0 引言

地震勘探中，静校正直接影响地震资料分辨率、反射层产状、油藏的构造形态.它是地震资料处理的重要环节，用于消除地表高程起伏、低降速带变化对地震资料的影响(Marsden, 1993a, b, c；熊翥，1993).著名地球物理学家Dix教授说过；“解决好静校正就等于解决了地震勘探中几乎一半的问题”(熊翥，1993).对于沙漠、黄土塬和复杂山地，地形起伏大、低降速带的厚度和速度横向变化剧烈，静校正是此类地区地震资料处理的关键和难点.

根据静校正量的波长变化对剖面的影响，一般把静校正分为短波长静校正和长波长静校正(祖云飞等，2007).对于短波长静校正问题，地震处理中已经有成熟的方法，并且随着技术的进步，出现了许多综合优化的静校正方法(刘振宽等，1995；常旭等，1999；井西利等，2002；林依华等，2003；井西利和杨长春，2006；杨锴等，2007；查文锋和于小磊，2014)、剩余静校正方法(程金星等，1996；徐锦承和张剑锋，2016)和转换波静校正(李彦鹏等，2012；刘财等，2013；张正峰等，2013)，在这里不再详细赘述.而对于长波长静校正问题，尤其是地表起伏剧烈、低降速带横向变化大的黄土塬地区，地震资料中普遍存在低频长波长静校正问题，解决不彻底会造成地震剖面上出现假异常、假构造(Booker et al., 1976；傅旦丹和何樵登，1990；DuBose，1993；戴云和张建中，2000；祖云飞等，2007；王志刚等，2014).因此，必须消除残余的长波长静校正量，提高地震资料处理质量，恢复地层真实产状.

随着地震勘探向小幅度或岩性油藏精细描述的深入，长波长静校正问题越来越引起人们重视，准确辨别和解决长波长静校正问题是目前黄土塬区地震勘探的难题.同时，伴随着地震勘探技术的进步，解决长波长静校正的方法呈现多样化，目前有模型约束初至折射反演法(张伟等，2009；尹奇峰等，2011)、层析反演法(刘伊克等，2001；冯泽元等，2005；张继国和刘连升，2006；樊满仓，2008；韩晓丽等，2008)、模型法(王进海和熊民生，1995；林伯香等，2006)、折射法(杨海申等，2005；何光明等，2006)、精确地表模型法(孙维昭等，2010)、综合长波长静校正方法(谭昌勇等，2009；王志刚等，2014)等，上述方法主要基于三种思路：一是利用近地表资料(小折射、微测井)建立精确的低降速带结构，但该思路受钻井难度和采集成本因素制约，近地表资料深度浅且密度低，无法控制低降速带底界面起伏，难以保证长波长静校正效果.二是利用大炮记录的稳定折射初至旅行时建立准确折射面深度的近地表模型，该思路是基于地震折射波初至含有丰富的长波长信息，但适用前提是存在稳定的折射面且已知表层速度，在复杂地区这两个条件很难满足，长波长静校正效果与折射静校正的参数选择、初至时间数据范围的选取、初至时间数据的精度密切相关.三是利用初至波层析反演建立纵横向连续变化的速度模型，该思路避免了层状速度结构的假设，对复杂地区有很强的适应能力，能够提供高质量的长波长静校正量，但介质被网格化为一系列单元，层析问题常常是欠定的，需要间接的正则化约束，增加了反演难度，且对射线路径有很强的依赖性，对初始模型和初至拾取误差比较敏感，人为因素大，稳定性差.为此，本文以鄂尔多斯黄土塬地震资料为例，在分析研究长波长静校正成因的基础上，给出判别长波长静校正问题的五种有效方法及其适用条件，最后采用测井实钻深度约束的井控静校正方法消除残余的长波长静校正量，较好地解决了黄土塬区长波长静校正问题，为地层精细解释奠定基础，同时也为长波长静校正研究提供了借鉴和启示.

1 长波长静校正成因

静校正是由于起伏地表和地震波通过非均质低降速带产生不一致的时差所引起.在实际野外资料采集时，地表起伏不平，且低降速带和高速顶界面横向变化剧烈，观测到的时距曲线是一条畸变的曲线，造成动校正后记录道之间存在时差，致使多次覆盖的叠加效果较差.因此，必须进行激发和接收条件变化所引起的时差校正.上述因素不同波长的起伏变化，造成不同波长的静校正问题.长波长静校正是由地表、低降速带和高速顶界面在大范围内(至少一个排列长度)变化所引起的，在同一共中心点叠加道之间不产生明显时差，对叠加效果影响弱，但容易把表层结构异常引起的低幅构造误认为是地下构造或岩性变化引起的，严重影响地震资料解释精度.

长、短波长静校正是相对的，凡是导致静校正异常的原因都可以引起长波长静校正问题，只是静校正变化波长不同.引起长波长静校正的主要因素有：

(1)地形起伏：在复杂探区，一般地形起伏剧烈(图 1a)，地形线的高频变化可以通过静校正方法解决，但是地形线的低频变化涉及的排列范围大，常规静校正解决不彻底，残留长波长静校正量.

(2)低降速带：受地形起伏的影响，复杂探区低降速带的共性是厚度不一致，速度横向变化快(图 1b)；由于钻井难度和采集成本的制约，表层调查控制点密度低，很难发现复杂表层的一些异常点，无法准确描述低降速带速度或厚度，建立的表层模型不合理；低降速带厚度、速度的长波长低频变化是产生长波长静校正问题的主要原因(戴云和张建中，2000).在低降速带较薄的地区，表层调查资料很容易追踪到所需的高速层, 表层校正比较准确，长波长静校正问题解决彻底，反之，则残留长波长静校正量，在叠加剖面上表现为反射层位形态失真，造成假构造.

(3)高速顶界面：静校正量计算时需要利用填充速度来代替上覆介质速度，且一般该填充速度是常数，然而，复杂探区地形起伏剧烈，高速顶界面速度横向变化大(图 1c)，而固定填充速度与高速层速度差异大，导致水平叠加剖面上构造形态畸变(祖云飞等，2007).固定基准面和不合理的剩余静校正也会产生长波长静校正问题.

2 长波长静校正识别方法和解决方法

在明确了长波长静校正成因的基础上，判别和解决长波长静校正问题对地震资料处理质量显得尤为重要.本文以鄂尔多斯黄土塬工区三维地震资料处理为例，分析研究长波长静校正问题的识别和解决方法.

本次研究工区位于鄂尔多斯黄土塬地区，地形极其复杂，黄土覆盖厚、植被密集，水系较为发育，沟壑纵横、地表起伏异常剧烈，地表高程在900~1450 m之间，局部高差达上百米，这些地表条件导致低降速带较厚且表层速度横向变化剧烈，固定充填速度和基准面难以适应低降速带的大范围横向变化，这些因素为鄂尔多斯黄土塬区地震资料处理带来了长波长静校正难题(王进海和熊民生，1995；钟本善和周熙襄，1999；樊满仓，2008；谭昌勇等，2009)；同时，研究区的构造位于伊陕斜坡东南部，应力构造不发育，无断层发育，没有形成有利的构造背景，区域上为极平缓单斜.

2.1 识别方法

结合鄂尔多斯黄土塬地震勘探生产项目的处理经验，目前，识别长波长静校正问题的常用方法有：水平叠加剖面法、共炮检距剖面法、分偏移距叠加法、地形相关法、交会图法.

(1)水平叠加剖面法：假如地震剖面中横向同一位置处，在纵向上自上而下存在反射波组形态构造幅度几乎一致的现象，判定地震资料中可能存在长波长静校正问题.图 2为该黄土塬区一条水平叠加剖面，横向刻度为CDP道号，纵向刻度为时间，由浅到深存在微曲褶皱，如图中红色矩形区所示，初步判断该工区地震资料可能存在长波长静校正问题.但不排除地下真实存在此类地质现象，因此，该方法应该结合处理工区的地质沉积背景和处理试验，来综合判别长波长静校正问题.

(2)共炮检距剖面法：由炮集记录分选出共炮检距道集，通过叠加获得共炮检距剖面，如果共炮检距剖面的初至近似平直，与地形无明显相关性，则该资料不存在长波长静校正问题，反之，则可能存在长波长静校正问题.图 3是该黄土塬区共炮检距剖面，图中上部红色曲线为地表高程，下部为共炮检距剖面，图中红色矩形框显示剖面初至形态横向变化大且与地形具有较强的相关性，说明该工区资料存在长波长静校正问题.该方法消除了不同偏移距对叠加的影响，利用静校正后的初至形态与地形的相关性来判定长波长静校正问题，而地震记录的初至来源于折射层，因此，该方法的适用前提是处理工区内有相对稳定或起伏平缓的折射层.

(3)分偏移距叠加法：将炮集记录按照偏移距分选为不同偏移距组的道集，通过叠加得到分偏移距叠加剖面，利用不同偏移距对长波长静校正异常的叠加响应不同，在分偏移距叠加剖面同一位置处，出现构造形态不一致的现象，由此判断长波长静校正问题.图 4给出了黄土塬实例区两组偏移距的叠加剖面，横向刻度为CDP道号，纵向刻度为时间，图 4a和图 4b分别为1000~2000 m偏移距和2000~3000 m偏移距的叠加剖面，如图中红色矩形框所示，通过两者浅、中、深位置的剖面对比，同一位置处的反射层位形态有明显差异，说明剖面中存在严重的长波长静校正问题.这个方法的成立条件是在CDP道集中各反射层的有效排列长度相同，地震资料经过切除处理以后，浅、中、深层的有效排列长度差异很大，因此，处理中使用该方法识别长波长静校正问题时要保证排列长度一致；该方法可以有效地识别长波长静校正问题，适用地区广，尤其是折射面不存在或地下构造复杂的区域.

(4)地形相关法.在鄂尔多斯黄土塬地区，低降速带的厚度、速度的横向变化与地形的剧烈起伏有很强的关联性，所以，当地震剖面的层位构造形态与地形存在较强的相关性时，判断地震剖面可能存在长波长静校正问题.图 5为黄土塬实例区一条叠加剖面，横向刻度为CDP道号，纵向刻度为时间，时间刻度自上而下是增大的；图中绿色曲线为地表高程线，高程刻度自上而下是减少的，红色矩形框显示该部位的剖面反射轴构造形态与地形线存在明显的正相关，判定剖面中残余长波长静校正量.该识别方法的判定原则与地形线纵轴、地震时间轴的方向有关，假如地形线的坐标轴方向与地震记录的时间轴方向相反时，层位形态与地形线是正相关的；反之，则层位形态与地形线是负相关的.该方法可以作为识别长波长静校正问题的佐证，尤其适用于低降速带横向变化剧烈的复杂地区.

(5)交会图法：在处理质量评价时，针对速度横向变化相对稳定区域，采用解释标志层的双程旅行时形态与其实钻深度趋势进行对比，得到两者的交会图，依此来验证长波长静校正效果.假如处理工区的地质构造为单斜形态，当地震资料的长波长静校正解决比较彻底时，两者交会图的散点收敛于一条线性直线，反之，则地震资料存在长波长静校正问题.图 6a为该黄土塬工区解释标志层的双程旅行时与其实钻深度的交会图，每一个圆圈点对应一口探井，如图所示，交会点分布散乱且拟合趋势偏离线性直线，说明该区存在长波长静校正问题.该方法适用于具有一定数量的探井、地质层位的速度横向变化稳定、地下地质构造相对简单的探区.

上述几种方法有其独特的优势和局限性，仅采用一个标准识别长波长静校正问题时会产生误导，因此，应该多方位、多角度、多方法综合判断长波长静校正问题，尤其是对地表条件、地下构造均复杂的探区.

2.2 解决方法

通过上述五种识别方法，发现该黄土塬区地震资料存在严重的长波长静校正问题.长波长静校正不彻底带来的主要问题是构造形态的歪曲，造成错误的构造解释，降低水平井轨迹设计精度.依据长波长静校正量的产生机理，长波长静校正量分布范围广，与地表特征和低降速带变化有很强的相关性；在地震资料处理效果评价时，发现解释标志层位的形态与已钻完井的深度趋势有差异，考虑到本工区为速度横向变化相对稳定区域，因此，提出了采用测井实钻深度约束的井控静校正方法，在统计意义上消除地震叠后数据残余的长波长静校正量，具体步骤为：

(1)收集和加载研究区的地震数据体、解释目标层位、测井实钻深度资料；依据研究区的地质背景和地震数据体，确定解释目标层位及其双程旅行时；

(2)针对各个实钻井点，依据钻井深度资料和解释目标层位，确定解释目标层位对应的实钻深度；

(3)针对解释目标层位，利用步骤(2)得到的实钻深度和步骤(1)得到的双程旅行时，求出每一个井点位置处的平均速度；

(4)采用克里金插值算法，依次对步骤(3)得到的速度和步骤(2)得到的实钻深度插值成面；

(5)针对解释目标层位，利用步骤(4)建立的层位速度面和层位实钻深度面，得到利用实钻控制后的双程旅行时面；

(6)依据步骤(2)确定的解释目标层位的双程旅行时，采用克里金插值算法，得到解释目标层位的新的双程旅行时面；

(7)针对解释目标层位，依据步骤(6)得到新的双程旅行时面与步骤(5)得到的实钻约束的双程旅行时面进行对比，得到井控静校正量并加载到地震数据体，得到井控校正后的地震数据体.

通过上述过程，常规静校正残留的长波长静校正量便得到消除，地震处理成果的低幅构造解释、属性预测以及水平井轨迹设计精度极大提高.为了保证井控静校正的统计意义，该方法的应用前提是勘探工区的地质构造相对简单且具有一定数量、分布相对均匀的钻完井.

在准确识别长波长静校正问题的基础上，将井控静校正方法应用到鄂尔多斯黄土塬区地震资料处理中，验证该方法在解决长波长静校正问题、提高地震资料低幅构造解释精度的有效性.由工区的构造环境可知，该区域的速度横向变化相对稳定，利用交会图法已经判定该黄土塬工区存在长波长静校正问题，解释标志层位的双程旅行时与其实钻深度的交会散点分布趋势偏离线性直线，如图 6a所示；当采用井控静校正方法后，两者的交会散点分布趋势比较集中且收敛于一条直线，如图 6b所示，意味着在不同井点位置处，解释标志层的双程旅行时分布趋势与其对应的实钻深度趋势相吻合，基本消除了表层结构异常引起的剩余长波长静校正量.图 7为井控静校正效果图，横轴为CDP道号，纵轴为时间，通过井控静校正方法应用前后叠加剖面效果对比看出，图 7a为井控静校正前的地震剖面，由浅到深出现“假背斜”构造，地震剖面中存在长波长静校正问题，如图 7a红色矩形框所示；采用井控静校正方法后的地震剖面，如图 7b所示，解释标志层位融合了实钻深度的变化趋势，图 7b红色矩形框所示部位的反射波组形态得到了真实恢复，地层的构造形态变为极平缓单斜，更加符合工区的地质背景特征，进一步解决残留的长波长静校正问题，验证了该方法在黄土塬区长波长静校正问题的可行性.

3 结论 3.1

准确识别和解决长波长静校正问题是目前鄂尔多斯黄土塬区地震数据处理的难题，本文分析了长波长静校正的成因，详细给出了识别长波长静校正问题的五种有效方法及其适用条件，并且针对试验区阐述了识别方法的应用效果；最后采用测井实钻深度约束的井控静校正方法来解决长波长静校正问题，通过应用前后效果对比可知，井控静校正解决了黄土塬区残余的长波长静校正问题，效果显著.但井控静校正方法存在一些应用前提，且是在叠后数据体上实现的，因此，解决长波长静校正的关键是建立准确的表层模型，利用大钻信息和浅表层资料约束反演的高精度建模技术是长波长静校正研究的下一步攻关方向.

3.2

黄土塬区地震资料处理的应用效果表明长波长静校正问题识别和解决方法的有效性和适用性，提高了识别长波长静校正问题的准确性，进一步解决常规静校正残留的长波长静校正问题，改善地震资料的处理质量，得到了相对保真的地层形态，对提高处理成果的低幅构造解释精度、储层展布特征以及水平井轨迹设计具有重要意义.

致谢 感谢审稿专家提出的宝贵修改意见和编辑部的大力支持！