銀額盆地巨厚沙漠地區配套靜校正技術及應用

◇中石化石油工程地球物理有限公司華北分公司地球物理研究所 王 寧

層析反演靜校正技術已成為解決復雜近地表條件下靜校正問題的有效手段，微測井等表層調查方法提供的低降速帶分層信息對于約束層析反演過程、提高風化層模型精度非常重要。在巨厚沙漠地區進行地震采集施工時，受自然條件限制無法開展微測井工作，利用近道初至約束層析反演靜校正可以有效解決上述問題。本文以銀額盆地某沙漠工區三維地震資料為例，對比了有無約束下的反演模型和應用效果，證明了該技術的有效性和優勢。

銀額盆地沙漠地區高程變化劇烈，部分沙丘相對高差可達上百米，風化層在縱向和橫向上都有較大的變化幅度，靜校正問題突出。同時由于該地區沙層厚度巨大，塌井現象嚴重，無法開展微測井工作，在應用層析靜校正過程中缺少準確的低測資料進行約束。

本文采用配套的近道約束層析靜校正技術[1-4]，即首先利用單炮中一定偏移距范圍內近道初至反演獲得極淺層相對準確的速度模型，再以該模型約束全部拾取初至層析反演過程，建立工區低降速帶模型，計算基準面靜校正量；再利用初至波剩余靜校正求取部分高頻大靜校正量；最后利用反射波剩余靜校正求取高頻小靜校正量。通過實際資料驗證，該套流程可以較好地解決該區域靜校正問題。

1 層析反演原理

層析反演將地下地質體進行高密度速度單元劃分，將地震波的旅行時描述為對地下介質慢度函數沿射線路徑的積分[5]：

2 實現過程

層析反演過程需要使用一定偏移距范圍內的初至，當輸入的遠道信息越多時，模型淺層部分的精度會逐漸降低[6]。而近道射線由于只在淺層傳播，根據這一部分初至信息可以建立準確的極淺層模型。依據該指導思想建立如下處理流程：①利用軟件自動拾取和人工干預相結合的形式完成選定偏移距范圍內初至拾取工作；②根據工區低速層厚度，選擇一定范圍的近偏移距初至進行層析反演。該輪層析反演獲得的速度模型在淺層精度較高，中深層由于缺少中遠偏移距范圍的初至精度不足；③利用上一步獲得和模型和軟件建立的權重場作為約束條件，對全部拾取初至進行層析反演[7]。此時獲得的速度模型在淺層和中深層都有足夠的精度；④利用上一步結果根據替換速度建立高速層頂界面，求取基準面靜校正量。該步計算結果主要解決低頻或長波長靜校正問題；⑤利用初至波剩余靜校正求取數值較大的高頻靜校正量。

圖1是近道約束層析反演的實現過程。通過本流程，可以解決缺少微測井等低測資料約束層析反演的問題，提高反演獲得模型的準確度和野外靜校正量的精度。利用后續的基于反射波的地表一致性剩余靜校正可以進一步計算出數值較小的高頻靜校正量，提高CMP道集中反射波同相軸一致性和剖面的成像質量。

圖1 近道約束層析反演的實現過程

3 應用效果分析

銀額盆地某三維工區地處巴丹吉林沙漠，具有沙丘高程變化劇烈、速度橫向變化大的特點。沙漠地表可劃分為小起伏沙丘、緩坡度分散起伏沙丘、中坡度密集起伏沙丘、高起伏陡坡密集沙丘。根據統計本工區以高大沙丘為主，靜校正問題十分嚴重。由以往二維資料可知低降速帶速度和厚度變化較大，高速層速度一般在1700 m/s～2700 m/s之間，高速層頂界面埋深一般在15m～130 m，高速層頂界面高程一般在1020 m～1180 m，整體呈西低東高、南低北高趨勢，抬升趨勢與地表基本一致。圖2和圖3分別為該工區原始單炮和疊加剖面。單炮上表現為初至不平滑，隨地表高程變化扭曲現象十分嚴重，剖面上表現為淺層同相軸扭曲嚴重，深層幾乎看不到有效信號。

圖2 銀額盆地沙漠地區靜校正前原始單炮

圖3 銀額盆地沙漠地區靜校正前原始疊加剖面

由于缺少微測井等表層調查資料，本工區地震資料處理中采用了近道約束控制反演過程，保證反演速度模型和靜校正量的準確性。按照上文所述流程完成層析反演后，通過對比層析反演速度模型、單炮和疊加剖面證明了方法的有效性。

圖4是有、無近道約束的近地表速度模型對比圖。可以看出當增加了近道約束后模型中淺層的低速部分厚度增加，橫向的連續性增強，降速層厚度相應減少，層析反演模型精度有了明顯提升。同時高速層頂界面的深度未受到影響，通過對該界面進行平滑處理可以進一步提高長波長靜校正量的應用效果。

圖4 有、無近道約束的近地表速度模型對比圖

圖5是有、無近道約束層析反演靜校正應用后的單炮對比。可以看出利用未加近道約束的層析反演解決了大部分的靜校正問題，但在標注區域仍然存在個別道初至抖動現象。在采用近道約束的層析靜校正后該問題得到了解決，單炮初至曲線光滑連續。

圖6是有、無近道約束層析反演靜校正應用后的疊加剖面對比。在標注區域，利用近道約束層析靜校正進一步提高了反射波同相軸信噪比和連續性，反射系數較低的薄層也可以基本分辨出來。

由于基于反射波的地表一致性剩余靜校正效果與速度場的準確與否高度相關，不是本文論述重點，因此這里不再展開討論。

4 結語

靜校正問題解決的核心是如何確定符合實際地質情況的近地表速度模型。利用近道初至反演得到精度較高的極淺層約束整個反演過程，可以保證反演結果尤其是淺層的準確性，進而提高靜校正應用效果。

近道約束層析反演靜校正方法在銀額盆地復雜地區的應用情況表明，該方法利用近道初至信息約束層析反演過程，可以有效恢復極淺層低速層信息，解決缺少微測井等表層調查數據問題。通過反演模型和單炮數據對比說明本文所述方法在該地區有良好的應用前景。