復雜山區地震資料采集監控處理中的問題

王 強，張光大，劉金輝

（四川中成煤田物探工程院有限公司，成都 610072）

1 工區概況及地震地質條件

重慶城口山區地貌復雜，嶺谷相間，相對高差大，谷坡陡峻。河谷與山峰間相對高差可達1000m以上，海拔高度最高處約2400m，最低處僅600m左右。工區內出露巖性主要為灰巖、頁巖和砂巖。勘查區內主要發育有下寒武統水井沱組，埋藏深度1000～3250m，厚度一般為 300～400m，上奧陶統五峰組為富含筆石和有機質的黑色頁巖，厚度一般不足20m，但分布穩定，與上覆下志留統龍馬溪組炭質頁巖連續發育。在工區中部目的層相對平緩，可獲得反射波組；區內存在的多個不整合界面和巖性差異較大的分界面都能形成良好的波組抗界面，在縱向上形成多套地震反射界面。地層歷經多期次構造運動的改造，褶皺、斷裂作用多期發育，受不同方向、不同應力系統的破壞，使得地下構造改變，地層產狀變化，橫向非均質性嚴重。構造復雜，斷層發育，地層傾角變化大，褶皺強度越近地表越強烈，野外常見 60°～70°的大傾角地層。波場復雜，反射界面褶皺嚴重，反射系數極不穩定，信噪比低，連續性差，勘探難度大。

圖1 極性反轉道示意圖

2 原始資料特點

圖2 TB時間驗證圖

工區巖性橫向變化較大，主要為砂巖、灰巖、砂巖三大類。其中砂巖激發的單炮記錄品質較好，表現為能量強、資料信噪比較高、目的層有效波連續性較好，記錄主頻也較高；灰巖地段能量衰減吸收嚴重，表現為頻率低，能量弱，信噪比低，資料品質差；大部分頁巖激發的單炮記錄品質較好，主要表現為能量適中，記錄主頻較高。

區內記錄品質較差主要表現為信噪比低、能量弱、頻率低、干擾嚴重。根據炮后實地核實結果分析，造成頻率低主要原因為灰巖區激發；造成能量弱的主要原因為部分炮井在松散的坡積物激發，能量散失嚴重；造成機械干擾的主要原因為穿越鄉鎮、煤礦、公路等大型障礙時，區內廠礦企業只能部分停廠及鄉村路道路車輛干擾等。

3 監控處理所做的工作

1）極性檢查，對原始炮記錄進行了初至放大比例尺顯示，監控是否有極性反轉道情況出現。對出現極性反的野外檢波組給予提醒和提出施工處理和檢查措施。

2）TB時間驗證，對原始資料每炮的時鐘TB、驗證TB進行了集中放大比例尺顯示，對“早觸發、晚觸發”記錄進行監控。同時，對多臺爆炸機的時鐘 TB、驗證TB一致性進行監控。

3）線性動校正，對全部原始記錄進行了初至波線性動校正處理，檢查炮、檢點位置的準確性和炮、檢關系的正確性。并對可疑炮點提出補測要求，提交測量班野外實地補測核實，確保炮點的資料準確。

4）分頻掃描，抽取原始炮記錄進行了AGC、固定增益顯示，定性檢查分析記錄能量的一致性、資料的連續性和信噪比變化情況。對始炮記錄進行了頻率掃描，定性檢查分析記錄的有效波頻寬和優勢頻帶。

5）靜校正，影響本區靜校正的因素主要有：地表高程的起伏和落差，橫向巖性劇烈變化。表層結構復雜，橫向速度、厚度變化較大，無法進行準確的低降速帶各層的厚度、速度和傳播時間反演，在平滑中容易造成較大誤差。

圖3 觀測系統和炮檢位置關系圖

圖4 單炮記錄分頻掃描圖

工區屬于典型的大山區，幾乎沒有等厚度均勻的低降速層或者沒有無風化層的近地表條件，應用高程靜校正應該無法解決此次的一次靜校正問題（圖8a）。

層析反演近地表模型是一種非線性模型反演技術，以地震記錄的初至信息（包括直達波、折射波、回轉波等）作為反演的目標，由于直達波主要體現了均勻介質模型，回轉波主要體現了連續介質模型，而折射波主要體現了層狀介質模型，通過三者的組合以及層析法對介質橫向變化的適應性，經反復迭代，根據正演初至時間的誤差，修正速度模型，最終達到要求的誤差精度。層析反演靜校正適應于復雜地形起伏、速度橫向變化和地下界面傾斜及初至波跳動的影響，能更好地擬合原始初至時間，充分挖掘初至時間所包含的表層地質結構信息。層析反演靜校正能精細地反映表層速度橫向變化趨勢，縱向上分層更加精細，反演結果客觀。

圖5 工區地表高程變化圖

圖6 層析反演射線密度圖

圖7 層析反演最終速度模型圖

通過實際應用對比分析（圖8），可以看出，層析靜校正相對高程靜校正能較好的解決地表帶來的靜校正問題。

圖8 高程靜校正和層析靜校正效果對比圖

從疊加監控剖面（圖9）進行分析，可以看出：整條測線剖面信噪比較低，但主要目的層構造輪廓清晰，真實地反映了地下復雜的地質構造。受地形和地震地質條件限制，剖面整體品質不高，但剖面上目的層特征明顯，斷裂清晰，經后期精細處理，剖面品質應有較大改善，監控剖面對野外現場施工質量進行了有效控制，取得了真實可靠的原始資料，并保證了施工參數的合理性。

4 結論

高程靜校正適用于等厚度均勻的低降速層或者沒有風化層的近地表條件。當低降速帶在厚度和速度上有變化時，就會產生長波長的靜校正量，高程靜校正無法解決此類問題。層析反演靜校正適應復雜地形起伏、速度橫向變化和地下界面傾斜及初至波跳動的影響，能更好地擬合原始初至時間，充分挖掘初至時間所包含的表層地質結構信息。

圖9 疊加剖面

此次采集記錄屬于典型的山區低信噪比資料，多種干擾波發育，干擾能量強，有效反射信號微弱，連續性差，大多數記錄上難以直接識別有效反射，有效波頻帶窄，高頻衰減快，靜校正問題比較嚴重，監控處理時主要采用層析反演靜校正，有效地解決了靜校正問題。為后續資料處理提供了保障，進一步提高剖面質量，指導下一步的野外資料采集。

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