基于tomodel的三維沙漠地區靜校正研究

◎楊青青

基于tomodel的三維沙漠地區靜校正研究

◎楊青青

桑塔木南的油氣資源位于新疆的沙漠地區，地表條件復雜,往往存在非常嚴重的靜校正問題,直接影響到處理剖面的質量和解釋結果的可靠性。本文通過專業的地震資料處理軟件tomodel，建立了該地區的三維模型，利用層析靜校正技術求取準確合理的一次靜校正量，并根據測線的測井數據，成功地獲得了該區塊表層速度厚度參數，將野外微測井、小折射資料和層析靜校正技術有機結合起來，建立一個能夠真實反映近地表結構的模型，消除表層因素變化的影響，通過對比，結果表明靜校正效果變好。

桑塔木南三維地震勘探工區位于新疆維吾爾自治區塔里木盆地北部的塔里木河流域，沙漠地區地表條件復雜,原始資料品質差,靜校正問題已成為制約地震數據處理成果品質提高的重要因素, 野外靜校正通過插值求取的炮檢點的靜校正量其精度存在不足，為實現高精度資料成像，必須進行層析成像反演，層析成像可以逐點反演求取準確的炮檢點靜校正量，其精度明顯高于高程靜校正和野外靜校正的精度。微測井不同于常規測井，具有井淺、孔徑小的特點，該方法能夠得到地震工區表層速度和厚度在橫向和縱向上的變化規律，并為地震資料的后期靜校正處理提供一個比較精確的靜校正量計算模型。

概況介紹

工區地表特征以及靜校正難點

工區地形西高東低，地表起伏不大，工區地勢較為平坦，高程一般在920～950m之間，工區西北部被沙丘、沙垅覆蓋，區內潛水面深度在1～11m，低速帶厚度在1.2～14m之間變化，低速帶速度在250～800m/s之間變化，高速層速度在1500～1800m/s之間變化。

總的來說，本區表層地震地質條件較為復雜，接收條件差，特別是遠離塔河的區域，激發條件也較差。沙漠地區淺層的低速層厚度和速度在縱向和橫向上往往有著明顯的變化，由此產生靜校正誤差。其特點是靜校正誤差呈現緩慢變化，即存在嚴重的長波長靜誤差。各類沙丘有明顯的迎風面和背風面，在風力作用下其沙粒堆密度有較大的差異，因而導致波速的差異；沙層下潛水面深度極不穩定，導致低降速帶形態和速度變化頻劇烈，給表層建立模型帶來極大的困難。

tomodel層析靜校正的應用

提高正、反演的精度和效率方面。Tomodel軟件采用的是基于波動方程的快速步進波前追蹤技術，可以實現小網格建模，保證了高精度的反演結果，提高了運算的速度和效率。采用矩形網格建模，而不是正方形，深度方向使用更小的網格，進而在深度方向得到更高的分辨率。將小波變換應用于層析反演，進一步提高了反演的精度。

在保證迭代和反演結果的穩定性方面。采用非線性的反演算法，而不是線性反演，保證得到全局最優解，使得反演結果不依賴于初始速度模型，從而使得反演真正適用于復雜的地表地區，初始速度模型的建立都是采用常規折射方法，如果是線性反演，其反演結果與初始速度模型有關，也就是說，線性反演并沒有跳出常規折射方法的局限性。

處理對策

靜校正量的質量控制

靜校正量計算過程中，需要對其大小，趨勢進行質量監控，我們進行質量控制需要以下幾個步驟：

模型反演過后，檢查迭代收斂曲線。該曲線反映層析反演的收斂過程，曲線要平穩，如圖1所示。

顯示射線密度。層析反演完成后，自動彈出速度和射線密度顯示窗口，射線密度分布圖可以顯示初始速度模型的深度是否足夠。

利用層析反演的擬合差編輯初至時間，將理論合成時間同實際初至時間進行疊合顯示，如圖2所示，紅色是實際初至時間，藍色是理論合成初至時間，兩者的吻合程度越高，反演結果越接近實際地質模型。

建模方法

在解決該地區的長波長靜校正方面，tomodel軟件使用層析靜校正方法。長波長靜校正是由地表、低降速帶、和高速頂界面在大范圍內，至少一個排列長度變化所引起的，在同一個共中心點疊加道之間不產生明顯時差，對疊加效果影響弱，但容易把表層結果異常引起的低幅構造誤認為是地下構造或巖性變化引起的，嚴重影響地震資料解釋精度。

在解決表層建模方面，加入微測井約束，利用微測井資料可以得到地震工區內表層速度和厚度在橫向上和縱向上的變化規律，使得地表模型更加準確，首先，建立極淺層速度場，輸入低測點文件，文件包含微測井的口數、三維坐標、層數、厚度、速度。然后，在三維速度模型顯示窗口，進行極淺層替換。選取淺層替換后的速度模型作為初始速度模型，并輸入建立的權重場文件，進行約束層析反演。

圖3為加入微測井約束的層析靜校正后的地表模型。圖4和圖5分別為采用高程靜校正，層析靜校正和微測井約束后的相應的疊加剖面，從剖面上看，同相軸扭曲的情況基本得到了解決，同相軸連續性得到改善，波組特征清晰，連續性好，剖面信噪比明高。發現由復雜地表地形和低速帶變化引起的異常基本消除。

圖1 層析反演收斂曲線

圖2理論合成時間同實際初至時間疊合

圖4 高程靜校正的疊加剖面

圖5 約束后 的疊加剖面

結論和認識

通過新疆桑塔木南三維地區的靜校正處理研究表明，tomodel的層析靜校正方法較好的解決了由長波長產生的靜校正問題，加入微測井約束的方法使得表層模型更加符合實際情況。處理后的剖面信噪比更高，同相軸連續性更好，構造形態更加自然合理。

(作者單位：江漢油田分公司物探研究院)