地球物理学进展  2017, Vol. 32 Issue (4): 1701-1704   PDF    
引用本文
杨海涛, 贺振华, 陈丹, 等. 2017. 转换波静校正技术在四川地区的应用研究. 地球物理学进展, 2017, 32(4): 1701-1704, doi: 10.6038/pg20170438  
YANG Hai-tao, HE Zhen-hua, CHEN Dan, et al. 2017. Application study of statics correction technology for P-SV wave in Sichuan area. Progress in Geophysics (in Chinese), 32(4): 1701-1704, doi: 10.6038/pg20170438   
转换波静校正技术在四川地区的应用研究
杨海涛1,2,3, 贺振华1, 陈丹2, 王栋1,2, 王静2, 王鸿燕2     
1. 成都理工大学, 成都 610059
2. 中国石油天然气集团公司川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司, 成都 610213
3. 中国石油天然气集团公司山地地震技术试验基地, 成都 610213
收稿日期：2016-10-18; 修回日期：2017-05-20.
作者简介：杨海涛, 男, 1984年生, 四川省成都市人, 硕士研究生, 工程师, 主要从事多波处理技术研究与应用.(E-mail:yht_wt@cnpc.com.cn)
摘要：转换波静校正问题一直被认为是转换波处理中较难解决的问题，目前已研究的方法都存在一定的局限性.针对四川盆地川中地区实际情况，本文提出一种组合的转换波静校正方法.首先，根据采集的三分量微测井资料计算低降速层的纵、横波平均速度比，再利用该速度比与纵波的检波点静校正量相乘计算得到转换波长波长静校正量；然后，应用改进的共检波点叠加互相关法求取转换波短波长静校正量；最后，利用分频地表一致性剩余静校正求取剩余静校正量.实际数据处理表明，该转换波静校正技术能够较好地解决四川地区转换波静校正问题，使地震资料的成像效果得到明显的改善.
关键词：转换波静校正    时空变GAMMA系数法    改进的共检波点叠加互相关法    分频地表一致性剩余静校正    
Application study of statics correction technology for P-SV wave in Sichuan area
YANG Hai-tao1,2,3 , HE Zhen-hua1 , CHEN Dan2 , WANG Dong1,2 , WANG Jing2 , WANG Hong-yan2     
1. Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China
2. Geophysical Prospecting Company, CNPC Chuanqing Drilling Engineering Limited Company, Chengdu 610213, China
3. Mountain Geophysical Technology Test Center, CNPC, Chengdu 610213, China
Abstract: The converted wave statics correction problem has always been considered asmore difficult to resolve in processing converted wave. At present the researched converted wave statics correction methods have some deficiencies.Aiming at the actual situation in Sichuan area.we proposed the combined statics method for P-SV wave. Firstly, The average velocity ratio of P-wave and S-wave is obtained by multi-component micro logging data. The converted wave long wavelength static correction is computed according to P-wave receiver statics and the ratio. Secondly, the improved cross-correction method is used to calculate short wavelength statics correction on common receiver stack gathers. Lastly, Residual static correction is obtained by using the residual static correction in the frequency division. The real data processing shows that this method can be used to solve the problem of converted wave static correction, and remarkably improve the quality of the converted wave records. The method has been applied to the data processing in Sichuan and good results have been obtained.
Key words: P-SV static     time-space-variant gamma method     improved crp stacking gather cross-correction metgod     surface consistent residual static correction of frequency division    
0 引言

随着地震勘探难度的不断增大，新技术新方法的研究与应用已经成为勘探行业的必然.多波多分量地震勘探技术是一种全波场的弹性激发、接收技术，目前，转换波地震勘探技术是最能够反映地下介质弹性和岩性信息的技术方法.并且转换波地震勘探技术具有纵波勘探的特点，勘探深度大、采集成本相对低，又能真实的反映地下介质的横波信息.多分量转换波地震勘探技术的这一特点，使岩性勘探和油气的直接识别成为可能.

在多分量转换波地震勘探中，由于近地表横波的传播速度低且变化大, 横波低降速带底界面比潜水面深且起伏大的多, 横波的静校正量通常要大于相同位置纵波静校正量的2~10倍(黄德济等，1990；曹务祥和李海翔，2006).因此在转换波的资料处理中, 横波静校正量难以可靠地估计，横波静校正的问题尤为突出.本文采用时空变的纵横波速度比(γ)系数法求取转换波长波长静校正量，利用改进的基于构造控制的共检波点叠加互相关法求取转换波短波长静校正量, 再利用分频地表一致性剩余静校正来求取剩余静校正量，这套技术在四川川中地区取得了较好的应用效果.

1 工区地表地质情况

工区地形总体起伏小，主要为浅丘平缓地貌，地势由西北向东南倾斜，西北高，东南低，海拔在300 m至400 m之间，一般相对高差不超过100 m.区内以松柏、灌木和杂木为主，覆盖面积较广，地表大面积分布侏罗系遂宁组砂泥岩、泥岩、泥质粉砂岩、局部残留蓬莱镇组砂泥岩，地层倾角多在5度以下，江河沿岸有少量第四系砾石分布.本区潜水面较浅, 一般为2~3 m, 纵波的低降速带厚度和速度在纵横向上相对比较稳定，低降速层厚度一般在5~10 m，低速层速度450~1600 m/s左右，高速层速度在2000~2800 m/s左右.

2 转换波长波长静校正量的求取

根据上面求取的纵波检波点静校正量乘以γ即为转换波检波点静校正量.

长波长静校正量是由近地表介质的不均匀程度引起的，变化周期在一个排列长度以上的静校正量值.长波长分量的精度直接影响构造要素的解释.引起长波长静校正的因素包括两个方面：① 低速带厚度的横向变化; ② 低速带速度的变化，低速带的速度可以确定低速带的厚度，而低速带的速度反映在Vp/Vs的比值上，用参数γ表示.由于近地表的γ值变化剧烈，又缺乏横波初至的拾取方法，因此传统的纵波静校正的方法一般不适用.因此，本文根据转换波的传播原理提出转换波炮点的静校正量直接利用纵波的炮点静校正量，转换波检波点静校正量采用纵波检波点静校正量乘以时空变的γ系数的方法.转换波长波长静校正的具体求取方法如下：

(1) 利用纵波的初至通过层析反演法求取表层的速度和厚度, 进而计算纵波的炮点和检波点静校正量.纵波炮点的静校正量即为转换波的炮点静校正量.

(2) 通过解释三分量微测井资料，计算每口微测井的低降速层的纵横波速度比, 然后通过样板插值, 计算全工区的纵横波速度比(γ)并做平滑.

(3)根据上面求取的纵波检波点静校正量乘以γ即为转换波检波点静校正量.

3 转换波短波长静校正量的求取

转换波短波长静校正量主要表现为相邻道之间的剧烈时差, 直接导致速度分析不准，影响叠加效果.大量研究表明(唐建侯和张金山，1994；杨海申等；2006；李美等，2011；张军舵等，2011；李彦鹏等，2012；刘玉萍等，2014；王大兴等，2015), 共检波点叠加剖面的互相关法可以消除这种时差, 使转换波同相轴连续光滑.但是在实际资料应用中，由于地层存在一定的倾角，并且炮点距比较大，导致共检波点域的反射点不能同相叠加，静校正量求取不准确.因此，本文提出一直改进的方法，即只用正或者负偏移距的数据求取共检波点叠加剖面，进而求取转换波短波长静校正量.

3.1 方法原理

根据地表一致性的条件, 任意一道的转换波总静校正量都可分解为4部分，公式为

(1)

式中: si为i位置炮点静校正量, 采用纵波的常规方法求取; gj为j位置接收点的静校正量, 利用转换波共接收点的叠加剖面来求取; ck为共中心点k位置的剩余正常时差, 随炮检距的平方而变化; yk为由构造引起的静校正量.

经纵波炮点静校正后，若忽略动校正的剩余时差，经纵波炮点静校正后，有：

(2)

在完成常规处理的纵波共检波点叠加剖面上选取一个浅层标志层位，将其拉平，则每一道拉平前后的时差可看作由构造引起.消除了构造引起的静校正量，(2) 式变为

(3)

则每一道的静校正量gj等于Pj(t)⊗Gj(t)最大时的时移量τ, 即：

(4)

式中:gj为第j个接收点的静校正量; Gj(t)为第j个共接收点(CRP)的叠加道; ⊗代表相关; {Pj(t)}为参考道, 且：

(5)

式中:n为参考道的叠加道数.

3.2 短波长静校正量的求取

转换波短波长静校正量求取的具体实施步骤如下：

(1) 应用纵波的炮点静校正量和转换波长波长静校正量，选取正或者负中远偏移距的数据叠加得到转换波共检波点叠加剖面.

(2) 在纵波和转换波的共检波点叠加剖面上拾取相对应的浅层标志层层位，估算出纵横波的平均速度比.

(3) 利用拉平纵波层位的静校正量(构造引起)和纵横波平均速度比，计算出可以拉平转换波层位的静校正量(构造引起).

(4) 将构造引起的静校正量应用到转换波共检波点叠加剖面上，利用共检波点叠加的互相关法进行校正(认为同相轴上时差是由检波点短波长静校正量引起的).

4 转换波剩余静校正量的求取

通过共检波点叠加剖面互相关法解决了大部分转换波的短波长静校正量，但仍有剩余的静校正量存在.本文针对转换波资料主频较低、信噪比较低的特点提出一种分频的地表一致性剩余静校正方法.该方法的关键点主要有：第一，在求取剩余静校正模型道时，对数据进行随机噪声的衰减，提高模型道的质量；第二，对输入数据进行带通滤波，并逐步提高带通滤波的高频端，进而实现分频地表一致性剩余静校正.

5 应用效果分析

将上面的转换波静校正技术应用到四川某工区的资料处理中.图 1为转换波静校正处理前后单炮的对比.图 1中可以看出, 由于静校正量的影响, 图 1a转换波单炮记录上道与道之间的时差, 严重影响了同相轴的连续性和一致性.经过转换波的长波长和短波长静校正处理后, 图 1c中的转换波单炮上同相轴变得更加连续和光滑, 反射层位更加清晰, 单炮记录质量得到明显的提高.

图 1 转换波静校正处理前后单炮对比 (a)静校正前；(b)长波长静校正后；(c)短波长静校正后. Figure 1 Contrast of single-shot before and after converted-wave static correction (a)Before applying static correction; (b)After applying long wavelength static correction; (c)After applying short wavelength static correction.

图 2为应用转换波静校正量前后叠加剖面的对比.从图 2a是转换波静校正前叠加剖面；图 2b是应用了转换波炮点和检波点长波长静校正量的叠加剖面，从图中可以看出构造形态恢复较好，同相轴连续性增强，长波长静校正问题得到较好的解决，但是同相轴一致性仍然较差；图 2c为图 2b应用了短波长静校正量的效果，可以看出转换波的同相轴连续性得到进一步的增强；图 2d为图 2c应用了剩余静校正量的叠加效果，同相轴连续性更好，构造特征清晰，信噪比提高，转换波静校正得到较好的解决.

图 2 转换波静校正处理前、后叠加剖面对比 (a)转换波静校正应用前叠加剖面；(b)应用炮点和检波点长波长静校正量叠加剖面；(c)应用检波点短波长静校正量叠加剖面；(d)应用剩余静校正量叠加剖面. Figure 2 Contrast of stacking section before and after converted-wave static correction (a)Stacked section Before applying converted-wave static correction; (b)Stacked section After applying shot point and detection long wavelength static correction; (c)Stacked section After applying detection short wavelength static correction; (d)Stacked section after applying residual static correction.
6 结论 6.1

在构造相对简单, 地表起伏不大的地区, 依据纵波检波点静校正量通过时空变γ的系数法来求取转换波检波点长波长静校正量，遵循了纵波和转换波的传播时差规律, 保证了转换波剖面和纵波剖面时间上的一致形态.

6.2

改进的共检波点叠加互相关法是主要针对有效反射波求取短波长静校正量，可以很好的改善有效反射波的成像质量，是目前解决转换波短波长静校正的最好方法.

6.3

根据实际工区的特点, 采用多方法相结合的转换波静校正技术, 是解决转换波静校正问题的有效途径.本文采用的转换波静校正技术方法易于实现, 能够较好的解决转换波的静校正问题.

致谢 感谢审稿专家提出的修改意见和编辑部的大力支持！
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