基于近道疊加的觀測系統檢查技術研究與應用

張 林

(中國石油化工股份有限公司 石油物探技術研究院，南京 211103)

0 引言

觀測系統文件是野外采集施工人員在施工過程中所記錄下來的，有時會因為人為主觀或者客觀的原因，存在一定的錯誤，而野外采集觀測系統文件的正確性，直接影響到室內地震資料處理人員能否正確及順利地對地震資料進行處理，并拖慢室內地震資料處理的效率[1-3]。室內資料處理人員對地震數據進行處理的第一步就是要確認觀測系統文件的正確性，以防在后續的步驟中因觀測系統的問題而對整個步驟進行重復[4-6]。對觀測系統的檢查，目前還沒有非常快速有效的方法，室內資料處理人員只能將加載觀測系統后的炮記錄的偏移距進行一炮一炮查看，不僅耗時，而且觀測系統文件引起的錯誤所表現出來的問題也無法在疊加記錄上顯示[7-10]。

筆者在對地震資料數據處理經驗的基礎上，提出了一種對野外采集得到的炮記錄進行近道疊加來檢驗觀測系統正確與否的方法，旨在對野外儀器班報組中的丟炮、壞炮等進行檢驗，對記錄的野外觀測系統進行校正。對某實際資料觀測系統進行校正時，采用本研究中近道疊加方法，非常有效地發現了野外儀器班報組對壞炮與丟炮的位置記錄失誤，同時找到了真正的壞炮與丟炮的位置，校正后的觀測系統的近道疊加剖面上同相軸沒有再出現異常，實際資料證明，本研究是一種檢驗觀測系統快速且有效的技術。

1 技術原理

筆者提出了一種利用近道疊加對野外觀測系統進行校正的方法，如果野外儀器班報記錄的壞炮、丟炮等與真實野外記錄中不對應時，選取小偏移距和中偏移距對炮記錄直接進行疊加，可從同相軸上看到非常明顯的異常，從而可以檢查出真實的壞炮與丟炮的位置，對野外觀測系統進行校正。

動較正是消除偏移距對反射波旅行時影響的方法，其中線性動較正假設實際旅行時時間和零偏移距旅行時間之間存在線性關系為式(1)。

(1)

其中：tpx為偏移距x處的P波雙程旅行時；tp0為零偏移距處的P波雙程旅行時；vp為P波速度。

線性動較正后的道集會產生一個整體的時間上的挪動，如果觀測系統定義的準確，即偏移距和旅行時的對應關系是準確的，當對地震數據做線性動較正后，數據的時移挪動計算公式如下所示：

(2)

其中：timeshift是挪動的時差，offset是偏移距，refrencetime是當前的參考時間，它因偏移距不同而不同。根據式(2)可以看出，線性動較正后的地震數據的時間挪動是線性。眾所周知，隨著偏移距的增大，偏移距與旅行時的關系越來復雜，近偏移距(即近道)數據往往可以假設為線性，因此作為一種檢查觀測系統的快捷方式，對近道的地震數據做線性動較正然后疊加，如果觀測系統正確，疊加剖面上的同相軸應該表現為非常的連續；相反，如果觀測系統不正確，那么近道的疊加剖面上則表現為一定的“上跳下降”現象。如果出現這種現象，通過檢查出現該問題的炮記錄，然后對該炮進行線性動較正拉平，同時配合野外施工人員記錄的班報文件，最終確認出現問題的炮的位置。

2 技術實現步驟

對野外原始炮記錄及觀測系統(SPS文件及班報記錄文件)，按照班報記錄根據一定的坐標對應關系，將SPS文件加載到原始炮記錄上，選取近偏移距范圍的數據，一般選取最大偏移距的范圍在0 m～2 000 m左右，對該范圍的炮記錄進行近道疊加，對疊加結果進行查看有無異常，若沒有異常，則SPS文件及班報記錄文件正確，直接輸出加載觀測系統后的炮記錄進行后續處理；若疊加記錄上存在異常，尤其表現在淺表層，因偏移距的對應關系不正確，因此淺表層會存在一定“上跳下降”現象，此時查找出造成疊加記錄上出現該問題炮的位置，然后對該炮進行線性動較正拉平，同時配合野外施工人員記錄的班報文件，最終確認出現問題炮的位置，重新進行觀測系統定義，然后再次進行近道疊加查看問題是否消除，技術實現步驟如圖1所示。

圖1 技術實現步驟圖Fig.1 Workflow

3 實際資料處理效果

為了驗證本方法的有效性，對某實際資料，根據野外儀器班報的記錄，剔除壞炮、丟炮等，利用0 m～2 000 m的偏移距進行近道疊加，結果如圖2所示。從圖2中發現，如果觀測系統是準確的，那么只采用小偏移距和中偏移距進行炮記錄的近道疊加，同向性應該是連續的，但是圖2中剖面存在異常，說明記錄的壞炮和丟炮等可能是有問題的。對炮記錄做線性動較正(圖3)，發現炮點1437的動較結果異常，沒有拉平，因此獲知從此處開始炮記錄的觀測系統加載有誤，即加載的炮號和真實的炮號不一致，將此處設置為丟炮或壞炮位置，從下一炮開始賦炮號值為1437，經過試驗，最終發現，儀器班報組誤將某丟炮1445寫成1455，當將正確的觀測系統加載到炮記錄之后(圖4、圖5)，發現炮記錄的線性動較得到了拉平，近道疊加剖面同向性一致，觀測系統已經完全準確。

圖2 初始近道疊加剖面Fig.2 Initial stack profile by near offset traces

圖3 初始炮記錄的線性動較正Fig.3 Initial linear moveout of shot records

圖4 重新加載觀測系統后的炮記錄線性動較Fig.4 Linear moveout of shot records after geometry redefining

圖5 重新加載觀測系統后的近道疊加剖面Fig.5 Stack profile by near offset traces after geometry redefining

4 結論及討論

觀測系統正確與否嚴重影響著地震資料處理的后續步驟的正確性及質量，本研究旨在為大家提供一種解決該問題的途徑，希望能夠為室內地震資料處理人員的工作提供一種新的思路。本研究提出了一種利用近道疊加對野外觀測系統進行校正的方法，本方法目前針對較為水平或者靜校正不太嚴重的地表，實際資料驗證說明本研究內容的快速有效。

對于起伏地表的觀測系統校正的方法，目前主要通過定觀后查看偏移距是否連續遞增等的方式來校驗，本方法下一步的進展是能夠在起伏地表觀測系統校驗中繼續測試，以期得到應用。

致謝：

本研究得到了中國石油化工股份有限公司石油物探技術研究院地震成像技術研究所同事們的幫助和支持，在此表示衷心的感謝。