質控方法，達到準確監控的目的。

3 解決問題

3.1 問題解決思路

以上兩種方法是在靜校正基礎上進行，不準確的靜校正結果后改變了初至信息與相關物理點坐標的對應關系，所以得出的結論經不起推敲。

從地震勘探原理得知，單炮的初至時間與低速層速度和厚度有關系，這些參數對每個激發震源都是不變的，因此對于整個工區相鄰單炮的初至形態具有相關性和一致性[4-6]，如果通過大炮初至去計算判斷炮點位置誤差，這樣得到的質控結果更合理，更精確。

很幸運的是，目前Omega軟件就已經提供了解決這個問題的功能模塊（Pickwork）。用戶只需拾取初至，然后模塊可以利用初至信息反算炮點位置，其結果與原始炮檢點坐標進行比對，從而得到炮點位置偏移量統計信息，其結果以靶心圖和圖表的方式輸出終端，供處理員參考。這種方法目前在很多地區已經被成功應用，且效果很好。但遺憾的是，面對黃土塬地區畸變的單炮形態和高背景干擾低信噪比特征，Pickwork不能準確拾取單炮初至信息，進而不能得到正確的炮偏檢驗結果。因此，在考慮利用Pickwork模塊進行炮位驗證時，準確拾取初至信息是這項工作的關鍵。

3.2 問題解決方法

解決問題的辦法有兩個，一是借助第三方軟件，精確拾取初至，然后導入Omega系統進行炮位計算；二是設法改善Omega系統拾取初至的準確性，然后進行炮位計算。具體如下：

第一種方法，目前很多軟件都有自動拾取單炮初至的功能，相比若干年前效率都有提高。針對黃土塬地區初至畸變大，信噪比低的資料，本人經驗認為綠山軟件的Xsaber模塊拾取初至效果較好。Xsaber具有初至灰化功能，可將單炮初至部分灰化，大大提高初至信噪比，從而提高初至拾取的準確度[3]，特別適合黃土塬地區單炮初至拾取工作。在得到拾取過初至信息數據后，將數據導入Omega系統，通過Pickwork模塊計算并檢驗炮位正確性，為后續工作提供指導。

第二種方法，對原始數據的初至進行處理加工加工，使初至前后信號能量弱化，而初至部分能量增強，大大提高初至位置的振幅能量比，改善初至拾取的精準度和效率[7-8]。為Pickwork模塊提供可靠的初至信息用來計算炮點合理位置，從而達到準確驗證炮位的問題。

下圖 2、3，這是在 Omega軟件下，利用Omega自帶的初至拾取工具進行初至拾取并估算炮位的結果。圖2是對原始單炮拾取初至，以及炮位估算的結果。圖3是對原始單炮的初至進行提高分辨率處理后，進行的初至拾取和炮位估算結果。從圖中可以看到，經過處理后拾取初至精準度明顯得到提高，炮位的估算結果的精確度相應得到提高，估算結果可以對炮點位置判斷有指導意義。

圖2 原始單炮初至拾取情況及炮位估算情況

圖3 對原始數據進行初至加工后的初至拾取情況及炮位估算情況

4 新方法應用效果檢驗

針對第二部分中提到的單炮（文件號284），應用新的方法進行炮位正確性檢驗。對大炮初至進行精確拾取并用Pickwork炮位估算模塊進行計算，得到靶心圖（如圖3-4）顯示文件號284單炮沒有炮位偏移，即是正點放炮。這樣的結果和實際考察結果相符合，驗證新的炮位檢驗方法的正確性。

5 結論

以上提到的兩個新方法，在理論上行得通，實際工作中具有可操作性。相比兩個方法，第一個方法拾取初至精度更高，效果更好；但是需要第三方軟件配合，工作流程較復雜。第二個方法拾取初至精度可以達到實際需求，不用借助其他軟件，效率較第一種方法要高，可以滿足炮位驗證工作需要。

綜合兩種方法，在地震資料信噪比很低的情況下應用第一種方法最好，在資料信噪比不是很低的情況下用第二種方法效率較高。

［1］柴斌，劉鳳榮.地震采集的質量監控與評價方法[J].中國新技術新產品，2009，NO.18.

［2］冷廣升.地震數據采集質量控制方法研究與應用[J].中國煤炭地質，2010-08(增刊)Vol.22.

［3］石一青，徐繼偉.GMG-MESA(綠山)軟件在蘇北復雜地表及地質條件下地震方法設計中的應用及效果[J].物探裝備，2005，15(3)：161-165.

［4］李國磊.基于大炮初至數據的層析成像算法研究[D].中國石油大學，2010-05-01.

［5］李滿樹，方伍寶，周騰，孫愛萍.初至波走時信息在復雜地區近地表速度反演中的應用[J].石油物探，2004-01.

［6］王克斌.復雜地表條件下初至折射波靜校正方法研究[D].成都理工大學，2004.

［7］左國平，王彥春，隋榮亮.利用能量比法拾取地震初至的一種改進方法[J].石油物探，2007-07.