1、中图分类号： 题目 基于表层调查资料静校正技术应用研究工程领域 地质工程研究方向 勘探地质工程硕士生指导教师 现场导师 入学时间： 年 月 论文完成时间： 年 月单位代码： 学 号： 摘 要- II -摘 要随着对能源的需求越来越大，石油及天然气勘探的区域越来越广，勘探难度不断加深，对于复杂地区的地震资料处理需要有针对性的手段。复杂地表普遍发育低降速带，而且分布复杂，静校正问题一直以来都是长期困扰处理人员的一个问题。目前随着勘探工作量的加大，特别是大量的三维采集项目的展开，处理中需要拾取的单炮成倍的增加，现阶段初至拾取需要投入大量的人力和时间进行人工拾取，处理人员不得不将时间大量地耗费在技术含
2、量低，劳动强度大，时间消耗大的初至拾取工作中，这极大地降低了处理工作的效率。同时，在初至认识困难、初至拾取困难的地区，初至拾取效果不理想，投入大量的人力、物力，取得效果不理想。本课题的主要目的就是针对地表结构复杂，大炮初至拾取困难的地区，利用表层调查资料建立近地表模型进行深化研究，分析软件应用效果，辅以 Tomodel层析静校正技术、Tomo 静校正技术等技术为约束，进行试验，寻求山地复杂地表静校正问题的解决方案。关键词：地表结构复杂；静校正问题；建立近地表模型ABSTRACT- III -Application Research on the technology of static cor
3、rection based on near surface survey dataABSTRACTWith the increasing demand for energy, oil and gas exploration area is more and more widely, the exploration difficulty continues to deepen, the complex area seismic data processing need targeted measures.Common development of complex surface low velo
4、city zone, and the distribution of the complex, the static correction problem has always been a problem of staff.At present, with the increasing amount of exploration, especially 3D acquisition projects a large number of expansion, pick up the need to deal with the single shot have multiplied the us
5、es of the present stage, and the need to invest a lot of manpower and time for artificial picking, processing personnel have to much time to waste in a technical content is low, the labor intensity is big, the time consumption first break picking in the work, which greatly reduces the work efficienc
6、y.At the same time, to understand the difficulties in the beginning, to first break picking difficult area, and the effect is not ideal, invested a lot of manpower, material resources, achieve the effect is not ideal.The main objective of this paper is aimed at the surface structure is complex, firs
7、t arrival pickup difficult area, near surface model is established to deepen the study of the near surface survey data, analysis software application, constraint with the Tomodel tomographic static correction technology, Tomo static correction technology test, finding solutions to complex mountainou
8、s surface static correction.Key words: Complex surface structures；The problem of static correction；The establishment of the near surface model 目 录- IV -目 录工程硕士学位论文独创性声明 .I工程硕士学位论文版权使用授权书 .I摘 要 .IIABSTRACT .III引 言 .1第 1 章 静校正处理原理、方法研究 .21.1 静校正问题综述 .21.2 常用静校正方法原理及适用条件 .5第 2 章 现有静校正软件的原理、方法研究 .102.1
9、TOMODEL 层析反演静校正原理 .102.2 GeoMountain 静校正原理 .112.2 基于表层调查资料静校正原理 .12第 3 章 基于表层调查资料静校正原理 .193.1 表层调查资料数据准备与加载 .193.2 数据显示 .203.3 表层调查数据解释方法研究 .223.4 表层模型建立方法研究 .273.5 模型法静校正量技算方法研究 .44第 4 章 模型法静校正应用 .504.1 工区概括 .504.2 柯东原始资料分析 .554.3 模型法静校正在柯东地区的应用 .584.4 模型法静校正在大川中的应用 .684.5 层间相关系数确定方法 .73第 5 章 结 论 .
10、75参考文献 .76致 谢 .79个人简历 .80中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ） 工 程 硕 士 学 位 论 文- 1 -引 言随着勘探力度的加大和质量要求的不断提高，地震资料处理中对成像的要求越来越高，影响剖面成像质量的一个重要因素就是静校正问题，特别是地形起伏较大，植被茂密，河湖密布，表层厚度不均的地区，不仅影响地震激发和接收，使野外采集难以获得较高的信噪比的原始资料，而且也严重影响地震资料的处理成像和振幅保真。解决静校正的方法包括折射法和层析法，不管是那种方法都需要利用单炮初至时间，单炮初至拾取往往需要耗费大量的时间和人力，特别是现在随着勘探的深入发展，处理项目中越来越多的时间和
11、人力都被耗费在初至拾取上，对于初至认识困难、导致初至拾取不准时（如可控震源激发，波的延续时间长，降低了地震波的纵向分辨能力，给初至波的拾取带来了较大的困难），利用大炮初至反演的近地表模型很难求准，不能真实反映近地表结构。在项目要求时间紧、任务重、质量要求高的前提下，如何在初至拾取困难的情况下准确建立近地表模型是急需解决的问题。第 1 章 静 校 正 处 理 原 理 、 方 法 研 究- 2 -第 1 章 静校正处理原理、方法研究在地面地震勘探中，复杂地表一直是制约地震勘探效果的重要影响因素。复杂的地表不仅会引起激发和接收问题，还主要影响地震资料静校正的精度，影响叠前时间偏移及水平叠加的成像质量
12、。目前，在表层静校正方面，人们通过对表层模型作不同程度的近似假设形成了三大类静校正方法，主要有： 任意介质的表层模型的曲射线静校正方法即层析静校正；均匀介质表层模型为的直射线校正法即一次静校正；层状介质的折射线校正法即折射静校正。1.1 静校正问题综述一、研究静校正问题的必要性几何地震学的理论都是假设观测面是一个水平面，地下传播介质均匀为前提的（何樵登，1986，黄德济等，1989）。但是在实际情况下，观测面不是水平面，往往是起伏不平的，地下传播介质往往也是不均匀的，而且在其表层还存在低降速带的横向变化。所以，野外得到的反射波到达时间，没有满足双曲线方程，呈现畸变的双曲线。静校正为了研究由于地
13、形起伏，对地震波传播包含地表低降速带横向变化等因素的影响，并对产生的影响进行校正，使其满足双曲线数学方程（图 1-1-1）。 静校正的一个重要特点：由于表层低降速带的速度很低，大大小于基岩的速度。深浅层的反射波射线路径在低降速带下的每个层中走时都不相同，而在地表层附近接近是垂直的。所以，静校正量只与地面的位置有关系，对于某个地震记录中全部的采样点来看，静校正量都是一样的，因此称作静校正，而该条件称作地表的一致性条件。图 1-1-1 静校正前（左）后（右）中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ） 工 程 硕 士 学 位 论 文- 3 -静校正是否作的好直接影响到后续叠加效果，影响着叠加剖面的信噪比
14、和纵向分辨率（图 1-1-2）。而高频静校正的异常作用还可等效为高频阻低频通的滤波器，使子波相位变化，让高频部分的振幅严重衰减。所以，在处理分辨率高的资料的过程中也要重视静校正工作。静校正的好还除了决定叠加的效果，还影响叠加速度的分析（图 1-1-3）。美国著名地球物理学家 CH.迪克斯教授生前曾说： “解决好静校正就等于解决了地震勘探中几乎一半的问题”。我国李庆忠院士也总结说：“静校正是处理好地震资料的敲门砖”。因此，随着多次覆盖勘探技术的发展，全球的专家和学者在静校正方面进行了大量的实验，研究出不同的静校正方法。 图 1-1-2 静校正前（上）后（下）叠加剖面第 1 章 静 校 正 处 理
15、 原 理 、 方 法 研 究- 4 -静校正方法可分为三种方法:反射波剩余静校正，折射波静校正和野外一次静校正。折射波静校正是以折射波原理发展起来的静校正方法，通过分析初至波判断近表层的速度和厚度，获得基准面静校正量。野外一次静校正是利用野外直接获得的数据来计算，具体方法是根据地面高程的数据，井口时间以及通过微测井，小折射数据获得的低降速带厚度、速度等数据把所有检波点和炮点校正到基准面，消除地表层各种因素的影响。剩余静校正是在应用前两种方法的基础上根据正常记录中的反射信息估算静校正量，其目的是解决剩余静校正问题。随着我国勘探程度的深入，沙漠、山地勘探日益增多，静校正十分突出，急需解决大静校正量
16、问题。二、静校正问题的解决方法为了消除近地表层异常因素，一般方法是先通过折射静校正或野外一次静校正，消除静校正异常后，用常规剩余静校正来消除剩余的异常，但遇到信噪比不高时或剩余静校正量大于反射波形 1/2 周期，如果使用常规的剩余静校正方法求取，将会出现周期跳跃的问题。静校正问题的求解都基于地表一致性的假设。地表一致性是假定在近地表层内，地震波的传播射线垂直于地面，那么近地表炮点处的影响为由其所造成的延时，与记录位置没有关系。同理，检波点处近地表的影响为由起所造成的延时，而与其炮点位置没有关系。因此，每道的静校正就是由检波点炮点静校正相叠加。相同检波点或炮点的道就根据该点的静校正进行移动。在本
17、质上，地表一致性静校正是独立、平均后道与道之间的时延。计算检波点静校正就是对激发该检波点图 1-1-3 静校正前（左）后（右）速度谱中 国 石 油 大 学 （ 北 京 ） 工 程 硕 士 学 位 论 文- 5 -所记录到的信号各个炮点求平均；同理，在计算炮点的静校正量时，记录该炮信号的全部检波点进行平均。 地表的一致性有效约束条件使静校正问题变成多维的优化问题，不再是一维的、简单互相关的问题。各个检波点和炮点的静校正量是静校正优化问题中要计算的重要参数。 剩余静校正问题在本质上是非线性的，是一个多参数多极植的全局优化问题。Clacrbout 和 Ronen 提出的最大能量法（1985），che
18、n 提出的模糊剩余静校正（1993），程金星等提出的 DFP 算法联合迭代反演法（1996）及 CMP 道间互相关 Lapacian 算法 ，属于全局寻优的方法，其中也用到了迭代处理技术，但很难摆脱关于局部值的问题。必须采用随机性全局最优化方法求解对于静校正这种多参数多极值的非线性的大规模组合优合问题。1.2 常用静校正方法原理及适用条件一、一次静校正（一） 高程静校正解决地形起伏、爆炸井深不一引起的静校正问题可用高程校正方法。该方法利用野外测量成果和预定的基准面高程以及基准面和地面之间的速度来计算校正量。浮动基准面是一个靠近地表的既不固定也不水平的面，我们先把反射时间校正到这个面上，然后在一
19、定的时机再校正到固定基准面。高程静校正的计算与地震数据无关，所以在观测系统文件生成时就将基准面和替换速度参数输入，系统根据炮点、检波点高程自动计算出炮点、检波点的静校正量，并在观测系统加载时置入相应的道头。高程校正中的替换速度为常数，当探区内无低降速带变化或变化很小可忽略不计时，使用高程校正即可解决静校正问题。但对于复杂地区而言，由于低降速带的厚度和速度通常都存在剧烈变化，使用高程静校正会有较大的误差，需要使用折射静校正或层析静校正。第 1 章 静 校 正 处 理 原 理 、 方 法 研 究- 6 -折射静校正和层析静校正是针对低、降速度带的静校正，它们的基本思想是把观测面从地面移动到低降速度
20、带以下，以避开低降速度带对反射波时间的影响。为此必须先估算低降速度带的速度/深度模型，并在深度模型的底部确定一个称为中间基准面的模拟的观测面，然后根据速度模型计算出把炮点、检波点从地面下移到中间基准面的的时间校正量并校正之，数据的时间就移动到了就低降速度带以下，在此基础上再做到标准基准面的静校正。（二）模型法静校正所有一次静校正广义地讲都是模型法静校正。这里所讲的模型法静校正是通过小折射、微测井等常规低速带调查方法得到离散点的表层低速度资料，内插出空间速度结构，计算静校正量的一种方法。这种方法在近地表条件简单的地区比在复杂地区较有效。其在复杂地区剧烈变化的横向速度需要相当密度分布的测点来满足这
21、模型法静校正的内插方法。地形的起伏就是给实施内插造成困难相当大的因素，因为选择不同的低速带底界起伏与地表起伏之间相关程度的参数 R 会造成得到不同的静校正量，而这种选取的差别往往表现为校正量的长波长分量。模型法在复杂地区的资料处理中很少单独使用。为了很好地解决特别复杂地表区的静校正问题，可将模型法与折射、层析等基于初至时间的静校正方法结合，取长补短。（三）折射静校正当地震波从上层介质传播到与下层介质的分界面时可能分为一支经上层介质返回地面的反射波和另一支穿过界面继续向下传播的折射波两支。如果近地表存在低降速带，则其与高速层的分界面是一个很好的反射界面。当入射波以临界角入射到该界面时，将产生沿界面滑行的折射波并传到地面，为检波器所接收。估算低降速带的速度和炮点、检波点的延迟时间需要获得折射波的初至时间并由此建立低降速带的速度/深度模型。为了避免近地表低降速带对反
