一種有效的 P-SV 轉(zhuǎn)換波靜校正方法.doc

精品論文大全一種有效的 p-sv 轉(zhuǎn)換波靜校正方法潘樹林，高磊，周熙襄，鐘本善成都理工大學(xué)信息工程學(xué)院，四川成都（610059）摘要：p-sv 轉(zhuǎn)換波靜校正是轉(zhuǎn)換波處理中的一個(gè)難題。共接收點(diǎn)疊加道集相干算法在地 下構(gòu)造平緩的時(shí)候是一種很有效的方法，但是當(dāng)?shù)叵聵?gòu)造傾斜或者較為復(fù)雜，該方法不能計(jì)算出正確的靜校量。本文提出了一種改進(jìn)的共接收點(diǎn)疊加道相干算法。算法可以分三步進(jìn)行：1、對(duì)炮點(diǎn)和檢波點(diǎn)進(jìn)行基準(zhǔn)面校正。2、在共接收點(diǎn)疊加剖面上選擇一個(gè)最優(yōu)相干時(shí)窗進(jìn)行 相干，求取“靜校正量”。3、根據(jù)縱波對(duì)應(yīng)層位的地下構(gòu)造對(duì)相干結(jié)果進(jìn)行校正。該方法通 過(guò)模型試驗(yàn)驗(yàn)證有效，很好地解決了在地下反射層構(gòu)造復(fù)雜時(shí)轉(zhuǎn)換波靜校正問(wèn)題。 關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)換波，共接收點(diǎn)疊加道，靜校正，相干作為多波多分量地震勘探主體的 p-sv 轉(zhuǎn)換波地震勘探，處理難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于常規(guī)縱波勘 探。其中 p-sv 轉(zhuǎn)換波靜校正就是其中難題之一。橫波在液體中傳播速度變小，因此和縱波 不同，橫波靜校正量不僅與表層低速帶有關(guān)，還受到潛水層的影響。所以，在一般情況下， 橫波靜校正量遠(yuǎn)大于縱波靜校正量，并且橫波靜校正量變化比縱波靜校正量變化更加復(fù)雜。對(duì)于 p-sv 轉(zhuǎn)換波靜校正問(wèn)題，很多學(xué)者專家提出了各自的解決辦法。歸結(jié)一下，大體 可分為以下三種思路：一、armin w. schafter(1991)提出的轉(zhuǎn)換波折射靜校正方法，該方法 通過(guò)橫波折射波建立橫波的表層模型與厚度模型，然后根據(jù)模型通過(guò)正演計(jì)算各點(diǎn)的靜校正 量。這種方法和常規(guī)的縱波折射靜校正思路相同，需要根據(jù)正演結(jié)果不斷的調(diào)整模型最終獲 得較為理想的結(jié)果。但是，考慮到模型的多解性和實(shí)際操作的復(fù)雜，該方法在實(shí)際應(yīng)用中難 以取得理想的效果。二、p.w.cary 和 d.w.s.eaton(1993)年提出利用共接收點(diǎn)道集相干12來(lái) 解決短波長(zhǎng)的較大的靜校正量。該方法在構(gòu)造平緩的地區(qū)效果較為理想，求取的是接受點(diǎn)的 靜校正量。但是在地形較為復(fù)雜的情況下，該方法失敗。在該方法提出后，國(guó)內(nèi)很多學(xué)者對(duì) 方法提出了改進(jìn)意見，較有代表性的有唐建侯和張金山（1994）年提出的消除 p-sv 波大靜 校正量的方法2。三、其他一些方法。如姚姚提出的利用 p 變換法對(duì)折射橫波（或反射 橫波）拾取“初始剩余靜校正量”等2。上述方法對(duì)轉(zhuǎn)換波靜校正問(wèn)題的解決提供了很好的思 路，但是，轉(zhuǎn)換波靜校正問(wèn)題仍然沒有得到很好的解決5。本文提出了一種基于 p.w.cary 提出的共接收點(diǎn)道集相干方法，充分利用縱波資料處理 結(jié)果的轉(zhuǎn)換波靜校正方法，為轉(zhuǎn)換波靜校正問(wèn)題提供了一個(gè)新的思路。1. 方法原理1.1 共接收點(diǎn)道集相干法原理12346根據(jù)地表一致性條件，任意一道轉(zhuǎn)換波總的靜校正量都可分解為 4 部分：2-6-tij= si + g j + ck hij + yk （1）式中 si 是 i 位置炮點(diǎn)靜校正， g j 是 j 位置接收點(diǎn)靜校正， ck 是共中心點(diǎn) k 位置剩余正常時(shí) 差，它隨炮檢距 h 的平方而變化， yk 是由于構(gòu)造引起的靜校正量。炮點(diǎn)靜校正量 si 采用 p 波的常規(guī)方法求取。接收點(diǎn) g j 的靜校正利用轉(zhuǎn)換波共接收點(diǎn)疊加剖面來(lái)求得。根據(jù)地表一致性假設(shè)條件， 在構(gòu)造平緩的情況下，檢波點(diǎn)產(chǎn)生的靜校正量遠(yuǎn)大于動(dòng)校正的剩余時(shí)差和地層傾斜產(chǎn)生的靜校正之和。既：jk ijg c h2+ yk (2)因此經(jīng) p 波炮點(diǎn)靜校正后有tij g i （3）那么每一道的靜校正量可由下式計(jì)算：g j = maxpj (t ) g j (t ) （4）式中 g j 為第 j 個(gè)接收點(diǎn) 的靜校正量，g j (t ) 為第 j 個(gè)共接收點(diǎn)(crp)的疊加道。 代 表相關(guān)， pj (t ) 為參考道，且pj (t ) =其中 n 為參考道的疊加道數(shù)。jgk (t + g k ) （5）k = j n +11.2 共接收點(diǎn)道集相干法的限制條件共接收點(diǎn)道集相干法，假設(shè)構(gòu)造平緩認(rèn)為檢波點(diǎn)產(chǎn)生的靜校正量遠(yuǎn)大于動(dòng)校正的剩余時(shí)k ijk差和地層傾斜產(chǎn)生的靜校正之和。既： g j c h 2 + y但是實(shí)際情況往往地下界面存在傾角或者起伏，當(dāng)傾角或者起伏達(dá)到一定程度，上式不 成立。在這種情況下求得的靜校正量是實(shí)際靜校量 g j 和地層傾斜產(chǎn)生的靜校量 yk 之和。因 此，共接收點(diǎn)道集相干法使用條件受到很大限制。轉(zhuǎn)換波處理一般在縱波處理后進(jìn)行，這時(shí)我們已經(jīng)獲得了縱波的疊加剖面，并且通過(guò)縱 波的疊加剖面我們知道了地下大體的構(gòu)造。下面的方法就是充分利用這些已知信息對(duì)共接收 點(diǎn)道集相干法進(jìn)行改進(jìn)提出的。1.3 改進(jìn)的共接收點(diǎn)道集相干法1.3.1 高程靜校正 共接受點(diǎn)道集相干法求取的靜校正量為短波長(zhǎng)靜校正量，因此如果我們能夠通過(guò)一定的手段求出部分靜校量，縮小未知校正量的范圍，必然會(huì)提高計(jì)算的精度。在這里我們選用基準(zhǔn)面靜校正做該處理。 由于橫波傳播受到潛水層的影響，必然存在以下關(guān)系： ttij= t/ p ijij v pvs（6）/v p其中， tij為某檢波點(diǎn)實(shí)際靜校正量絕對(duì)值， tij為該檢波點(diǎn)根據(jù)縱橫波速比和該vsij點(diǎn)處縱波靜校量絕對(duì)值 t p求取的靜校正量。通過(guò)上式，我們可以計(jì)算出檢波點(diǎn)轉(zhuǎn)換波的部分靜校量，將未知校正量的范圍縮小。1.3.2 在最優(yōu)時(shí)窗內(nèi)進(jìn)行相干處理 我們把疊加剖面內(nèi)包含最明顯同相軸，并且干擾最少的時(shí)窗稱為相干最優(yōu)時(shí)窗。相干最優(yōu)時(shí)窗是疊加記錄中信噪比最高的時(shí)窗。由于靜校量對(duì)地下各個(gè)層位的影響是相同的。因此，如果我們選擇一個(gè)相干最優(yōu)時(shí)窗進(jìn)行相干處理，和選擇全時(shí)窗處理應(yīng)該可以得到相同的結(jié)果78。 在實(shí)際資料中，由于不是每個(gè)層位都有較高的信噪比，如果以整時(shí)窗進(jìn)行相干，往往由于噪音的影響得不到好的結(jié)果。使用相干最優(yōu)時(shí)窗，不僅僅減小了計(jì)算量，更重要的是可以 減少噪音影響，求取更加準(zhǔn)確地結(jié)果。1.3.3 根據(jù)縱波疊加剖面校正相干結(jié)果在復(fù)雜反射層下，地層傾角靜校量 yk 不能忽略。式（1）不能夠推出式（3）的結(jié)論。 此時(shí)，根據(jù)式（4）計(jì)算得到的 gi 里面包含了地層傾角靜校量 yk 。既：tij g i yk （7）因此，如果可以把傾角影響 yk 求出來(lái)，然后從求取得結(jié)果中減去這個(gè)影響，就可以解 決靜校正問(wèn)題。單純依靠轉(zhuǎn)換波資料是很難求取地層傾角對(duì)靜校正量影響的?？紤]到在轉(zhuǎn)換波資料處理 時(shí)，縱波資料處理一般已經(jīng)完成，我們通過(guò)在縱波疊加剖面上拾取低下層位的辦法來(lái)求取地 層傾角產(chǎn)生的靜校量 yk 。2. 理論數(shù)據(jù)試驗(yàn)為了驗(yàn)證方法的有效性，建立了一地層存在傾角的模型進(jìn)行驗(yàn)證。模型如下圖所示：vs =1000m/svp= 2000m/s傾角 = 11.5o圖 1 正演模型（黑色線為地表，紅色線為地下反射界面）通過(guò)正演得到圖 1 模型對(duì)應(yīng)的地震記錄，按照前面敘述的方法對(duì)地震記錄進(jìn)行處理。處理流程如下：1、 抽取共檢波點(diǎn)道集，進(jìn)行共檢波點(diǎn)疊加。2、 利用已知縱波疊加剖面，確定某層構(gòu)造形狀（本文已知模型，可以直接得到地下構(gòu) 造形狀）。3、 按照共檢波點(diǎn)疊加道相干法獲得個(gè)檢波點(diǎn)對(duì)應(yīng)的“靜校正量”（包含地層傾角影響）。4、 根據(jù)第二步得到的地下構(gòu)造信息和第三步求取得“靜校正量”計(jì)算各建波點(diǎn)實(shí)際靜 校正量。圖 2 僅進(jìn)行炮點(diǎn)靜校正量得到的共檢波點(diǎn)轉(zhuǎn)換波時(shí)間剖面可以明顯的看出，圖 2 共檢波點(diǎn)疊加剖面由于沒有進(jìn)行檢波點(diǎn)靜校正，得到的疊加信息包含了地表和地下反射界面的復(fù)合信息。只要確定出地下界面的影響就可以解決靜校正問(wèn) 題。檢波點(diǎn)對(duì)應(yīng)靜校量500-50-100-150-200檢波點(diǎn)位置坐標(biāo) 相干法求取的靜校量理論靜校量 本文方法計(jì)算的靜校量圖 3 根據(jù)本文方法和原相干法求取的靜校正量和理論實(shí)際校正量對(duì)比曲線圖 3 是原相干法及本文方法求取靜校量和實(shí)際靜校量的對(duì)比曲線，從曲線中可以很明顯的看出，原相干法由于忽略了地下構(gòu)造的影響，把地下傾角的影響也記入了計(jì)算靜校量，造 成了方法的失敗。本文方法由于考慮了地下構(gòu)造影響，把這一部分影響予以消除，求取了較 為準(zhǔn)確的靜校正量。圖 4 為地下構(gòu)造在圖 2 疊加剖面上的映射。圖 5 為經(jīng)過(guò)本方法靜校后的 共檢波點(diǎn)疊加剖面。圖 4 根據(jù)縱波疊加剖面確定的地下構(gòu)造形狀（本文根據(jù)模型直接獲得）圖 5 使用本文方法進(jìn)行靜校后得到的共檢波點(diǎn)疊加剖面圖 6 使用原相干法進(jìn)行靜校后得到的共檢波點(diǎn)疊加剖面對(duì)比圖 5 和圖 6，可以看出：原來(lái)的共檢波點(diǎn)疊加道相干法從本質(zhì)上是，對(duì)沒有經(jīng)過(guò)檢波點(diǎn)靜校的疊加剖面中的同相軸進(jìn)行拉直來(lái)確定靜校量的，因此，僅對(duì)水平反射層有較好的 效果。而本方法在考慮了地下構(gòu)造形狀的前提下，使用相干進(jìn)行靜校正量的求取，理論上， 如果結(jié)合縱波疊加剖面，在共檢波點(diǎn)初疊剖面上選擇最優(yōu)時(shí)窗進(jìn)行相干處理，可以解決復(fù)雜 地下構(gòu)造情況下的靜校正問(wèn)題。3. 結(jié)論本方法是充分利用縱波處理結(jié)果，對(duì)原共檢波點(diǎn)疊加道相干法的充實(shí)和改進(jìn)，克服了原 方法對(duì)地下反射層必須水平的限制，實(shí)驗(yàn)證明，該方法可以有效地解決復(fù)雜構(gòu)造下的轉(zhuǎn)換波靜校正問(wèn)題。當(dāng)然，實(shí)際資料處理中要得到準(zhǔn)確的靜校正量，必須對(duì)轉(zhuǎn)換波資料進(jìn)行精確的速度分析和動(dòng)校正910。參考文獻(xiàn)(1) cary p w and eaton d w s .a simple method for resolving large converted-wave(p-sv)static.geophysics，1993.58(3):429 433(2) 唐建候，張金山.消除 p-sv 波大靜校正量的方法.石油地球物理勘探，1994.29(5):650653 (3) 趙秀蓮等，轉(zhuǎn)換波剩余靜校正方法與應(yīng)用. 石油地球物理勘探，2004.39(5):533 538(4) 李國(guó)發(fā)等.轉(zhuǎn)換波地震資料處理的關(guān)鍵問(wèn)題與解決方法. 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，34(1):4245 (5) 鄒強(qiáng)， 山地靜校正若干問(wèn)題研究，成都理工大學(xué)博士論文，2004:123 204(6) 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coherence of common receiving point stack tracens in the best window.lastly,correct the value of statics by the structure which get from the p waves stack secti