【正文】 低降速帶較薄，并且高速層速度表現(xiàn)為中、長波長變化的地區(qū)，它只能反映速度的橫向變化。 地震記錄初至分析方法計算中間參考面校正速度按照第一章中介紹的速度分析方法求取高速層速度，作為中間參考面校正速度。該方法適用于低降速帶較厚，高速層速度變化劇烈的地區(qū)；它也只能反映速度的橫向變化。 速度掃描方法用不同中間參考面校正速度計算靜校正量進(jìn)行剖面處理，根據(jù)剖面效果確定不同區(qū)域的中間參考面校正速度，最后經(jīng)內(nèi)插、平滑后生成中間參考面校正速度場。該方法適用于高速層速度為區(qū)域變化的地區(qū)，如果速度變化很劇烈，則很難用該方法反映出來。它求得的速度綜合反映了介質(zhì)的縱、橫向變化，但其反映的這種變化是等效的，其得到的速度值可能與實(shí)際速度差距較大。 層析反演方法求取中間參考面校正速度該方法的優(yōu)點(diǎn)是不但可以反映速度的橫向變化，還可以反映速度的縱向變化，有利于提高中間參考面校正速度的精度。但當(dāng)?shù)徒邓賻л^薄、速度縱橫向變化劇烈、野外采集道距和偏移距較大時，其層析反演的速度精度較低，導(dǎo)致效果較差。在實(shí)際工作中，我們要根據(jù)工區(qū)的表層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、野外采集方法和資料情況，選擇合適的方法進(jìn)行試驗(yàn)。無論采用哪種方法計算中間參考面校正速度，都應(yīng)該與地質(zhì)資料對比，確保速度分析結(jié)果符合地質(zhì)變化規(guī)律。對于地表類型較多的地區(qū)，可能需要多種方法的聯(lián)合應(yīng)用來建立中間參考面校正速度場。6 層析成像靜校正技術(shù)定義成像域參數(shù)，初始速度模型模型正演求取旅行時間求剩余時差層析反演求速度擾動修改速度模型實(shí)際旅行時間確定模型底界面，靜校正量計算YseNo滿足要求？圖45 層析法靜校正基本原理利用層析法反演近地表速度模型，并計算靜校正量的方法被稱為層析法靜校正。層析技術(shù)在靜校正方面的應(yīng)用研究始于20世紀(jì)90年代初；到20世紀(jì)末和21世紀(jì)初，先后推出了一些層析靜校正的軟件產(chǎn)品。層析技術(shù)通常有兩種假設(shè)方式：一種是假設(shè)物性是位置的連續(xù)函數(shù)；另一種是把介質(zhì)離散化成有限數(shù)量的元，每一個元對應(yīng)一個離散的物性參數(shù)。對于地震層析，因?yàn)樯渚€數(shù)目有限，它更適合于第二種假設(shè)。從方法方面，層析反演有射線追蹤和波動模擬兩種，實(shí)際應(yīng)用中以射線追蹤理論的較多，其具體實(shí)現(xiàn)步驟和基本原理見圖45。自從層析反演靜校正方法推出以來，一直被地球物理界看作是具有先進(jìn)思路和良好發(fā)展前景的一項(xiàng)技術(shù)，從理論模型試算和實(shí)際資料試驗(yàn)中，見到較好的效果，但較少有大規(guī)模實(shí)際資料成功應(yīng)用的實(shí)例。2002年，東方地球物理公司在層析反演靜校正技術(shù)應(yīng)用研究方面取得重大進(jìn)展，首次應(yīng)用層析反演技術(shù)解決了復(fù)雜區(qū)大面積三維(530km2)的靜校正問題，并在初始模型建立、成像域參數(shù)的選取、對反演模型的解釋與應(yīng)用等方面總結(jié)了成熟的經(jīng)驗(yàn)。通過研究認(rèn)為：層析法靜校正的主要優(yōu)點(diǎn)是反演的模型能反映速度縱、橫向變化，從理論上較其它方法有更高的精度；但受觀測數(shù)據(jù)的限制和方法不完善等方面的影響，反演模型的縱橫向分辯能力還有待進(jìn)一步提高。在層析反演方法的應(yīng)用中有三個關(guān)鍵點(diǎn)，一是成像域網(wǎng)格化，二是初始速度模型的建立，三是速度模型的解釋。 成像域網(wǎng)格化層析成像技術(shù)把模型空間劃分為很多的網(wǎng)格單元，每個網(wǎng)格單元的速度認(rèn)為是不變的，定義網(wǎng)格單元的大?。ㄩL、寬、高）就是成像域網(wǎng)格化，它主要考慮兩個方面：a) 考慮表層速度的縱、橫向變化情況。b) 考慮單個網(wǎng)格單元內(nèi)的射線條數(shù)足夠。如果速度變化劇烈，則網(wǎng)格單元應(yīng)小些，盡量精確描述這種變化，但網(wǎng)格單元選小了，穿過網(wǎng)格單元的射線條數(shù)就減少，必然影響速度反演精度；要使射線條數(shù)足夠，就要增大網(wǎng)格單元，這樣又不能較準(zhǔn)確地描繪速度變化情況。因此，在實(shí)際應(yīng)用時，應(yīng)根據(jù)工區(qū)具體情況，充分考慮兩個方面的問題，合理選擇網(wǎng)格單元大小。對于三維采集而言，網(wǎng)格單元大小可參考施工參數(shù)來選擇，一般選擇方法為：Inline方向網(wǎng)格單元長度選道距的3－5倍，Crossline方向網(wǎng)格單元長度接近接收線距或稍大一些，垂向方向網(wǎng)格單元長度為10～15m。除了網(wǎng)格單元大小外，還要選擇模型最低高程，它將影響射線追蹤的范圍，如果模型選擇太淺，射線傳播下去返不回來，影響模型反演精度，而模型底選擇太深，造成無效網(wǎng)格較多，影響計算速度。實(shí)際應(yīng)用中可先迭代1~2次，了解射線追蹤深度，確定出合理的模型深度，再進(jìn)行正式層析反演計算。 初始速度模型的建立初始速度模型是根據(jù)表層調(diào)查和初至反演的結(jié)果，生成一個縱橫向速度空變的、盡量反映客觀變化規(guī)律的模型，確保反演精度和迭代速度。初始速度模型有兩種方法確定：一是利用時深關(guān)系曲線生成初始速度模型，二是根據(jù)模型約束反演的結(jié)果作為初始速度模型。 速度模型的解釋對于層析反演的模型結(jié)果，要實(shí)現(xiàn)靜校正量計算，首先對模型進(jìn)行解釋，也就是要確定一個高速層頂界面。一般我們是定義以某一速度值構(gòu)造的一個速度界面作為高速層頂界面，這樣作是比較科學(xué)的，它有兩個好處：一是它能從物理模型上說清楚靜校正是校正到哪個速度層；二是校正到一個等速的界面上更方便校正速度的選取，有利于提高基準(zhǔn)面校正精度。定義好高速層頂界面后，也就完成了表層模型的建立工作，然后可直接用層析反演的速度計算出靜校正量，統(tǒng)一基準(zhǔn)面校正速度選取高速層頂界面處的速度平均值取整數(shù)。 應(yīng)用中應(yīng)注意的主要問題： 網(wǎng)格大小的選擇應(yīng)針對工區(qū)內(nèi)需要解決的靜校正問題。如果主要是長波長問題，網(wǎng)格可選大些，反之，可小些。網(wǎng)格大小的選擇非常關(guān)鍵，選擇太小會導(dǎo)致模型不收斂，太大會影響短波長靜校正精度。必要時可通過試驗(yàn)確定，在保證模型收斂的情況下，盡量選擇小的網(wǎng)格(接近道距)。 在不同地區(qū)層析成像技術(shù)對初始模型的依賴程度可能不同，在選擇和確定初始速度模型時，我們盡量建立一個客觀的近地表模型，以提高模型精度和計算速度。 初至拾取時，要從最小炮檢距道拾取，并且盡量拾取多一些初至，以提高近地表速度的反演精度。不能象初至折射靜校正方法一樣，用那一段初至就拾取那一段。7 多域多次迭代靜校正方法當(dāng)某一層折射界面以上基本不存在靜校正問題時，這一層的折射波初至?xí)r間在共炮點(diǎn)域、共接收點(diǎn)域、共偏移距域和共中心點(diǎn)域所對應(yīng)的時距曲線是平直且相互平行的。多域多次迭代靜校正方法就是通過多次迭代計算方法，以把初至波在共炮點(diǎn)域、共接收點(diǎn)域、共炮檢距域和共中心點(diǎn)域校正光滑為目的，來求取靜校正量的方法。它以折射界面相對穩(wěn)定、其橫向變化比較平緩為假設(shè)條件。靜校正前靜校正前圖46 共炮點(diǎn)道集對比在實(shí)際工作中采用了先粗校后細(xì)校的原則，首先通過人機(jī)交互方式正確地拾取來自于同一折射層的折射波初至。然后，以微測井或小折射表層速度場為前提條件，利用基本的初至折射波原理建立近地表模型、計算出基礎(chǔ)靜校正量，控制長波長靜校正問題。其次，在共炮點(diǎn)域、共檢波點(diǎn)域、共偏移距域和共中心點(diǎn)域內(nèi)采用逐步逼近、多次迭代法計算各檢波點(diǎn)和各炮點(diǎn)的相對靜校正量，解決短波長和剩余的長波長靜校正問題。最后將求得的相對靜校正量與基礎(chǔ)靜校正量相加在一起，作為最終靜校正量。多域多次迭代靜校正方法適合解決復(fù)雜地表?xiàng)l件下的靜校正問題，在黃土塬區(qū)的勘探中已發(fā)揮重要作用。該方法由于具有多域性，自動消除了因激發(fā)點(diǎn)、接收點(diǎn)偏移而造成的射線路徑走時誤差。圖46為多域多次疊代靜校正方法的共炮點(diǎn)道集記錄，靜校正后的道集記錄初至非常光滑。圖47是該方法與單純折射靜校正方圖47 多域多次迭代方法的剖面對比單純折射靜校正方法多域迭代靜校正方法法的剖面效果對比，從疊加剖面對比可見，無論從疊加效果（反映短波長）還是從同相軸的走勢上（反映長波長），該方法都優(yōu)于單純利用折射波的靜校正方法。多域多次迭代靜校正方法應(yīng)用后，能把初至波在共炮點(diǎn)域、共接收點(diǎn)域、共炮檢距域校齊，實(shí)質(zhì)上它是按折射波在低降速帶中的傳播路徑計算的靜校正量，應(yīng)該說比垂直時間的校正量的精度有所提高，有利于更好地解決“靜校不靜”問題。但靜校正是用于對反射波的校正，而折射波和反射波在風(fēng)化層中的傳播路徑還是有一定差別的，因此，在解決反射波“靜校不靜”問題方面還是有一定局限性。8 多種靜校正方法聯(lián)合應(yīng)用在山地、戈壁、黃土塬等多種地表類型并存的復(fù)雜地區(qū)，單一靜校正方法往往不能很好地解決靜校正問題，需要多種方法的結(jié)合才能取得令人滿意的效果。方法的聯(lián)合應(yīng)用分兩種方式：① 橫向聯(lián)合應(yīng)用：由于表層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)空間上的差異，用同一種方法很難建立起合理的表層模型，如在某一段適合采用層間關(guān)系系數(shù)法，而另一段適合采用模型約束初至反演法，還有一段適合用層析反演方法等。這時，就需要用不同方法建立不同區(qū)域的表層模型，最終計算靜校正量。橫向聯(lián)合應(yīng)用主要是針對近地表的低降速帶模型。② 縱向聯(lián)合應(yīng)用：在縱向上采用不同方法建立近地表模型或求取某項(xiàng)參數(shù)，最終計算靜校正量。如模型約束初至反演法和中間參考面靜校正技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用就屬于縱向聯(lián)合應(yīng)用方式，中間參考面校正速度還可以用不同的方法求取。對于有些地區(qū)，甚至需要在兩個方向?qū)崿F(xiàn)方法的綜合應(yīng)用，才能較好地解決靜校正問題。 目前，靜校正方法很多，我們不可能也不需要把所有靜校正方法都用上。對于一個特定工區(qū)，要深入了解其表層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和引起靜校正問題的主要原因，并通過一定的試驗(yàn)來確定綜合采用的方法。一般情況下，在山地和戈壁并存的地區(qū)，可采用模型約束初至反演方法建立山地區(qū)的表層模型；戈壁礫石山區(qū)采用表層調(diào)查內(nèi)插法或時深關(guān)系曲線法建立表層模型，對于低降速帶巨厚的戈壁區(qū)也可采用層析反演方法建立表層模型，然后完成低降速帶靜校正量計算。在高速層頂界面起伏劇烈和速度橫向變化大的地區(qū)，采用低降速帶校正加中間參考面的方法，中間參考面校正速度可采用地震記錄初至波分析、層析反演、速度掃描等方法求得，最終完成低降速帶、中間參考面和統(tǒng)一基準(zhǔn)面靜校正量的計算。 圖48是我國西部某復(fù)雜區(qū)多種靜校正方法聯(lián)合應(yīng)用的實(shí)例。上圖為單一靜校正方法的初步疊加剖面(未作剩余靜校正)；下圖為模型約束初至反演、層析反演和中間參考面靜校正技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用后的初步疊加剖面(處理常數(shù)與上圖相同)，同時對統(tǒng)一基準(zhǔn)面校正速度也進(jìn)行了優(yōu)化。對比可見，聯(lián)合應(yīng)用后剖面整體效果得到明顯改善，特別是在過渡帶和第四系覆蓋的礫石山區(qū)，效果提高幅度很大。多套老地層出露的山區(qū)過渡帶礫石山區(qū)模型約束初至反演法，校正速度2000m/s綜合靜校正方法，校正速度4000m/s圖48 靜校正方法聯(lián)合應(yīng)用前后的初疊剖面第五章 靜校正質(zhì)量監(jiān)控1 質(zhì)量監(jiān)控手段靜校正質(zhì)量監(jiān)控是一項(xiàng)非常重要的工作，對于復(fù)雜區(qū)，一般從如下幾個方面進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控： 共炮點(diǎn)道集質(zhì)量監(jiān)控在共炮點(diǎn)道集，一般通過初至波監(jiān)控檢波點(diǎn)靜校正精度。 共接收點(diǎn)道集質(zhì)量監(jiān)控在共接收點(diǎn)道集，一般通過初至波監(jiān)控炮點(diǎn)靜校正精度。 共炮檢距道集質(zhì)量監(jiān)控在共炮檢距道集，一般通過初至波監(jiān)控炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)靜校正精度。 共中心點(diǎn)道集質(zhì)量監(jiān)控在共中心點(diǎn)道集，一般通過反射波監(jiān)控炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)靜校正精度。 疊加剖面質(zhì)量監(jiān)控通過疊加剖面監(jiān)控炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)靜校正效果。 通過原始記錄和初至?xí)r間統(tǒng)計，監(jiān)控初至拾取質(zhì)量，剔除誤差超限的初至，提高延遲時計算的精度和迭代速度。圖51 初至剩余靜校正前后單炮記錄前后 通過二維剖面圖和三維立體圖或平面圖，監(jiān)視低降速帶速度、厚度、折射層速度等參數(shù)的合理性。2 分步靜校正計算方法 分步靜校正計算的意義圖52 初至波剩余靜校正前后剖面前后由于復(fù)雜區(qū)資料信噪比低，在單炮上很難通過反射波監(jiān)控效果，而在道集上通過初至波監(jiān)控靜校正效果與剖面效果不一致，見圖51和圖52，初至校正光滑了而疊加剖面反而變差，影響了靜校正效果評價。通過分析，引起初至?xí)r間畸變的原因主要是地形起伏、低降速帶速度和厚度的橫向變化等因素，而這些因素恰恰是引起靜校正問題的原因，那么為什么初至校正光滑了靜校正效果反而不好呢？根據(jù)我們的研究，由于折射波和反射波在高速層中傳播路徑的差異，初至校正光滑了主要反映低降速帶校正量精度，而計算到基準(zhǔn)面的校正量初至不能校齊，但校正到基準(zhǔn)面后對于反射波靜校正效果是好的。因此提出了分步靜校正方法。分步靜校正計算是指將靜校正分為低降速帶校正、中間參考面校正和統(tǒng)一基準(zhǔn)面校正三個部分，采取逐步累加的計算方法，對每一步的計算結(jié)果在不同道集上進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，最后得到完整的靜校正量。分步靜校正計算主要有兩個方面的作用：——使質(zhì)量監(jiān)控更加科學(xué)、合理根據(jù)前面的分析，初至校齊只反映低降速帶的靜校正精度，而一步計算到統(tǒng)一基準(zhǔn)面無法從初至上判斷靜校正效果?！阌诎l(fā)現(xiàn)并解決問題及參數(shù)優(yōu)化影響靜校正精度的原因是多方面的，可能是低降速帶校正、中間參考面或統(tǒng)一基準(zhǔn)面校正中某一因素誤差較大，也可能各步均存在一定問題。采用分步計算，各步監(jiān)控，逐步深入，更容易問題的發(fā)現(xiàn)與解決，同時為各步計算參數(shù)的優(yōu)化提供更大方便。 分步靜校正計算方法的實(shí)現(xiàn)分步靜校正計算方法的實(shí)現(xiàn)步驟見圖53，在每步計算后均有質(zhì)量監(jiān)控的職能，只是監(jiān)控手段有所不同。下面分別介紹其主要內(nèi)容： 低降速帶靜校正低降速帶模型的建立可采用任何方法，如表層調(diào)查模型法、初至模型反演法、層析反演法等。 式中：tw——低降速帶靜校正量(ms)； hi——第i層的厚度(m)；vi——第i層的速度(m/s)；n——層數(shù)(個)。低降速帶靜校正量計算共炮檢距道集質(zhì)量監(jiān)控共接收點(diǎn)道集質(zhì)量監(jiān)控共炮點(diǎn)道集質(zhì)量監(jiān)控中間參考面靜校正量計算疊加剖面質(zhì)量監(jiān)控統(tǒng)一基準(zhǔn)面靜校正量計算最終靜校正效果驗(yàn)證圖53 分步靜校正計算方法流程圖低降速帶靜校正量計算完后首先在共炮檢距道集上進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控，如果初至較收斂說明炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)低降速帶靜校正精度均較高，可進(jìn)行下步計算；否則需分別在共炮點(diǎn)和共接收點(diǎn)道集檢查靜校正效果，找出存在的主要問題，采取有效措施重新計算低降速帶靜校正量。 中間參考面校正影響中間參考面校正精度的主要參數(shù)是其校正速度。中間參考面校正速度是指從高速層頂界面到中間參考面之間的校正速度，該參數(shù)應(yīng)根據(jù)工區(qū)特點(diǎn)采用不同方法求取，如表層調(diào)查法、大炮初至分析法、層析反演法等，最后通過疊加剖面確定采用的方法。中間參考面靜校正量計算和質(zhì)量監(jiān)控時應(yīng)與低降速帶靜校正統(tǒng)一考慮，其計算公式為：