條帶狀灰巖出露區地震資料處理方法探討

齊中山

（中國石油化工股份有限公司勘探分公司，四川成都 610041）

南方山地條帶狀灰巖出露的探區多，如鎮巴山前帶、齊岳山山前帶龍駒壩地區、涪陵地區，條帶狀灰巖出露區常伴隨著復雜的地下構造，地震資料得不到理想的處理結果。地震剖面的特點是高陡構造頂部和翼部連續性差或串相位，構造內幕反射不清。本文通過實際資料處理和分析，找到造成這些現象的原因，探索了解決方法，實際資料處理效果明顯。

1 影響處理效果的原因分析

1.1 替換速度的影響

替換速度是靜校正處理的一個關鍵參數[1]，一般選取近地表高速層速度。灰巖出露區高速層速度（大于5 000 m/s）較砂巖區高速層速度（小于4 000 m/s）高，資料處理只能選取一個替換速度用于全區（圖1），圖1a中黃線所標位置是一個典型的條帶狀灰巖出露區，圖1b為采用4 000 m/s的替換速度進行靜校正的疊加剖面，圖1c為采用5 500 m/s的替換速度進行靜校正的疊加剖面。砂巖區采用4 000 m/s的替換速度，如紅框內圖1b較圖1c同相軸連續；灰巖區采用5 500 m/s的替換速度，如藍框內圖1c較圖1b同相軸連續。如取砂巖區高速層速度，灰巖出露區及過渡帶由于靜校正不準，難以準確疊加成像；如取灰巖區高速層速度，砂巖出露區及過渡帶由于靜校正不準，難以準確疊加成像；如采取折中的辦法，砂巖區和灰巖區均無法求準靜校正量。

圖1 不同替換速度疊加剖面

1.2 各向異性的影響

各向異性是指介質的某種屬性隨方向變化的性質，地震勘探中的各向異性主要是指地層中傳播的地震波速度變化與其傳播方向的各向異性。條帶狀灰巖出露情況下，各向異性突出，地下構造高陡，地震采集采用的排列長度較長，加劇了各向異性[2]。在各向異性介質條件下，應用常規的各向同性成像理論進行地震資料的處理將會產生誤差，影響處理效果。理論模型表明，低速圍巖中存在高速體時，時間域處理剖面下伏地層反射有上拉現象；反之，高速圍巖中存在低速體時，時間域處理剖面下伏地層反射有下拉現象；其原因是傳播時間與介質速度成反比，地震波在高速體中傳播時間短，在低速體中傳播時間長。

地層為水平層狀各項同性介質情況下，同一CMP中的地震道由于傳播路徑不同，產生的時差一般靠動校正能夠較好地消除；在橫向速度變化劇烈區，靠動校正難以消除，比如灰巖出露區和砂巖–灰巖過渡區的CMP道集，有些反射波穿越低速地層厚，穿越高速地層相對薄；有些反射波穿越低速地層薄或完全在高速度地層中傳播，雙曲線規律被破壞，導致同一CMP道集的同一反射波組動校正后有較大的時差，這種時差遠遠超出動校正所能解決的范疇，即使高階動校正也難以解決，剩余靜校正更是無能為力，導致無法同相疊加。

圖2a為某條帶狀灰巖出露區(構造高部位)三維地震資料CMP動校正后道集，近炮檢距動校正后能夠校平，而遠炮檢距卻遠遠沒有校平，圖2b~圖2e為不同炮檢距疊加結果。可以看出：0~2 000 m炮檢距疊加效果最好，隨著炮檢距增加，疊加效果變差（如紅框內）。

圖 3為某條帶狀灰巖出露區(構造高部位)三維地震資料CMP動校正后道集，近炮檢距動校正后能夠校平，遠炮檢距卻遠遠沒有校平。不同方位角資料疊加結果表明，0°~110°、170°~280°方位角資料疊加結果與110°~170°、290°~350°方位角資料疊加結果差異較大，前者較好而后者較差，全方位角資料疊加反而不如0°~110°、170°~280°方位角資料疊加結果（如紅圈內）。

圖2 不同炮檢距疊加剖面

圖3 不同方位角疊加剖面

圖2 ~圖3反映的事實說明：不同炮檢距資料、不同方位角資料由于動校正后存在較大時差，無法實現同相疊加，沒有同相疊加的數據進行疊后偏移處理得不到理想的成像結果；疊前時間偏移雖然采取先偏移后疊加的方式能夠實現共反射點疊加，但疊前時間偏移主要應用于地下橫向速度變化不太復雜的地區，當速度存在劇烈的橫向變化時，疊前時間偏移不再具有適應性[3]；疊前時間偏移后不同炮檢距資料、不同方位角資料仍然存在較大時差，仍然無法同相疊加。

2 處理方法探討

2.1 建立擬真地表浮動基準面

雖然無法選取同時適合砂巖區和灰巖區以及過渡帶的替換速度，但可以通過選取基準面來減小替換速度的影響。為了最大限度地減小替換速度的影響，浮動基準面應盡量貼近地表，即采用擬真地表的相對比較光滑的浮動基準面進行處理。對于地表起伏劇烈的探區，靠平滑地表高程的方法建立浮動基準面時，平滑半徑不宜過大。采用擬真地表浮動基準面計算靜校正時，剝掉和充填的范圍大大減小，同時還可減少靜校正對地震反射波射線路徑的改造，使反射波時距曲線更具雙曲線特征，更加有利于疊加速度和偏移速度的拾取以及疊前偏移成像。

2.2 選道疊加處理

針對不同炮檢距資料、不同方位角資料動校正后存在較大時差、無法實現同相疊加的問題，常規做法是選擇能夠同相疊加的道或切除掉無法同相疊加的信息，剩余靜校正同樣需要如此進行。圖4為選道剩余靜校正前后的疊加剖面，圖4a為進行五次全炮檢距剩余靜校正后的疊加結果，構造部位仍然無法同相疊加，圖4b為在圖4a基礎上選擇炮檢距0~2 000 m的道再進行一次剩余靜校正后的疊加，疊加效果明顯改善。選擇能夠同相疊加的道疊加對純粹灰巖出露區（對應構造頂部）比較容易，選炮檢距和方位角就可以實現，但砂巖–灰巖過渡區能夠同相疊加的道規律性差，選擇能夠同相疊加的道難度很大，選擇炮檢距和方位角疊加會有一定效果，但仍然難以實現完全同相疊加，如圖2b。

圖4 選炮檢距剩余靜校正前后疊加效果對比

2.3 常規疊前深度偏移處理

疊前深度偏移避開了傳播時間，能適應地下地質構造及速度的復雜變化[4]，能夠解決一部分各向異性問題，比疊后時間偏移和疊前時間偏移成像效果好。圖5a為選道（在1 100~1 700，2 900~3 500方位角上去掉炮檢距2 500 m~7 175 m的道）疊加后的時間偏移剖面，構造頂部成像問題不大，構造翼部存在成像差、串相位現象；圖5b為疊前深度偏移選道（在1 100~1 700，2 900~3 500方位角上去掉炮檢距大于6 000 m~7 175 m的道）疊加剖面；所選的炮檢距較前者范圍大得多，但成像效果卻明顯比疊后時間偏移成像效果好（如紅箭頭所指位置），然而疊前深度偏移并沒有完全消除各向異性問題，如圖5b中藍箭頭所指位置。

圖5 疊后時間偏移（a）與疊前深度偏移(b)對比

2.4 各向異性疊前深度偏移處理

選道疊加和常規疊前深度偏移具有一定的效果，但畢竟沒有完全利用地震反射信息，是對地震采集資料的極大浪費，況且不能真正消除各向異性問題，進行各向異性疊前深度偏移是解決各向異性問題的最有效途徑[5-8]。目前用于生產中的各向異性假設有兩種--VTI和TTI各向異性介質，VTI介質與TTI介質的差異表現為：VTI介質的地層是水平的，TTI介質的地層是傾斜的。條帶狀灰巖出露區構造高陡屬TTI各向異性問題，適用于TTI各向異性疊前深度偏移。圖6b為擬真地表TTI各向異性Kirchhoff疊前深度偏移（轉時間域）剖面，紅圈區域較圖6a的擬真地表Kirchhoff疊前深度偏移（轉時間域）剖面成像效果好，較好解決了各向異性問題。

圖6 常規疊前深度偏移與TTI各向異性疊前深度偏移效果對比

3 結論與認識

（1）條帶狀灰巖出露區替換速度的影響不可忽視，所選替換速度無法同時滿足砂巖區和灰巖區，為了減小替換速度的影響，浮動基準面應盡量貼近地表，采用擬真地表浮動基準面進行處理。

（2）在條帶狀灰巖出露區，存在嚴重的各向異性問題。時間域處理難以實現同相疊加，選道疊加或切除掉無法同相疊加的信息，能夠一定程度提高疊加效果，但造成覆蓋次數大大下降，是對地震采集信息的極大浪費。常規疊前深度偏移處理能夠解決大部分各向異性問題，但并不能完全解決各向異性問題。各向異性疊前深度偏移能夠較好實現這類地區的準確成像。

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